本博客旨在幫助客戶順利使用 AWR2243 和不同的外部主機。它解釋了通道位置與 AWR2243 CSI 引腳之間的關系,并提供了 CSI2 硬件連接的示例。它還建議外部主機的 CSI2 格式設置,并說明如何在外部主機上使用不同的 ADC 緩沖模式解析正確的 ADC 數據。
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。
AWR_DEV_CSI2_CFG_SET_SB | 通道位置 | ||||
LANE_POS_POL_SEL | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Default value x011x101x100x010x001 |
DATA_LANE0 | DATA_LANE1 | CLOCK | DATA_LANE2 | DATA_LANE3 |
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
AWR2243引腳號 | 通道位置 |
G15, G14 | 1 |
H15, H14 | 2 |
J15, J14 | 3 |
K15, K14 | 4 |
L15, L14 | 5 |
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:郭婷
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