我們常用的電腦攝像頭接口是USB接口，而常見的智能手機上的攝像頭是MIPI接口，還有一部分的攝像頭（比如說某些支持DVP接口的硬件）是DVP接口；通俗的講，USB是串行通用串行總線（Universal Serial Bus）的簡稱，而MIPI是移動行業處理器接口（Mobile Industry Processor Interface），DVP是數字視頻端口（digital video port）的簡稱，CSI是相機串行接口（CMOS Sensor Interface）的簡稱。

Camera 工作原理介紹

一、工作過程

外部光線穿過 lens 后，經過 color filter 濾波后照射到 Sensor 面上，Sensor 將從 lens 上傳導過來的光線轉換為電信號，再通過內部的 AD 轉換為數字信號。如果 Sensor 沒有集 成 DSP，則通過 DVP 的方式傳輸到 baseband，此時的數據格式是 RAW DATA。如果集成 了 DSP， RAW DATA 數據經過 AWB、 則 color matrix、 lens shading、 gamma、 sharpness、 AE 和 de-noise 處理，后輸出 YUV 或者 RGB 格式的數據。

最后會由 CPU 送到 framebuffer 中進行顯示，這樣我們就看到 camera 拍攝到的景象 了。

二、camera 主要部件

一般來說，camera 主要是由 lens 和 sensor IC 兩部分組成，其中有的 sensor IC 集成 了 DSP，有的沒有集成，但也需要外部 DSP 處理。細分的來講，camera 設備由下邊幾部 分構成：

lens（鏡頭） 一般 camera 的鏡頭結構是有幾片透鏡組成，分有塑膠透鏡（Plastic)和玻璃透 鏡(Glass) ，通常鏡頭結構有：1P,2P,1G1P,1G3P,2G2P,4G 等。

sensor（圖像傳感器） Senor 是一種半導體芯片，有兩種類型：CCD（Charge Coupled Device）即電荷耦合器件的縮寫 和 CMOS（Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor）互補金屬氧化物半導體。

注：

CCD傳感器，電荷信號先傳送，后放大，再A/D，成像質量靈敏度高、分辨率好、噪聲小；處理速度慢；造價高，工藝復雜。

CMOS傳感器，電荷信號先放大，后A/D，再傳送；成像質量靈敏度低、噪聲明顯；處理速度快；造價低，工藝簡單。

sensor 將從 lens 上傳導過來的光線轉換為電信號， 再通過內部的 AD 轉換為數字信號。 由于 sensor 的每個 pixel 只能感光 R 光或者 B 光或者 G 光， 因此每個像素此時存貯的是單色的， 我們稱之為 RAW DATA 數據。

要想將每個像素的 RAW DATA 數據還原成三基色，就需要 ISP 來處理。 ISP（圖像信號處理） 主要完成數字圖像的處理工作，把 sensor 采集到的原始數據轉換為顯示支持 的格式。

CAMIF（camera 控制器） 芯片上的 camera 接口電路，對設備進行控制，接收 sensor 采集的數據交給 CPU，并送入 LCD 進行顯示。

MIPI 接口

MIPI攝像頭常見于手機、平板中，支持500萬像素以上高清分辨率。它的全稱為 “Mobile Industry Processor Interface”，分為 MIPI DSI 和 MIPI CSI，分別對應于視頻顯示和視頻輸入標準。目前，MIPI攝像頭在嵌入式產品中，比如行車記錄儀、執法儀、高清微型相機、網絡監控相機等得到廣泛應用。

一、MIPI

1、什么是MIPI？

MIPI聯盟，即移動產業處理器接口（Mobile Industry Processor Interface 簡稱MIPI）聯盟。

MIPI（移動產業處理器接口）是MIPI聯盟發起的為移動應用處理器制定的開放標準和一個規范。

2、MIPI的特點

MIPI是差分串口傳輸，速度快，抗干擾。主流手機模組現在都是用MIPI傳輸，傳輸時使用4對差分信號傳輸圖像數據和一對差分時鐘信號；最初是為了減少LCD屏和主控芯片之間連線的數量而設計的，后來發展到高速了，支持高分辨率的顯示屏，現在基本上都是MIPI接口了。

