CN111866500A - 一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其可有效解决现有摄像头测试的远距离传输带来的消耗的问题，提高测试效率；其包括储存器及与储存器连接的FPGA处理芯片、Intel CPU主板模块；FPGA处理芯片包括图像发送接收模块、模式选择模块、插值处理模块、AI深度学习模块；插值处理模块、AI深度学习模块分别连接于模式选择模块与储存器之间，储存器与CPHY/DPHY测试模块电性连接，CPHY/DPHY测试模块经CPHY/DPHY采集模块后与CMOS图像传感器相连接，CMOS图像传感器与摄像头OS测试模块、Sensor电源供给模块相连接，图像发送接收模块连接于模式选择模块与Intel CPU主板模块之间，Intel CPU主板模块与内存条、WIFI 6无线网卡相连接，WIFI 6无线网卡连接局域网。

Description

一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置

技术领域

本发明涉及摄像头测试技术领域，具体为一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置。

背景技术

随着影像摄像头行业的蓬勃发展，涉及手机、车载、安防三个主要摄像头行业领域，涉及其AA、调焦、AF对焦等多个站位，以手机摄像头领跑的测试设备已走向整盘同时测试，且像素越来越高，2019年三星已发布1亿像素的CMOS芯片，2020年更是即将发布1.4亿像素的CMOS芯片，但是在测试过程中，摄像头需要通过光纤或是USB3.0进行测试，该远距离传输，导致了对电脑CPU的消耗和PCI-E带宽的消耗、内存、内存带宽的消耗，降低了测试效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其可有效解决现有摄像头测试的远距离传输带来的消耗的问题，提高测试效率。

其技术方案是这样的：一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：其包括储存器及与所述储存器连接的FPGA处理芯片、Intel CPU主板模块；所述FPGA处理芯片包括图像发送接收模块、模式选择模块、插值处理模块、AI深度学习模块；所述插值处理模块、AI深度学习模块分别连接于所述模式选择模块与所述储存器之间，所述储存器与CPHY/DPHY测试模块电性连接，所述CPHY/DPHY测试模块经CPHY/DPHY采集模块后与CMOS图像传感器相连接，所述CMOS图像传感器与摄像头OS测试模块、Sensor电源供给模块相连接，所述储存器用以储存采集的图像信息；所述模式选择模块择一选择所述插值处理模块、AI深度学习模块对所采集的图像信息或运算结果处理；所述图像发送接收模块连接于所述模式选择模块与所述Intel CPU主板模块之间，用以将处理后的图像信息发送至所述Intel CPU主板模块，所述Intel CPU主板模块与内存条、WIFI 6无线网卡相连接，所述WIFI 6无线网卡连接局域网，所述Intel CPU主板模块，用以将所述图像发送接收模块发送至所述Intel CPU主板模块中的数据存放在所述内存条中，并对该数据进行计算；所述摄像头OS测试模块，用以对所述CMOS图像传感器上所有PIN脚进行恒定电流下的开短路测试。

其进一步特征在于：

所述插值处理模块包括：有效帧发送单元，用以甄别所述储存器内的图像信息的有效帧，并将所述图像信息的有效帧通过所述图像发送接收模块发送至所述Intel CPU主板模块；插值处理单元，用以对所述图像信息的有效帧进行插值处理；所述插值处理单元与所述模式选择模块电性连接，所述有效帧发送单元连接于所述插值处理单元与所述储存器之间；

所述插值处理模块还包括无处理图像处理单元及图像任意取图单元，所述无处理图像处理单元、图像任意取图单元均分别连接于所述插值处理单元与所述储存器之间；

所述FPGA处理芯片还包括无处理发送模块，所述无处理发送模块连接于所述模式选择模块与所述储存器之间，以使得所述模式选择模块择一选择所述无处理发送模块、插值处理模块、AI深度学习模块对所采集的图像信息或运算结果处理；

所述AI深度学习模块，用以判定储存于所述储存器内的图像信息的特征提取学习；

所述内存条采用2*SO-DIMM内存条；所述Intel CPU主板模块采用I7-9850HE处理器；所述Intel CPU主板模块与摄像头电源模块、M.2固态硬盘模块相连接；

