如何解決 MIPI CSI-2 的傳輸距離問題! 採用新概念的小型相機系統開發實例 <解決篇>

解決要點

將「MIPI® CSI-2」訊號轉換到「V-by-One® HS」

長距離傳輸的課題

能滿足 N 先生設定性能的CMOS影像傳感器,唯一外部接口選項僅有「MIPI® CSI-2」。此次選用的CMOS影像傳感器在傳感器廠商首次發佈時,主要是針對安裝在智慧型手機等移動設備的相機中。 因此,在應用於移動設備中意識到唯一的接口是 MIPI® CSI-2。 當然,30公分能夠足以連接移動設備的內部。

但是,對於這次分離型的相機系統來說,它就太短了。 N先生知道這是不可能的,於是嘗試通過連接一條全長1m的細Cable來傳輸MIPI® CSI-2的訊號。 似乎可以以某種方式顯示影像,但是用示波器觀察傳輸訊號波形時,就無法正確確保Setup time 和hold time。 畢竟,MIPI® CSI-2 是從移動設備開始建立的接口標準。 由於強調降低功耗的規範,在移動設備中是優先考量的,因此必須說傳輸規範不適合像這次這樣的遠距離傳輸。 那該怎麼辦呢? N先生已經陷入走投無路的狀態了。


 

堆積如山的名片

N 先生遲遲找不到解決的線索。 直到有一天,他注意到桌上放著的一堆名片。 那是大約三個月前參加的一個與影像機器設備有關的展覽,是在各個展位與各公司業務負責人交換來的名片。 他想起了當時和THine Electronics的一段對話。

於是,從這些名片中找到了THine Electronics的名片,並撥打上面的電話號碼。 幸運的是,他能夠立即連絡上該業務的負責人。 N先生在電話中解釋了他目前面臨的問題,並約好在下周THine Electronics造訪B公司。
 

轉換為V-by-One® HS

THine Electronics的解說員(業務負責人)帶著提案材料來到B公司。 顯然,他已經有了解決問題的計劃。

隨即,負責人開始講解方案。 首先,將 MIPI® CSI-2 接口轉換為「V-by-One® HS」。 V-by-One® HS 是由 THine Electronics 開發的高速串行接口。 通過應用一種稱為Clock data recovery (CDR) 的技術來消除專用clock線路的需求,可以擺脫Setup time和hold time的限制。 換句話說,MIPI® CSI-2可以消除阻礙傳輸距離延長的瓶頸。
 

轉換IC設置於攝像頭中。 然後,透過Cable傳輸 V-by-One® HS訊號。 爾後control unit內置的轉換IC將V-by-One® HS接口回傳到MIPI® CSI-2接口並發送到FPGA。 THine Electronics 的 V-by-One® HS Receiver IC 配備了Adaptive equalizer,進一步能延長傳輸距離。 一旦使用這種方法,傳輸距離可以延長到15m左右。

隨後,相機系統的開發進展順利,幾乎如期在亞洲市場推出。 正如N先生所預料的那樣,目前尚不知道亞洲國家是否會接受一種以前從未存在過的新概念相機系統。 但,可以肯定的是,新興的相機系統開發B公司已經朝著再次成長邁出了一大步。



※「MIPI®」是MIPI Alliance, Inc.的登錄商標