MIPI攝像頭有三個電源：VDDIO（IO電源），AVDD（模擬電源），DVDD（內核數字電源），不同sensor模組的攝像頭供電不同，AVDD有2.8V或3.3V的；DVDD一般使用1.5V或更高，不同廠家的設計不同，1.5V可能由sensor模組提供或外部供給，可以使用外部供電則建議使用外部供，電壓需大于內部的DVDD；VDDIO電壓應與MIPI信號線的電平一致，若信號線是2.8V電平，則VDDIO也應供2.8V，有些sensor模組也可以不供VDDIO，由內部提供。

補充說明：MIPI的camera接口叫 CSI，MIPI的display接口叫DSI。

二、DVP

DVP總線PCLK極限約在96M左右，而且走線長度不能過長，所有DVP最大速率最好控制在72M以下，PCB layout較容易畫；MIPI總線速率lvds接口耦合，走線必須差分等長，并且需要保護，故對PCB走線以及阻抗控制要求高一點（一般來講差分阻抗要求在85歐姆~125歐姆之間）。

DVP是并口，需要PCLK、VSYNC、HSYNC、D[0：11]——可以是8/10/12bit數據，具體情況要看ISP或baseband是否支持；MIPI是LVDS低壓差分串口，只需要要CLKP/N、DATAP/N——最大支持4-lane，一般2-lane可以搞定。MIPI接口比DVP的接口信號線少，由于是低壓差分信號，產生的干擾小，抗干擾能力也強。最重要的是DVP接口在信號完整性方面受限制，速率也受限制。500W還可以勉強用DVP，800W及以上都采用MIPI接口。

三、 CSI 接口

1、CSI 接口基本概念

CSI-2接口規范是由MIPI(Mobile Industry Processor Interface)聯盟組織于2005年發布的關于相機串行接口，它作為一種全新的相機設備和處理器之間的接口框架，給便攜式、手機攝像頭等相關產業提供了一種靈活且高速的設備接口[28]。此前，傳統攝像頭接口一般都包括了數據總線、時鐘總線、同步信號線控制線等，物理接口框圖如下所示：

這種攝像頭物理接口所占用的數據線較多，邏輯設計上也比較復雜，需要嚴格同步包括水平同步信號，垂直同步信號以及時鐘信號，這對攝像頭這端以及接收器這端都提出了較高的要求，同時，在高速傳輸的過程中，直接使用數字信號作為數據容易被其他外部信號干擾，不如差分信號的穩定性，這樣也大大限制了其傳輸的速率以及相機最大能夠實時傳輸的圖像質量。

基于CSI-2攝像頭數據傳輸過程使用了數據差分信號對視頻中像素值進行傳輸，同時CSI-2傳輸接口能夠非常靈活的進行精簡或者擴展，對于接口較少的應用場景，CSI-2接口可以只使用一組差分數據信號線以及一組差分時鐘線就能夠完成攝像頭的數據串行傳輸過程，這樣便減少了負載，同時也能夠滿足一定的傳輸速率，而對于大陣列的CCD相機，CSI-2接口也能夠擴展其差分數據線，從而滿足多組數據線并行傳輸的高速要求。

同時CSI-2接口中也集成了控制接口CCI(Camera Control Interface)，CCI是一個能夠支持400KHz傳輸速率的全雙工主從設備通信控制接口，它能夠兼容現有很多處理器的IIC標準接口，因此可以非常方便地實現Soc上CCI Master Module到 CSI-2 TX 端CCI Slave Module的控制，CSI-2物理接口框圖如下圖所示。

2、CSI物理協議層規定

MIPI聯盟除了在攝像頭的接口上進行全新的規定以外還對CSI-2接口的軟件架構進行了進一步的制定，CSI-2軟件框架主要分成三層，分別為應用層、協議層、物理層，而對于協議層又可以細分為像素字節打包層/解包層、LLP(Low LevelProtocol)層、通道管理層(Lane Management)，其主要系統軟件框圖如下所示：

CSI協議層設計：

應用層：主要設計了上層數據流的編碼以及解碼格式，規定了像素轉換為字節的映射關系；

協議層：主要包括了像素/字節打包/字節解包層，LLP層提供了串行傳輸數據的同步機制，通道管理層提供了數據位寬可擴展功能，從而靈活的適應不同的應用場景；

物理層：定義了基本傳輸介質規范，確定了CSI-2協議物理層的輸入輸出特性參數，并確定其電氣特性以及時鐘時序。

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原文鏈接：https://blog.csdn.net/quicmous/article/details/114922463