THine Value MIPI 장거리 전송을 V-by-One HS로 구현. 카메라용 SerDes 칩셋 선정이 쉬워진다 (Main-Link편)
2022.08.15
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카메라 천지의 세상―――. 그것이 현실로 다가오고 있다. 지금은 스마트폰이나 태블릿 단말기, 노트PC, 디지털 카메라, 감시카메라 외에도, 자동차나 산업기기, 의료기기, 교육기기, IoT（Internet of Things）기기, 공장검사 장치, 드론등에도 카메라 기능탑재는 당연시 되었다고 말할수 있을것이다.
이 정도로 카메라 기능을 탑재한 어플리케이션이 저변 확대되다보니, 카메라 기능에 대한 전자기기 메이커의 요청이 다양화 되는것도 당연한 것이다. 그러한 요청중 한가지가 「촬영한 영상신호의 장거리 전송」이다. 본래 카메라 모듈에서 출력되는 MIPI® CSI-2신호는 고작 20～30cm의 거리밖에 전송을 할수가 없다. 하지만, 어플리케이션에 따라서는 카메라 모듈을 설치한 위치와, 영상을 처리하는 호스트 프로세서（SoC）위치가 떨어져 있을수 밖에 없는 경우가 있다. 예를들면, 산업용 로보트나 농업용 IoT시스템등과 같은 어플리케이션이다.
이러한 어플리케이션에 유력한 선택지가 될수 있는것이 고속인터페이스 기술「V-by-One® HS」이다. MIPI CSI-2신호를 V-by-One HS신호로 변환하여 전송함으로써, 전송거리를 최대 15m까지 늘릴수 있다. 이 정도의 전송거리 라면, 「촬영한 영상신호의 장거리 전송」이라고 하는 전자기기 메이커（유저）의 요청을 충족시킬수 있다.
단, V-by-One HS와 같은 고속인터페이스 기술을 이용한 MIPI CSI-2신호의 장거리 전송용 SerDes칩셋（트랜스미터 IC와 리시버 IC）선정작업은 그리 간단하지 않다. 최적의 SerDes칩셋을 선택한후, 데이터 시트를 확인하면서, 각종설정을 선택하는데 일정한 시간과 공수를 사용할수 밖에 없기 때문이다.
이 정도로 카메라 기능을 탑재한 어플리케이션이 저변 확대되다보니, 카메라 기능에 대한 전자기기 메이커의 요청이 다양화 되는것도 당연한 것이다. 그러한 요청중 한가지가 「촬영한 영상신호의 장거리 전송」이다. 본래 카메라 모듈에서 출력되는 MIPI® CSI-2신호는 고작 20～30cm의 거리밖에 전송을 할수가 없다. 하지만, 어플리케이션에 따라서는 카메라 모듈을 설치한 위치와, 영상을 처리하는 호스트 프로세서（SoC）위치가 떨어져 있을수 밖에 없는 경우가 있다. 예를들면, 산업용 로보트나 농업용 IoT시스템등과 같은 어플리케이션이다.
이러한 어플리케이션에 유력한 선택지가 될수 있는것이 고속인터페이스 기술「V-by-One® HS」이다. MIPI CSI-2신호를 V-by-One HS신호로 변환하여 전송함으로써, 전송거리를 최대 15m까지 늘릴수 있다. 이 정도의 전송거리 라면, 「촬영한 영상신호의 장거리 전송」이라고 하는 전자기기 메이커（유저）의 요청을 충족시킬수 있다.
단, V-by-One HS와 같은 고속인터페이스 기술을 이용한 MIPI CSI-2신호의 장거리 전송용 SerDes칩셋（트랜스미터 IC와 리시버 IC）선정작업은 그리 간단하지 않다. 최적의 SerDes칩셋을 선택한후, 데이터 시트를 확인하면서, 각종설정을 선택하는데 일정한 시간과 공수를 사용할수 밖에 없기 때문이다.
Main-Link：전송속도가 충분한지 확인
카메라 SerDes 선정에 사용하는 시간과 공수를 경감할 목적으로, 이러한 작업을 서포트하는 Document를 준비하였다.
그중 한가지는, 카메라 모듈에서 촬영한 영상신호를 보내는 Main-Link에 대한 디자인 가이드이고, 또 한가지는 제어신호를 보내는 Sub-Link에 대한 디자인 가이드이다(후일 공개）. 이 2가지 디자인 가이드를 사용하면, 최적의 V-by-One HS 대응 칩셋（트랜스미터 IC와 리시버 IC）를 선택하는 작업이 용이해질 것이다.
우선은, Main-Link에 대한 디자인 가이드이다. 일반적으로 전자기기 메이커는 설계대상이 되는 어플리케이션에 탑재할 카메라 모듈과 SoC（System on a Chip）를 비교적 빠른 타이밍에 선정한다. 다시말해, 카메라모듈과 SoC사이에서 요구하는 해상도나 프레임레이트 （Refresh Rate）, 색계조, 인터페이스 규격에 관한 사양이 결정되어 있기 때문이다. 거기서 이러한 것들을 전제조건으로 한 V-by-One HS를 대응하는 트랜스미터 IC와 리시버 IC를 선택하면 된다. (그림1, 그림2)
선택지로서, 트랜스미터 IC가 「THCV241A」「THCV241A-P」「THCV243」「THCV231」의 4가지. 리시버 IC는, 「THCV242A」「THCV242A-P」「THCV244A」「THCV244A-QP」「THCV236」의 5가지 이다.
