Cameralink通信协议简介.ppt

华中科技大学机械工程学院数字制造设备与技术国家重点实验室张步阳博士。什么是相机链接？摄像机链接是一种专门为机器视觉应用设计的串行通信协议，使用低压差分信号LVDS传输。CameraLink标准在ChannelLink标准上增加了6对差分信号线，4对用于并行传输摄像机控制信号，另外2对用于摄像机和图像采集卡(或其他图像接收和处理设备)之间的串行通信。在CameraLink标准中，摄像机信号分为四类视频数据信号(ChannelInk标准)摄像机控制信号串行通信信号、视频数据信号，视频数据信号部分是CameraLink的核心，这部分实际上是ChannelInk协议。它主要包括5对差分信号，即X0-X0、X1-X1、X2-X2、X3-X3、XCLK- XCLK；视频部分的发送端按照733601的比例将28位数据信号和时钟信号转换成5对差分信号，接收端使用通道链接芯片(如通道链接到TTL/互补金属氧化物半导体芯片DS90CR288A)将5对差分信号转换成28位数据信号和时钟信号。28位数据信号包括4位视频控制信号和24位图像数据信号。视频数据信号，4位视频控制信号包括FVAL:帧同步信号。当FVAL为高电平时，表示摄像机正在输出一帧有效数据LVAL:行同步信号。当FVAL为高电平时，LVAL为高电平，表示摄像机正在输出有效的线路数据。消隐期的长度取决于特定的摄像机和工作状态。DVAL:数据有效信号。当FVAL为高电平且LVAL为高电平时，DVAL为高电平，表示摄像机正在输出有效数据。该信号是否可用作数据传输中的校验位。时钟：是图像的像素时钟信号，并且图像数据在行有效期期间在像素时钟的上升沿是稳定的。值得注意的是，时钟信号是由一对LVDS信号传输的。无论摄像机是否处于工作状态，CLOCK信号都应该始终有效。它是通道链接芯片的输入时钟，通道链接芯片能够在4对信号线中传输28位数据的原因是时钟信号乘以7的结果。CameraLink标准定义了4对用于摄像机控制的LVDS电缆，它们被定义为摄像机的输入信号和图像采集卡的输出信号。通常，这些信号被命名为：摄像机控制1 (CC1)、摄像机控制2 (CC2)、摄像机控制3 (CC3)、摄像机控制4 (CC4)。串行通信信号。CameraLink标准定义了两对LVDS电缆，以实现摄像机和图像采集卡之间的异步串行通信控制。相机和图像采集卡应该支持至少9600波特率。这两个串行信号是摄像头：串行输出到图像采集卡串行输入(camera serial output to image采集卡串行输入)SerTC (image采集卡串行输出到camera serial input)，它们的通信格式是：1位起始位、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位和握手位。摄像机电源不是由摄像机连接器提供，而是由单独的连接器提供。视频传输模式，因为对于单个CameraLink芯片只有28位数据可用，一些相机需要几个CameraLink芯片来提高数据传输的效率。根据不同的使用要求，视频传输方式分为三种配置：基础(基本或主要)配置为摄像头芯片和电缆；介质(介质或介质)配置为两个摄像头芯片和一条电缆。全(全或高级)配置为两个CameraLink芯片和两条电缆。基本模式需要一个通道链接芯片和一个相机链接的机械接口。发射器在每个像素时钟中发送28位数据，包括4位图像使能信号和24位图像数据。4位图像使能信号包括在高电平有效的：帧有效信号(FVAL)，其反相是帧同步信号。线路激活信号(LVAL)，高电平激活，其反相是线路同步信号；数据有效信号(DVAL)仅在数据有效信号为高时才接受图像信息。24位图像数据可以是一个像素的24位RGB数据、三个像素的8位黑白图像数据、一到两个像素的10位或12位黑白图像数据、一个像素的14位或16位黑白图像数据。中等模式需要两个通道链接芯片和两个相机链接机械接口。发射器在每个像素时钟中发送4位数据，包括4位图像使能信号和36位图像数据。4位图像使能信号与基本模式下的信号相同。36位图像数据可以是一个像素点的36位或30位RGB数据、四个像素点的8位黑白图像数据、三至四个像素点的10位或12位黑白图像数据。全模式需要三个通道链接芯片和两个相机链接机械接口。发射器在每个像素时钟中发送68位数据，包括4位图像使能信号和64位图像数据。4位图像使能信号与基本模式下的信号相同。对于基本模式，28位数据信号包括三个数据端口：端口A (8位)、端口B (8位)和端口C (8位)；四个视频控制信号FVAL(帧有效)、DVAL(数据有效)、LVAL(行有效)、SPARE(空、暂时未使用)。在基本结构中，端口a、b和c被分配给唯一的Cameralink驱动器/接收器对；在介质结构中，端口A、B和C被分配给第一驱动器/接收器对，端口D、E和F被分配给第二驱动器/接收器对；在全结构中，端口A、B和C被分配给第一驱动器/接收器对，端口D、E和F被分配给第二驱动器/接收器对，端口G和H被分配给第三驱动器/接收器对。如果相机每个周期仅输出一个像素，则使用分配给像素A的端口；如果相机每周期输出两个像素，则使用分配给像素A和像素