快來(lái)看MCX N系列微處理器的眼睛-攝像頭接口

一、MCX N系列MCU介紹

MCX N系列是高性能、低功耗微控制器，配備智能外設(shè)和加速器，可提供多任務(wù)功能和高能效。恩智浦全新MCX N微控制器首次集成恩智浦專用神經(jīng)處理單元（NPU), 可助力實(shí)現(xiàn)高性能、低功耗的邊緣安全智能。低功耗高速緩存增強(qiáng)了系統(tǒng)性能，雙塊Flash存儲(chǔ)器和帶ECC檢測(cè)的RAM支持系統(tǒng)功能安全，提供了額外的保護(hù)和保證。

二、Smart DMA介紹

MCX N系列微控制器全系帶有SmartDMA協(xié)處理器。該協(xié)處理器支持高效匯編代碼指令運(yùn)行，主要功能包含加減，左移右移，字節(jié)位域交換，位翻轉(zhuǎn)，訪問內(nèi)存外設(shè)，單周期讀寫IO，接收外部觸發(fā)信號(hào)等。為了方便客戶工程師簡(jiǎn)單使用，我將常用的一些功能通過(guò)數(shù)組的形式放在主代碼工程中，用戶只需要調(diào)用API函數(shù)即可。今天的主角是MCX N系列MCU的眼睛-攝像頭接口的實(shí)現(xiàn)。

三、攝像頭接口的介紹和應(yīng)用

常見的攝像頭接口MIPI CSI和DVP。

MIPI CSI接口是由MIPI(Mobile Industry Processor Interface)聯(lián)盟組織定義的串行攝像頭接口，它使用差分信號(hào)對(duì)視頻中像素值數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，可以有效減少信號(hào)干擾。

DVP是并行信號(hào)，需要像素時(shí)鐘PCLK、場(chǎng)同步VSYNC、行同步HSYNC、8/10/12bit數(shù)據(jù)信號(hào)。DVP信號(hào)一般時(shí)鐘速度在30M以下。

在嵌入式領(lǐng)域，以下幾方面需要攝像頭接口：

● 二維碼掃描

● 機(jī)器學(xué)習(xí)物品識(shí)別

● 森林火災(zāi)監(jiān)控

● 人臉識(shí)別

四、攝像頭接口的實(shí)現(xiàn)

MCX N系列微控制器沒有專用的攝像頭接口，但是可以用SmartDMA來(lái)模擬一個(gè)并口攝像頭接口。SmartDMA可以單周期同時(shí)讀取多達(dá)32個(gè)IO數(shù)據(jù)。對(duì)于8位的攝像頭數(shù)據(jù)很容易讀到RAM里面。難點(diǎn)是如何處理場(chǎng)同步，行同步，和像素時(shí)鐘。

SmartDMA正好可以解決這些困惑。因?yàn)樗梢蕴幚硗獠縄O的輸入信號(hào)。當(dāng)接收的像素時(shí)鐘輸入信號(hào)之后可立即將像素?cái)?shù)據(jù)同步。當(dāng)收到行同步信號(hào)就可以記錄當(dāng)前的行數(shù)，也可以將不需要的行數(shù)據(jù)處理掉。當(dāng)接收到場(chǎng)同步信號(hào)時(shí)SmartDMA就立即給CPU一個(gè)中斷，表示：“我已經(jīng)把一幀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到RAM中，你可以進(jìn)行后續(xù)操作”。這一套操作下來(lái)把DMA的功能也包含了。這是不是意外的驚喜？

五、Demo演示

針對(duì)這個(gè)功能我也做了一個(gè)簡(jiǎn)單的demo。使用OV7670攝像頭模塊作為輸入。將攝像頭的分辨率設(shè)置為640x480。SmartDMA將攝像頭數(shù)據(jù)剪切成480x320分辨率。

此demo使用的開發(fā)板是FRDM-MCXN947, 該開發(fā)板具有攝像頭和LCD接口。攝像頭接口上面的管腳都有SmartDMA功能。LCD使用FlexIO來(lái)驅(qū)動(dòng)。LCD接口支持NXP LCD顯示屏模塊LCD-PAR-S035。該LCD支持480x320分辨率。

下圖是攝像頭功能框圖如下：

Demo顯示如下：

目前這個(gè)demo已經(jīng)上傳到NXP官網(wǎng)上面，作為一篇應(yīng)用筆記放在MCX N系列微控制器的主頁(yè)上面。