一文詳解AWR2243 CSI2接口

Abstract：

This blog is to help customer to work smoothly with AWR2243 and different external host. It gives an explanation about the relationship between lane position and AWR2243 CSI pin and provides an example of CSI2 hardware connection. It also suggests the CSI2 format setting of external host and explains how to parser the correct ADC data with different ADC buffer mode on external host.

AWR2243是TI第二代毫米波傳感器，使用了TI第二代毫米波射頻前端，射頻性能比第一代產品有了大幅提升，其中的AWR2243P還支持多片級聯。AWR2243可以通過CSI2接口將采集到的毫米波原始ADC數據輸出到外部的處理器，由外部處理器進行處理。本文詳細介紹了AWR2243的CSI2相關信息，方便AWR2443的用戶和不同的外部處理器搭配使用。

AWR2243 CSI2接口和外部處理器CSI2的信號連接

AWR2243的CSI2接口由5對差分信號組成，支持最多4對數據通道（lane），一對時鐘信號。5對差分信號的功能可以軟件配置。在AWR_DEV_CSI2_CFG_SET_SB里，總共有通道位置（Position）1到5可以選擇。默認的通道配置見表一。

表一 AWR2243 CSI2默認通道位置

CSI2的數據通道可以配置在任何通道位置，但時鐘只能配置在位置2、位置3或者位置4，不能配置在位置1和位置5。用戶可以使能或者不使能通道差分信號。但數據通道0是（DATA_LANE0）永遠使能的，不能關閉。其他通道，當位置設置值為0，表示不使用，也就是不使能。每個通道極性也是可以配置的，也就是差分對里哪個引腳是正，哪個是負是可以配置的。這樣的靈活配置可以方便用戶對接不同的外部處理器的CSI2接口和更方便的布線。但同時也需要注意，硬件設計的連接要和軟件配置匹配，不然接口也無法正常工作。AWR2243使能的CSI2數據通道數可以根據外部處理器的CSI2支持的通道數進行匹配的配置，可以配置1個、2個或者4個數據通道。

AWR2243數據手冊里的引腳信號名稱（signal name）是根據默認的通道配置來命名的，具體請參考表二。AWR2243的CSI2相關引腳號（pin number）和通道位置的關系請參考表三。AWR2243的CSI2接口和外部處理器的具體信號連接可以參考圖1。

表二 AWR2243 CSI2相關引腳

表三 AWR2243 CSI2引腳和通道位置的對應關系

圖1 默認通道位置配置下單片AWR2243和處理器CSI2接口連接示意圖

AWR2243 CSI2接口輸出的原始ADC數據格式

外部處理器的CSI2數據格式配置需要和AWR2243的ADC數據位數匹配。如果ADC數據位12位，外部處理器的CSI2的數據格式要配置為RAW12。如果ADC數據位14位，外部處理器的CSI2的數據格式要配置為RAW14。如果ADC數據為16位，外部處理器的CSI2數據格式要配置為RAW8。如果ADC數據為16位復數，對于一個采樣點，AWR2243的CSI2接口上會先輸出16位實部數據的低8位，然后輸出實部數據的高8位，接下來輸出虛部數據的低8位，最后是虛部的高8位。

CSI是Camera Serial Interface的縮寫，也就是攝像頭串行接口，這個接口設計之初是用于攝像頭傳感器。在AWR2243上把一幀毫米波的數據模擬成寬度x高度的圖像幀通過CSI2輸出。一幀毫米波數據通過CSI2輸出的幀的寬度和高度可以根據下面的公式進行計算。外部處理器可以根據下面的公式判斷采集到的CSI2數據的數量是否和毫米波射頻配置一致。

CSI2幀的寬度（單位：位） = 每個chirp的采樣點數 x 接收通道數 x 2（復數采樣）或者1（實時采樣）x 每個采樣點的位數

CSI2幀的高度 = 每幀包含的chirp個數

AWR2243的ADC存儲器對于數據存儲可以配置為交織模式或者是非交織模式。在交織模式下，ADC數據是以采樣點為間隔在不同接收通道下交織輸出。對于非交織模式，ADC數據按照接收通道把一個接收通道的完整的一個chirp數據輸出后再輸出另一個接收通道的數據。對于不同的模式，外部處理器在獲取數據后，需要使用EDMA或者其他處理代碼，正確重組數據，進行處理。在mmwave_mcuplus_sdk_04_02_00_02的例程里，DDMA的例程使用了交織模式，TDMA的例程使用了非交織模式。

下面是不同模式數據數據輸出的一個例子，Rx0、Rx1、Rx2、 Rx3表示不同的接收通道。接收通道后面的數字表示采樣點個數。N+1為每個chirp的采樣點數。

交織模式：

Rx00Rx10Rx20Rx30Rx01Rx11Rx21Rx31.......Rx3N

非交織模式：

Rx00Rx01Rx02Rx03.....Rx0N Rx10Rx11Rx12Rx13.......Rx3N

AWR2243的CSI2傳輸格式和數據包封裝格式可以參考AWR2243數據手冊里9.4.1 A2D Data Format Over CSI2 Interface章節(jié)的內容，這里就不重復了。

其他

AWR2243的CSI2支持最高數據位速率（Data bit rate）為600Mbps，DDR時鐘最高為300Mhz。外部處理器CSI2支持的最高時鐘至少要等于AWR2243 配置的CSI2輸出時鐘。

在硬件設計上，由于CSI2是高速信號接口，CSI2的數據、時鐘差分信號在布線上要滿足高速信號的要求，走線長度要盡量相等。

審核編輯：湯梓紅