CN207910927U - 一种信息采集桥接装置及图像传感器质量自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信领域，提供了一种信息采集桥接装置及图像传感器质量自动检测设备，该装置基于FPGA结构搭建，根据转换指令将采集到的HiSPi、sub‑LVDS或SPI接口协议的图像信号转换为MIPI或并口接口协议的图像信号；包括：DDR信号采集模块、协议打包模块以及分别与DDR信号采集模块、ARM图像信号处理器和协议打包模块连接的接口协议解析模块；协议打包模块还与ARM图像信号处理器连接。本实用新型由ARM代替上位机进行图像质量测试，并通过信息采集桥接装置根据芯片的接口类型自动智能匹配协议转换，完成图像传感器芯片信息采集与测试，降低了信息采集测试良率波动和生产成本，且不易损坏终端产品、提高了测试效率。

Description

一种信息采集桥接装置及图像传感器质量自动检测设备

技术领域

本实用新型属于通信领域，尤其涉及一种信息采集桥接装置、CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备。

背景技术

CMOS图像传感器是智能手机、无人机航拍、汽车电子应用领域的必要组成部件。通常会将CMOS图像传感器芯片组装成小型摄像头模组(Compact Camera Module,CCM)直接应用于智能手机、无人机航拍、汽车电子应用领域。

如何检测CMOS图像传感器质量，如何检测以CMOS图像传感器为核心部件构成的摄像头模组的质量，是多年来国内外相关研究机构和企业一直在研究的问题。

目前的图像传感器信息采集与测试方法有两种：

其一是：将CMOS图像传感器芯片质量及摄像头模组质量自动测试设备与一台PC机以及上位机软件配合使用，图像传感器信息采集与测试系统，通常在FPGA内完成了MIPI(Mobile Industry Processor Interface)、并口(Parallel)、HiSPi(High-Speed SerialPixel)、Sub-LVDS(Low Voltage Differential Signal)、SPI(Serial PeripheralInterface)的协议转换，正常提取了图像信息。通过传输接口(例如：USB3.0)传输到PC机上位机软件对图像进行分析检测，判断图像质量；

但是，这种方法由于该信息采集设备未能真实模拟图像传感器在最终产品上的应用场景，导致该信息采集设备测试合格的图像传感器组件，在最终使用的设备上不一定可以正常工作，信息采集测试良率波动较大。并且会造成工厂的一次性设备投入成本高，生产过程中能耗过高，相关设备的体积大，对厂房的面积需求大，生产成本和维护成本高。

其二是：将无需PC主机配合使用的CMOS图像传感器芯片质量及摄像头模组质量检测设备与一台显示器配合使用，开展CMOS图像传感器芯片质量及摄像头模组质量检测，首先需要完成图像信息的采集，目前市面上的CMOS图像传感器芯片接口有(MIPI(MobileIndustry Processor Interface)、并口(Parallel)、HiSPi(High-Speed Serial Pixel)、Sub-LVDS(Low Voltage Differential Signal)、SPI(Serial Peripheral Interface)等)协议规范，在待测对象(如摄像头模组)上电后，配合图像信息采集与检测内运行的应用软件系统的内建的参数数据库初始化图像传感器芯片，将不同品牌、不同分辨率的图像传感器的输出信号通过协议解码模块解码输出连续的单帧图像数据，经内嵌应用软件实现图像质量检测分析，完成成像质量和待测对象(如摄像头模组)电气特性的测试分析。

但是，这种方法由于终端产品不是专业的信息采集设备，因此非常容易损坏终端产品，而且测试效率非常低。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种信息采集桥接装置，旨在解决现有设备在进行CMOS图像传感器芯片及摄像头模组的质量检测时，出现信息采集测试良率波动大、生产、维护成本高、容易损坏终端产品以及测试效率低的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种信息采集桥接装置，所述信息采集桥接装置连接于CMOS图像传感器及模组与ARM图像信号处理器之间；

所述信息采集桥接装置基于FPGA结构搭建，根据转换指令将采集到的HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号转换为MIPI或并口接口协议的图像信号，供所述ARM图像信号处理器进行图像质量测试；