다만, 여기서 주의해야 할 점이 있다. 그것은 트랜스미터 IC와 리시버 IC의 데이터 전송속도의 조합이다. 때에 따라서는, MIPI CSI-2와 V-by-One HS의 각전송로(레인) 모두 어플리케이션이 필요로 하는 데이터 전송속도를 만족시키지 못할 가능성이 있기 때문이다. 구체적으로는, MIPI CSI-2는 0.08G～1.5Gbit/sec（bps）、V-by-One HS는 0.400G～4.0Gbps의 범위내가 아니면 영상신호를 전송할수 없다. 그렇다면, 트랜스미터 IC와 리시버 IC의 조합은, 어플리케이션이 필요로 하는 전송속도를 대응할수 있는것일까? 그것을 간단히 체크 할수있는것이 이번에 공개할 디자인 가이드 이다.（그림３）
테이블중에 회색부분은, MIPI CSI-2 또는 V-by-One HS의 데이터 전송속도 범위가 벗어나는 케이스이며, 조합된 트랜스미터 IC와 리시버 IC로는 대응이 안된다는것을 의미한다. 또한, 노란색 부분은, THCV241A와 THCV242A에서는 대응이 안되지만, THCV241A-P와 THCV242A-P 조합에서는 대응이 가능하다는것을 나타낸다. THCV241A-P와 THCV242A-P는, MIPI CSI-2의 레인당 최대 데이터 전송속도가 1.5Gbps로 높기때문이다. THCV241A와 THCV242A는 1.2Gbps이다.
또한, 이러한 데이터 전송속도 체크는 트랜스미터 IC와 리시버 IC의 데이터시트에 게재되어 있는 「Target Pixel Clock」항목의 수식을 이용하면 실행할수 있다. 하지만, 다양한 파라메타를 모아서 계산 할 필요가 있어, 그 나름대로 시간이 걸린다. 이번에 준비한 디자인 가이드를 사용하면 이러한 계산이 불필요 하게되면, 단시간내에 확인이 가능해진다.
그중 한가지는, 카메라 모듈에서 촬영한 영상신호를 보내는 Main-Link에 대한 디자인 가이드이고, 또 한가지는 제어신호를 보내는 Sub-Link에 대한 디자인 가이드이다(후일 공개）. 이 2가지 디자인 가이드를 사용하면, 최적의 V-by-One HS 대응 칩셋（트랜스미터 IC와 리시버 IC）를 선택하는 작업이 용이해질 것이다.
우선은, Main-Link에 대한 디자인 가이드이다. 일반적으로 전자기기 메이커는 설계대상이 되는 어플리케이션에 탑재할 카메라 모듈과 SoC（System on a Chip）를 비교적 빠른 타이밍에 선정한다. 다시말해, 카메라모듈과 SoC사이에서 요구하는 해상도나 프레임레이트 （Refresh Rate）, 색계조, 인터페이스 규격에 관한 사양이 결정되어 있기 때문이다. 거기서 이러한 것들을 전제조건으로 한 V-by-One HS를 대응하는 트랜스미터 IC와 리시버 IC를 선택하면 된다. (그림1, 그림2)
그림1 카메라모듈 1개일때의 구성예
그림２ 카메라모듈 4개일때의 구성예
선택지로서, 트랜스미터 IC가 「THCV241A」「THCV241A-P」「THCV243」「THCV231」의 4가지. 리시버 IC는, 「THCV242A」「THCV242A-P」「THCV244A」「THCV244A-QP」「THCV236」의 5가지 이다.
다만, 여기서 주의해야 할 점이 있다. 그것은 트랜스미터 IC와 리시버 IC의 데이터 전송속도의 조합이다. 때에 따라서는, MIPI CSI-2와 V-by-One HS의 각전송로(레인) 모두 어플리케이션이 필요로 하는 데이터 전송속도를 만족시키지 못할 가능성이 있기 때문이다. 구체적으로는, MIPI CSI-2는 0.08G～1.5Gbit/sec（bps）、V-by-One HS는 0.400G～4.0Gbps의 범위내가 아니면 영상신호를 전송할수 없다. 그렇다면, 트랜스미터 IC와 리시버 IC의 조합은, 어플리케이션이 필요로 하는 전송속도를 대응할수 있는것일까? 그것을 간단히 체크 할수있는것이 이번에 공개할 디자인 가이드 이다.（그림３）
그림３ 데이터 전송속도를 체크하는 테이블
테이블중에 회색부분은, MIPI CSI-2 또는 V-by-One HS의 데이터 전송속도 범위가 벗어나는 케이스이며, 조합된 트랜스미터 IC와 리시버 IC로는 대응이 안된다는것을 의미한다. 또한, 노란색 부분은, THCV241A와 THCV242A에서는 대응이 안되지만, THCV241A-P와 THCV242A-P 조합에서는 대응이 가능하다는것을 나타낸다. THCV241A-P와 THCV242A-P는, MIPI CSI-2의 레인당 최대 데이터 전송속도가 1.5Gbps로 높기때문이다. THCV241A와 THCV242A는 1.2Gbps이다.
또한, 이러한 데이터 전송속도 체크는 트랜스미터 IC와 리시버 IC의 데이터시트에 게재되어 있는 「Target Pixel Clock」항목의 수식을 이용하면 실행할수 있다. 하지만, 다양한 파라메타를 모아서 계산 할 필요가 있어, 그 나름대로 시간이 걸린다. 이번에 준비한 디자인 가이드를 사용하면 이러한 계산이 불필요 하게되면, 단시간내에 확인이 가능해진다.