押注自动驾驶感知领域，欧菲光年内将推固态激光雷达
电子发烧友网报道（文/梁浩斌）欧菲光自去年被苹果踢出供应链后，日子过的不太好，2021年营收同比直接腰斩，净亏损高达26.25亿元。而失去了智能手机大客户后，欧菲光在最近的2021业绩说明会上，表示将会以光学产业稳健发展为基础，加速发展智能汽车以及新领域，构建智能手机、智能汽车、新领域三大板块的业务结构体系。 那么在智能汽车上具体布局怎样？欧菲光在最近的业绩说明会上透露，自动驾驶感知方案会是公司的主要优势之一。公司预
ADAS的技术使驾乘体验更舒适、更安全、更智能。TI Jacinto
TDA4VM&DRA829处理器是TI最新一代的处理器，以先进的高集成度和多核异构的高性能处理能力，展现了其灵活的处理能力和极具竞争力的成本，为ADAS技术实现提供了极具竞争力的平台。 在ADAS的应用中，摄像头作为感知模块，越来越多地摄像头被部署在应用中，感知能力的大小对应用来说至关重要，因此，本文将介绍Jacinto7处理器摄像头接入和ISP的处理能力。
Jacinto7 图像接入
Jacinto7 TDA4VM/DRA829摄像头接入子系统包含了2x MIPI CSI-2接口 和video processing front end（VPFE），可以支持多个摄像头的接入。
图1 ： TI Jacinto7摄像头接入子系统
对于MIPI-CSI2接口支持情况如下：
- 2x MIPI D-PHY with 4 lanes (2.5Gbps/lane)
- Supports 8 sensors with de-serializer Hubs
- 2x Camera Adaptation Layer (CAL)
– Protocol stack for MIPI CSI2
– Supports all MIPI supported formats
- RAW/DPCM/YUV
- RAW 8, 10, 12, 14, 16 bits
– Companied or linear
- Concurrent read of pixel stream from SDRAM
– Real-time priority on I/F port traffic
VPFE输入接口模块用于接收原始图像、视频数据、YUV等数字图像数据。VPFE支持的功能如下：
- Support for conventional Bayer pattern and Foveon sensor formats.
– Generates HD/VD timing signals and field ID to an external timing generator or can synchronize to the external timing generator
– Support for progressive (non-interlaced) and interlaced sensors
– Support for up to 110-MHz sensor clock.
– Support for REC656/CCIR-656 standard (YCbCr 422 format, either 8- or 16-bit).
– Support for YCbCr 422 format, either 8- or 16-bit with discrete HSYNC and VSYNC signals.
– Support for up to 16-bit input.
因此，从图像接入来说，TDA4VM/DRA829 MIPI-CSI2的每个接口有10Gbps 的带宽，两个MIPI-CSI2有20Gbps的带宽，每个CSI2接口支持16个Virtual Channels，因此两个CSI2接口可以支持多达32路摄像头。EVM可以方便展示多达8路2M摄像头的接入。
Jacinto7 图像处理
Jacinto7集成了视觉预处理加速器Vision Pre-processing Accelerator（VPAC）, 提供了常用的图像处理功能，比如颜色处理和增强、噪声过滤、宽动态（WDR）、镜头畸变矫正、图像金字塔、图像缩放等。基于TI 超过20年在数百万种产品中部署的多个Soc系统，TI发布了最新一代的成像系统，即德州仪器第七代ISP，并被集成在了Jacinto7 TDA4VM和DRA829处理器。
如图2 VPAC系统框图所示，由以下主要模块组成：
- Video Imaging Subsystem (VISS)
- Lens Distortion Correction (LDC)
- Bilinear Noise Filter (BNF)
- Multi-scaler (MSC)
图2 ： TI Jacinto7 VPAC 系统框图
VISS（Video Imaging Subsystem）模块主要处理RAW数据并输出RGB或YUV图像。其包含RAW FE（Raw Front End）、NFS（Noise Filter）、GLBCE（Global and Local Brightness Contrast Enhancement）、FCP(Flex Color Processing)等模块。
LDC（Lens Distortion Correction）主要对图像进行畸变矫正。
