FMC Pcam适配器是一个FMC夹层板(外设)，允许多达4个Pcam摄像模块与基于现场可编程门阵列(FPGA)的系统进行接口。它扩展了开发平台的功能，以支持多摄像机视频应用程序。

• 四个Pcam系统端连接器
• 电平转换器从MIPI D-PHY到LVDS和LVCMOS
• 用于数字信号的雄性FMC LPC连接器
• 可兼容多种V型_邻接的电压(1.8V - 3.3V)

2020年3月31日修改-删除双载改型，这是从未出售。
创建于2019年4月9日

本手册适用于单板的REV C.0。

对于任何FMC夹层模块，都有一些兼容性要求。这些必须在连接和供电模块之前进行评估。

• 支持V_邻接的电压范围为1.8 V - 3.3 V。电压由载波卡控制。
• 载波卡必须能够提供足够的电流。看到电力供应．
• 必须使用与数字输出电压水平兼容的I/O标准，以及所选的V_邻接的．例如LVDS_25和LVCMOS25_邻接的2.5 v。
• 接收机输出信号的终止由载波卡负责。例如，DIFF_TERM可以用于LVDS_25和V_邻接的2.5 v。
• 载波卡可以有低引脚数或高引脚数的FMC母连接器。然而，并不是所有的引脚都需要布线。将载波卡FMC引脚与下面1.4章中的引脚进行比较。

由于特定于FPGA架构的I/O和时钟限制，在FPGA中接收几个独立的源同步高速接口并非易事。VITA 57.1规范粒度不够细，无法满足当今高速I/O架构的需求。因此，并不是所有的载波卡都能够同时支持FMC Pcam Adapter的所有端口。一些要求是:

• 时钟输入映射为LA00、LA01、LA17和LA18。验证载波板映射这些时钟能力的输入引脚。
• 每个时钟有两个与之相关联的数据通道。验证时钟信号可以路由到数据通道采样的I/O原语。在一些体系结构上，时钟和它的数据通道必须映射到同一银行。
• 其中两个端口映射为LA00-LA16，另外两个端口映射为LA17-LA33。通常，运营商会将这些集团划分为不同的银行。因此，每个银行必须同时支持两个港口。这对每个银行的可用资源造成了相当大的限制。时钟缓冲器，锁相环和高速反串行化原语必须能够接收两个独立的D-PHY接口。特别是UltraScale体系结构具有非常严格的时钟/频闪传播机制。传播的副作用是，一些引脚无法用于其他目的，包括其他Pcam端口。这可能包括与FMC无关的引脚，但映射到FMC银行。

Digilent建议，在交付FMC Pcam适配器之前，实现RTL设计，将所需数量的D-PHY接口限制在用于开发的载波卡的引脚上。

下表列出了经Digilent确认兼容的载体卡。如果满足上述要求，未上市的董事会仍然可以兼容。查看更新，因为列表将被扩展。

表1。确认兼容性矩阵。

适配板的主要用途是将MIPI D-PHY输入转换为大多数fpga支持的LVDS/LVCMOS输出。它还将3.3V的控制信号的Pcam转换到可调的I/O电压供电的FMC银行，V_邻接的．因此，兼容性扩展到只有低电压I/O组(<= 1.8V)的fpga板。

Pcam端口是系统端，15针，底部负载，顶部接触FFC连接器。Pcam模块使用附带的软箔电缆连接。电缆的正确方向是接触垫朝向远离单板。详情请参见下面的图2。

端口用从A到d的字母指定。所有信号的名称中都有字母指示符。它也被写在PCB的丝网印刷上。

端口C和D被设计成通过板上的插口来引导电缆，这样就可以容纳四个Pcam模块。

图1所示。四个摄像机连接

图2。相机连接细节

有两种类型的水平转换器板载:控制信号和MIPI D-PHY输入。两者在由V提供的FMC组电压水平之间转换_邻接的第二个幂域。

控制信号由SN74AVC4T245或SN74AVC2T245驱动，它们是4位或2位双电源电压电平转换器件。a面引脚由VCCA支撑，b面引脚由VCCB支撑。从下面所示的逻辑图,高DIR允许数据传输从一边到另一边。同样的,一个低DIR和OE #允许数据传输从一边B, a OE号设置为高时,双方都是孤立的,他们所有的针都是处于高阻抗状态。图3。SN74AVC4T245逻辑框图