所述图像发送接收模块具有PCIE2.0 x8接口；

其还包括输入输出接口模块，所述输入输出接口模块通过FH82QM370桥接芯片连接于所述摄像头电源模块，且所述输入输出接口模块通过HDMI接口连接显示器；

所述输入输出接口模块具有HDMI接口、双千兆以太网接口、双USB3.0接口。

本发明的有益效果是，其无需通过摄像头数据的远距离传输，避免了现有测试系统需要通过光纤或USB3.0远距离传输带来的消耗的问题，其可降低电脑CPU的使用，提升插值运算和获取有效数据的速度，也避免了在Intel CPU主板模块不获取有效帧的条件下对电脑CPU的消耗，和PCI-E带宽的消耗、内存、内存带宽的消耗，从而将更多的运算时间、带宽预留给Intel CPU需要做运算，提高了测试效率。

附图说明

图1为本发明的模块结构示意图；

图2为本发明中FPGA处理芯片与储存器的电路连接示意图；

图3为本发明中CPHY/DPHY测试模块的电路连接示意图；

图4为本发明中FH82QM370桥接芯片与输入输出接口模块的电路连接示意图；

图5为本发明中Intel CPU主板模块与FPGA处理芯片的电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1～图5所示，本发明一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其包括储存器1及与储存器1连接的FPGA处理芯片、Intel CPU主板模块2；本发明实施例中，Intel CPU主板模块2基于I7-9850HE芯片设计，但也适用于其它低功耗的Intel芯片，主要取决于针对图像处理能力的需要，若应用端的图像像素较低或是算法较为简易，我们可以使用性价比更高的芯片；FPGA处理芯片包括图像发送接收模块3、模式选择模块4、插值处理模块5、AI深度学习模块6；插值处理模块5、AI深度学习模块6分别连接于模式选择模块4与储存器1之间，储存器1与CPHY/DPHY测试模块7电性连接，CPHY/DPHY测试模块7为CPHY和DPHY解码IP核，其中，CPHY为MIPI联盟提供的五进制三线差分协议，现用于4000万像素以上的模组的高速传输协议，传输的速率可达17.1Gbps,DPHY为mipi联盟提出的二进制二线差分协议，用于普通的模组；而在本发明实施例中，CPHY和DPHY都采用了普通的LVDS接口，其中，为确保采样频率，此次CPHY信号可采用上升沿和下降沿同采的方式，经实测可以接收CPHY信号达到1.6G/trio的频率；CPHY/DPHY测试模块7经CPHY/DPHY采集模块8后与CMOS图像传感器9相连接，CMOS图像传感器9与摄像头OS测试模块10、Sensor电源供给模块11相连接，CPHY/DPHY采集模块8，用以采集图像信息；Sensor电源供给模块11，用以支持四路摄像头同时测试供给的电源；储存器1用以储存采集的图像信息；模式选择模块4择一选择插值处理模块5、AI深度学习模块6对所采集的图像信息或运算结果处理，具体地，模式选择模块4取决于Intel CPU主板模块2的需求，并将处理后的图像信息或是结果发送到内存条12的内存地址；图像发送接收模块3连接于模式选择模块4与Intel CPU主板模块2之间，用以将处理后的图像信息发送至Intel CPU主板模块2，Intel CPU主板模块2与内存条12、WIFI 6无线网卡13相连接，WIFI 6无线网卡13连接局域网21，Intel CPU主板模块2，用以将图像发送接收模块3发送至Intel CPU主板模块2中的数据存放在内存条12中，并对该数据进行计算；摄像头OS测试模块10，用以对CMOS图像传感器9上所有PIN脚进行恒定电流下的开短路测试，以用于测试四路摄像头每路PIN脚的管压降，确保可以测试摄像头产品在WB工艺中金线的连接以及在SMT工艺中的焊接，以及排除在PCB板纸板中的PCB板异常。