MSC（Multi-Scalar）主要功能是对图像进行缩放。
BNF（Bilateral Noise Filtering）双边滤波去除噪声。
TDA4VM的VPAC的处理能力是720MP/s，因此理论上可以对24M RAW摄像头的数据进行处理。
Jacinto7 Use Cases
Jacinto7 的用户经常会问TDA4VM/DRA829能够接几个摄像头，有几个ISP，ISP能够处理几路摄像头的问题。 通常我们经常使用MIPI-CSI2接收图像，使用VPAC里面VISS对RAW图像进行处理。TDA4VM/DRA829处理器有两个CSI-2接口，一个ISP， ISP可以分时处理多路图像， 其吞吐量如下表所示：
|
IP |
Max Throughput |
|
CSI-2*2 |
10Gbits*2 |
|
VPAC |
720 MP/s |
当前的SDK中已经支持摄像头查看Release Notes（https://software-dl.ti.com/jacinto7/esd/processor-sdk-rtos-jacinto7/latest/exports/docs/imaging/imaging_release_notes.html#ImageSensor_Support）
PSDKRA Multi Camera Use Case 1
Jacinto7 SDK支持Multi Camera Use Case，其系统框图如图3所示，该Demo同时可以接入8个2MP@30FPS摄像头，摄像头先通过FPD LINK串化器UB953，然后通过同轴接入FPD LINK解串器UB960，最后通过TDA4VM MIPI-CSI2接口接入TDA4VM进行图像处理。
该Demo可以在EVM快速搭建，需要TDA4VM EVM、Fusion Board（摄像头接口板）和8个AR0233或IMAX390摄像头。
图3 ： TDA4VM Multi Camera Use Case 1
该Use Case的利用率如下8*2MP@30FPS（RAW12）：
|
IP |
Max Throughput |
Utilization |
Utilization（Percentage） |
|
CSI-2 （Port1） |
10 Gbits |
2.88 Gbits |
28.80%
|
|
CSI-2 （Port2） |
10 Gbits |
2.88 Gbits |
28.80% |
|
VPAC |
720 MP/s |
480MP/x |
66.66% |
PSDKRA Multi Camera Use Case 2
当前的ADAS应用中，有4个2MP@30FPS摄像头实现全景，1个8MP@30FPS实现前视，另外一个摄像头完成DMS或后视功能。一个前视摄像头其系统框图如图4所示：
- 1*8MPpixel@30fps RAW12 Front Camera
- 1*1MPpixel@60fps RAW12 Rear/DMS Camera
- 4*2MPpixel@30fps RAW12 Surround View (SRV) Camera
图4 ： TDA4VM Multi Camera Use Case 2
该Use Case的利用率如下：
|
IP |
Max Throughput |
Utilization |
Utilization（Percentage） |
|
CSI-2 （Port1） |
10 Gbits |
3.6 Gbits |
36% |
|
CSI-2 （Port2） |
10 Gbits |
2.88 Gbits |
28.80% |
|
VPAC |
720 MP/s |
540MP/x |
75% |
PSDKRA Multi Camera Use Case 3
在Jacinto7里面如果超过8个摄像头应该怎么接呢？假如依旧使用TDA4VM CSI2的两个接口，如果是9个或9个以上的摄像头，需要如何接呢？FPD LINK有Cascading的功能，如下方案采用FPD LINK Cascading的功能，其系统框图如图6所示：
图6 ： TDA4VM Multi Camera Use Case 3-2
|
IP |
Max Throughput |
Utilization |
Utilization（Percentage） |
|
CSI-2 （Port1） |
10 Gbits |
2.16 Gbits |
21.6% |
|
CSI-2 （Port2） |
10 Gbits |
2.88 Gbits |
28.80% |
|
VPAC |
720 MP/s |
420MP/x |
60% |
总结
摄像头的接入和处理能力对用户方案至关重要，因此，本文对Jacinto7 TDA4VM/DRA829处理的摄像头接入和处理能力进行了概述，并使用实际的Use Case 介绍了摄像头的接入和处理方案，用户可以根据实际应用需求对文中的方案进行修改。对于其它的Jacinto7的处理器，比如TDA4VL、TDA4AL、TDA4VMECO、TDA4VH、TDA4AH等处理器，本文也同样适用，需要注意的是不同处理器的CSI和VPAC带宽的不同，性能有所差异，因此需要根据带宽进行换算。
审核编辑：符乾江
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