有些控制信号是单向的，所以它们的关卡翻译器的DIR和OE#是硬连线到总是打开的。这些都是:凸轮(模拟)_BTA，CAM_PWUP，LP(模拟)_LANE1_ _LS (PN),LP(模拟)_CLK_ _LS (PN)．

其他控制信号是双向的，因此它们的DIR和OE#对用户是可用的。这些都是凸轮(模拟)_GPIO1和LP(模拟)_LANE0_ _LS (PN)．

来自所有四个端口的GPIO1信号作为一个组使用共同控制CAM_GPIO1_OEN和CAM_GPIO1_DIR．GPIO1信号连接到摄像机端口(每个端口一个)。在Pcam 5C上，它们没有使用，但在其他相机上，它们可能有一些额外的功能。

表1。通信方式总结

LP[A-D]_LANE0_[PN]_LS信号支持使用CAM逐端口方向反转[A-D]_BTA。此功能将在本章中描述1.6在下面。

采用Meticom公司的MC20901芯片，将MIPI D-PHY输入流转换成高速LVDS和低功耗CMOS。这需要玩家理解车道的状态，这是由关卡转换器自动完成的。它将叠加的低功耗和高速电压水平分离成专用信号，更容易由FPGA输入缓冲区解释。

表2。MIPI D-PHY电平转换

高速输出符合Xilinx LVDS_25和LVDS标准。这些标准有一个典型的输入共模电压为1.2V 100Ω输电线路。值得一提的是，对于LVDS高速线路，100Ω差分终端需要在接收端，在载波板上。Xilinx LVDS_25和LVDS标准提供了在FPGA内部启用差分终止的可能性(使用DIFF_TERM = TRUE约束);为此，必须相应地修改约束文件。如果载波板在这些线路上有外部差分终端，则不需要DIFF_TERM约束。

低功耗信号符合所选V对应的LVCMOS标准_邻接的电压水平。

MC20901 IC高速输出的直流特性如下表所示。

表3。高速输出(HS-X-P, HS-X-N)

表4。销的映射

所有的相机配置使用I²C.因为所有的相机都有相同的I²C地址，4端口I²C开关(TCA9546A)用于连接主SCL/SDA信号对到所有摄像机，一个切换通道对应一个摄像机。重要的是，主机可以选择每个单独的交换通道，以及四个通道的任何组合，SC0/SD0-SC3/SD3。

交换机上电状态为channel disabled。因此，在与Pcam端口进行任何通信之前，必须启用相应的通道。

为了配置I²C开关，主机必须通过I发送一个启动条件²C，后面是交换机地址。开关地址可通过GA0和GA1 FMC连接器引脚选择。交换机地址是8位长，以“11100”开始，后面分别是GA0和GA1引脚上的逻辑值。最后一位被保留来定义要执行的操作。逻辑1等价于读，逻辑0等价于写。在交换机成功确认一个地址后，I²C主控设备向交换机发送一个字节，然后存储在它的控制寄存器中。这个控制寄存器启用或禁用每个单独的通道。控制寄存器中0-3位上的逻辑1启用通道SC0/SD0 - SC3/SD3。相反，逻辑0将禁用该通道。

一旦交换机被配置为启用所需的通道，I就可以生成一个新的启动条件²C大师，之后它就可以输出他的I²C总线与它试图通信的摄像机的地址。

通常情况下，MIPI CSI-2通道是单向的，输入到模块。只在每个Pcam端口的0道提供双向车道支持和低功耗反向逃逸模式。控制信号CAM[A-D]_BTA决定通信方向。逻辑低是正常的用例，其中Pcam模块进行传输，FMC Pcam Adapter将数据转发给FPGA。逻辑高将逆转数据流和低功率信号从FPGA将转发到Pcam模块。一个4.7 Kohm下拉在CAM[A- d]_BTA是提供在船上。

不支持高速反向通信。

表5所示。通信方式总结

适配器板由FMC连接器中的三个电源轨供电。

表6所示。FMC电源导轨上的负载

两个LDOs为关卡转换器提供额外的电压。电源轨VCC2V5和VCC1V2仅供内部使用，不提供给任何外部电路。

表7所示。内部电源轨道上的负载

FMC Pcam适配器使用Samtec ASP-134604-01低引脚数公连接器作为数字信号的主连接器。该板完全符合VITA 57.1规格。连接器支持全范围的1.8V-3.3V银行供电电压(V_邻接的)．请检查上述兼容性要求。

IPMI为I²Ceepm，提供硬件定义信息。有关更多信息，请参阅VITA 57.1规格。