插值处理模块5包括：有效帧发送单元14，用以甄别储存器1内的图像信息的有效帧，并将图像信息的有效帧通过图像发送接收模块3发送至INTEL CPU主板模块2；插值处理单元15，用以对图像信息的有效帧进行插值处理；插值处理单元15与模式选择模块4电性连接，有效帧发送单元14连接于插值处理单元15与储存器1之间；插值处理模块5还包括无处理图像处理单元16及图像任意取图单元17，无处理图像处理单元16、图像任意取图单元17均分别连接于插值处理单元15与储存器1之间，目的是根据Intel CPU主板模块2的需求只传输所需的图像局部数据，减少传输耗时和CPU占有率，效率远高于电脑CPU，以及减少了不同内存间的COPY，也因为有了FPGA的参与，让低功耗intel可以胜任四颗摄像头高像素的计算测试。

FPGA处理芯片还包括无处理发送模块18，无处理发送模块18连接于模式选择模块4与储存器1之间，以使得模式选择模块4择一选择无处理发送模块18、插值处理模块5、AI深度学习模块6对所采集的图像信息或运算结果处理；AI深度学习模块6，用以判定储存于储存器1内的图像信息的特征提取学习，用于加速摄像头调焦、AA，更准确抓取污点测试用途，AI深度学习模块6包含用于判别图像污点特征已经学习的特征数据和根据图像清晰状况预判的清晰位置信息；且因为体积的微型化，减少了中间传输过程，且通过FPGA可以时时侦测有效帧，避免了无效帧的传输和计算，从而大幅提升了调焦和AA的速度，也大幅提升了图像轻微变化对图像污点标准的准确性。

内存条12采用2*SO-DIMM内存条12；Intel CPU主板模块2采用I7-9850HE处理器；Intel CPU主板模块2与摄像头电源模块19、M.2固态硬盘模块20、WIFI 6无线网卡13相连接，WIFI 6无线网卡13连接局域网21；M.2固态硬盘模块20可以存贮对应测试信息和系统、软件等；可通过WIFI 6无线网卡13组建局域网21络将测试需要记录的数据或图片传至MES系统，也通过局域网21主控电脑可以远程控制其windows桌面软件，即通过WIFI 6无线网卡13远程桌面操作影像测试装置内widows系统，调用经过设定的软件，通过软件可配置上位机指令，自动控制配置CMOS图像传感器9采集图像，并将计算好的图像数据或结果传至intel端的内存条12，并由windows下的软件调用，解决常规PC机占用设备体积较较大，CMOS模组距PC传输距离较长的问题，也减少了传输带来的耗时；内存条12和M.2固态硬盘模块20为笔记本电脑标准模块，可便于后期升级。

图像发送接收模块3具有PCIE2.0 x8接口，则影像测试装置可以64Gbps的速度将需要的数据拷贝至内存条12，而不时时占用内存条12的内存带宽，且保证Intel CPU主板模块2获得的为有效帧。

其还包括输入输出接口模块22，输入输出接口模块22通过FH82QM370桥接芯片23连接于摄像头电源模块19，且输入输出接口模块22通过HDMI接口连接显示器24，FH82QM370桥接芯片23与输入输出接口模块22相连以实现交互；输入输出接口模块22具有HDMI接口、双千兆以太网接口、双USB3.0接口。

综上，本发明可根据Intel CPU主板模块2的不同的测试需求，由模式选择模块4进行不同模式的测试，并将原在Intel CPU主板模块2的windows端所要完成的处理工作，移至FPGA处理芯片，减少了Intel CPU主板模块2的windows端的处理工作量，提高了测试运行效率，Intel CPU主板模块2运行于Intel CPU I7-9850HE内，Intel CPU主板模块2与内存条12相连，内存条12用于缓存Intel CPU I7-9850HE系统数据、测试数据，以及由FPGA通过intelI7-9850HE提供的PCIE2.0 x8接口发至内存条12内的图像数据、测试数据；其根据当站测试需求区域性上传图片或部分运算交给FPGA计算来降低CPU的办法，以及通过减少传输的数据量、同时CPU的串行运算变成FPGA的并行运算等提升测试效率，减少了摄像头控制信号远距离传输带来的时间损耗，解决了现有的如NVIDIA AGX、TX2平台等带来的ARM针对计算能力没有intel电脑快的问题，也解决了第三方平台库在测试系统中使用的问题。

