AWR2243 CSI2接口詳解

本博客旨在幫助客戶順利使用 AWR2243 和不同的外部主機(jī)。它解釋了通道位置與 AWR2243 CSI 引腳之間的關(guān)系，并提供了 CSI2 硬件連接的示例。它還建議外部主機(jī)的 CSI2 格式設(shè)置，并說明如何在外部主機(jī)上使用不同的 ADC 緩沖模式解析正確的 ADC 數(shù)據(jù)。

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(chǎn)品有了大幅提升，其中的AWR2243P還支持多片級(jí)聯(lián)。AWR2243可以通過CSI2接口將采集到的毫米波原始ADC數(shù)據(jù)輸出到外部的處理器，由外部處理器進(jìn)行處理。本文詳細(xì)介紹了AWR2243的CSI2相關(guān)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(hào)連接

AWR2243的CSI2接口由5對(duì)差分信號(hào)組成，支持最多4對(duì)數(shù)據(jù)通道（lane），一對(duì)時(shí)鐘信號(hào)。5對(duì)差分信號(hào)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(rèn)的通道配置見表一。

表一 AWR2243 CSI2默認(rèn)通道位置

CSI2的數(shù)據(jù)通道可以配置在任何通道位置，但時(shí)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(hào)。但數(shù)據(jù)通道0是（DATA_LANE0）永遠(yuǎn)使能的，不能關(guān)閉。其他通道，當(dāng)位置設(shè)置值為0，表示不使用，也就是不使能。每個(gè)通道極性也是可以配置的，也就是差分對(duì)里哪個(gè)引腳是正，哪個(gè)是負(fù)是可以配置的。這樣的靈活配置可以方便用戶對(duì)接不同的外部處理器的CSI2接口和更方便的布線。但同時(shí)也需要注意，硬件設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)通道數(shù)可以根據(jù)外部處理器的CSI2支持的通道數(shù)進(jìn)行匹配的配置，可以配置1個(gè)、2個(gè)或者4個(gè)數(shù)據(jù)通道。

AWR2243數(shù)據(jù)手冊(cè)里的引腳信號(hào)名稱（signal name）是根據(jù)默認(rèn)的通道配置來命名的，具體請(qǐng)參考表二。AWR2243的CSI2相關(guān)引腳號(hào)（pin number）和通道位置的關(guān)系請(qǐng)參考表三。AWR2243的CSI2接口和外部處理器的具體信號(hào)連接可以參考圖1。

表二 AWR2243 CSI2相關(guān)引腳

表三 AWR2243 CSI2引腳和通道位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖1 默認(rèn)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(shù)據(jù)格式

外部處理器的CSI2數(shù)據(jù)格式配置需要和AWR2243的ADC數(shù)據(jù)位數(shù)匹配。如果ADC數(shù)據(jù)位12位，外部處理器的CSI2的數(shù)據(jù)格式要配置為RAW12。如果ADC數(shù)據(jù)位14位，外部處理器的CSI2的數(shù)據(jù)格式要配置為RAW14。如果ADC數(shù)據(jù)為16位，外部處理器的CSI2數(shù)據(jù)格式要配置為RAW8。如果ADC數(shù)據(jù)為16位復(fù)數(shù)，對(duì)于一個(gè)采樣點(diǎn)，AWR2243的CSI2接口上會(huì)先輸出16位實(shí)部數(shù)據(jù)的低8位，然后輸出實(shí)部數(shù)據(jù)的高8位，接下來輸出虛部數(shù)據(jù)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(gè)接口設(shè)計(jì)之初是用于攝像頭傳感器。在AWR2243上把一幀毫米波的數(shù)據(jù)模擬成寬度x高度的圖像幀通過CSI2輸出。一幀毫米波數(shù)據(jù)通過CSI2輸出的幀的寬度和高度可以根據(jù)下面的公式進(jìn)行計(jì)算。外部處理器可以根據(jù)下面的公式判斷采集到的CSI2數(shù)據(jù)的數(shù)量是否和毫米波射頻配置一致。

CSI2幀的寬度（單位：位） = 每個(gè)chirp的采樣點(diǎn)數(shù) x 接收通道數(shù) x 2（復(fù)數(shù)采樣）或者1（實(shí)時(shí)采樣）x 每個(gè)采樣點(diǎn)的位數(shù)

CSI2幀的高度 = 每幀包含的chirp個(gè)數(shù)

AWR2243的ADC存儲(chǔ)器對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shù)據(jù)是以采樣點(diǎn)為間隔在不同接收通道下交織輸出。對(duì)于非交織模式，ADC數(shù)據(jù)按照接收通道把一個(gè)接收通道的完整的一個(gè)chirp數(shù)據(jù)輸出后再輸出另一個(gè)接收通道的數(shù)據(jù)。對(duì)于不同的模式，外部處理器在獲取數(shù)據(jù)后，需要使用EDMA或者其他處理代碼，正確重組數(shù)據(jù)，進(jìn)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(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出的一個(gè)例子，Rx0、Rx1、Rx2、 Rx3表示不同的接收通道。接收通道后面的數(shù)字表示采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。N+1為每個(gè)chirp的采樣點(diǎn)數(shù)。

交織模式：

Rx00Rx10Rx20Rx30Rx01Rx11Rx21Rx31.......Rx3N

非交織模式：

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

AWR2243的CSI2傳輸格式和數(shù)據(jù)包封裝格式可以參考AWR2243數(shù)據(jù)手冊(cè)里9.4.1 A2D Data Format Over CSI2 Interface章節(jié)的內(nèi)容，這里就不重復(fù)了。

其他

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

在硬件設(shè)計(jì)上，由于CSI2是高速信號(hào)接口，CSI2的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘差分信號(hào)在布線上要滿足高速信號(hào)的要求，走線長度要盡量相等。

審核編輯：郭婷