本发明支持四颗摄像模组(CPHY或DPHY)同时测试，并通过FPGA处理后将数据经PCIE2.0 x8接口传至内存条12，由Intel CPU主板模块2再调用处理得出结果,同时也兼顾了摄像头所需要的电性测试(电流、电压、开短路)；且本发明支持WIFI6协议将图像数据和测试数据传回MES系统，WIFI6完全可以满足图像数据上传至服务器，并通过组建的局域网21，电脑可以远程影像测试装置桌面更新程序、设置标准、测试数据等；则本发明无需通过摄像头数据的远距离传输，避免了现有测试系统需要通过光纤或USB3.0远距离传输带来的消耗的问题，其可降低电脑CPU的使用，提升插值运算和获取有效数据的速度，也避免了在Intel CPU主板模块2不获取有效帧的条件下对电脑CPU的消耗，和PCI-E带宽的消耗、内存、内存带宽的消耗，从而将更多的运算时间、带宽预留给Intel CPU需要做运算，提高了测试效率

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：其包括储存器及与所述储存器连接的FPGA处理芯片、Intel CPU主板模块；所述FPGA处理芯片包括图像发送接收模块、模式选择模块、插值处理模块、AI深度学习模块；所述插值处理模块、AI深度学习模块分别连接于所述模式选择模块与所述储存器之间，所述储存器与CPHY/DPHY测试模块电性连接，所述CPHY/DPHY测试模块经CPHY/DPHY采集模块后与CMOS图像传感器相连接，所述CMOS图像传感器与摄像头OS测试模块、Sensor电源供给模块相连接，所述储存器用以储存采集的图像信息；所述模式选择模块择一选择所述插值处理模块、AI深度学习模块对所采集的图像信息或运算结果处理；所述图像发送接收模块连接于所述模式选择模块与所述Intel CPU主板模块之间，用以将处理后的图像信息发送至所述Intel CPU主板模块，所述Intel CPU主板模块与内存条、WIFI 6无线网卡相连接，所述WIFI 6无线网卡连接局域网，所述Intel CPU主板模块，用以将所述图像发送接收模块发送至所述Intel CPU主板模块中的数据存放在所述内存条中，并对该数据进行计算；所述摄像头OS测试模块，用以对所述CMOS图像传感器上所有PIN脚进行恒定电流下的开短路测试。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述插值处理模块包括：有效帧发送单元，用以甄别所述储存器内的图像信息的有效帧，并将所述图像信息的有效帧通过所述图像发送接收模块发送至所述Intel CPU主板模块；插值处理单元，用以对所述图像信息的有效帧进行插值处理；所述插值处理单元与所述模式选择模块电性连接，所述有效帧发送单元连接于所述插值处理单元与所述储存器之间。

3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述插值处理模块还包括无处理图像处理单元及图像任意取图单元，所述无处理图像处理单元、图像任意取图单元均分别连接于所述插值处理单元与所述储存器之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述FPGA处理芯片还包括无处理发送模块，所述无处理发送模块连接于所述模式选择模块与所述储存器之间，以使得所述模式选择模块择一选择所述无处理发送模块、插值处理模块、AI深度学习模块对所采集的图像信息或运算结果处理。

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述AI深度学习模块，用以判定储存于所述储存器内的图像信息的特征提取学习。

6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述内存条采用2*SO-DIMM内存条；所述Intel CPU主板模块采用I7-9850HE处理器；所述Intel CPU主板模块与摄像头电源模块、M.2固态硬盘模块相连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述图像发送接收模块具有PCIE2.0 x8接口。

8.根据权利要求6所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：其还包括输入输出接口模块，所述输入输出接口模块通过FH82QM370桥接芯片连接于所述摄像头电源模块，且所述输入输出接口模块通过HDMI接口连接显示器。

9.根据权利要求8所述的一种基于FPGA和Intel CPU、WIFI 6的影像测试装置，其特征在于：所述输入输出接口模块具有HDMI接口、双千兆以太网接口、双USB3.0接口。

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