所述信息采集桥接装置包括：

采集HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号的DDR信号采集模块；

根据转换指令对所述DDR信号采集模块采集的信号进行信号解析的接口协议解析模块；

将所述接口协议解析模块解析后的信号按照MIPI或并口接口协议打包输出的协议打包模块；

所述接口协议解析模块分别与所述DDR信号采集模块、所述ARM图像信号处理器和所述协议打包模块连接，所述协议打包模块还与所述ARM图像信号处理器连接。

进一步地，所述转换指令从所述ARM图像信号处理器获取，所述转换指令通过下述信息携带：

HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息。

更进一步地，所述接口协议解析模块包括：

根据所述SPI接口协议类型信息将SPI接口协议的图像信号进行数据串并转换，生成并口数据的串并转换模块，所述串并转换模块与所述DDR信号采集模块和所述ARM图像信号处理器连接；

从所述并口数据中解析出有效数据和同步信号并输出的解析模块，所述解析模块与所述串并转换模块、所述协议打包模块连接。

更进一步地，所述接口协议解析模块包括：

根据所述HiSPi接口协议类型信息或所述sub-LVDS接口协议类型信息对应将HiSPi接口协议的图像信号或sub-LVDS接口协议的图像信号进行数据串并转换，生成并口数据的串并转换模块，所述串并转换模块与所述DDR信号采集模块和所述ARM图像信号处理器连接；

从所述并口数据中解析出有效数据和同步信号的解析模块，所述解析模块与所述串并转换模块连接；

将所述有效数据和同步信号转换为MIPI接口数据的MIPM转换模块，所述MIPM转换模块与所述解析模块和所述协议打包模块连接。

更进一步地，所述sub-LVDS接口协议类型信息中还携带帧同步信号；

所述接口协议解析模块还包括：

根据所述帧同步信号，获取、解析出行场信号的行场信号解析模块，所述行场信号解析模块与所述ARM图像信号处理器和所述协议打包模块连接。

本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述信息采集桥接装置和ARM图像信号处理器的CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备，所述设备与CMOS图像传感器及模组和显示器连接，具有MIPI接口、并口接口、HiSPi接口、sub-LVDS接口和SPI接口，包括：

所述ARM图像信号处理器与所述信息采集桥接装置、所述CMOS图像传感器及模组和所述显示器连接；

所述ARM图像信号处理器与所述CMOS图像传感器及模组通过I²C通信获取待测芯片的接口协议类型信息。

进一步地，所述接口协议类型信息为MIPI接口协议类型信息、并口接口协议类型信息、HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息；

当所述接口协议类型信息为HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息时，所述ARM图像信号处理器控制所述信息采集桥接装置进行数据转换，并通过所述信息采集桥接装置采集HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号进行图像质量测试；

当所述接口协议类型信息为MIPI接口协议类型信息或并口接口协议类型信息时，所述ARM图像信号处理器直接从所述CMOS图像传感器及模组采集MIPI或并口接口协议的图像信号进行图像质量测试。

本实用新型实施例通过信息采集桥接装置完成CMOS图像传感器芯片输出的HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议到ARM图像信号处理器可接收信号的接口协议的转换，以保证ARM图像信号处理器能接收HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议的图像传感器图像信息，进行图像质量测试，由ARM图像信号处理器代替上位机及软件进行图像质量检测，真实模拟图像传感器在最终产品上的应用场景，信息采集测试良率波动小，且降低了生产成本、维护成本，不易损坏终端产品、提高了测试效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的信息采集桥接装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的信息采集桥接装置中接口协议解析模块的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备的数据转换示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型实施例通过信息采集桥接装置完成CMOS图像传感器芯片输出的HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议到ARM图像信号处理器可接收信号的接口协议的转换，以保证ARM图像信号处理器能接收HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议的图像传感器图像信息，进行图像质量测试，由ARM图像信号处理器代替上位机及软件进行图像质量检测，真实模拟图像传感器在最终产品上的应用场景，信息采集测试良率波动小，且降低了生产成本、维护成本，不易损坏终端产品、提高了测试效率。

图1示出了本实用新型实施例提供的信息采集桥接装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，该信息采集桥接装置可以应用于多种检测设备中，尤其适用于CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备中。

通常，CMOS图像传感器芯片的接口包括MIPI(Mobile Industry ProcessorInterface)、并口(Parallel)、HiSPi(High-Speed Serial Pixel)、Sub-LVDS(Low VoltageDifferential Signal)、SPI(Serial Peripheral Interface)等接口协议规范，而ARM图像信号处理器仅能对MIPI、Parallel接口协议的图像数据完成协议解析、实现图像信息采集，不能支持对HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议的解析。

因此，本实用新型通过信息采集桥接装置完成HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议到ARM图像信号处理器可接收信号的接口协议的转换，以保证ARM图像信号处理器能接收HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议的图像传感器图像信息，进行图像质量测试。

该信息采集桥接装置100连接于CMOS图像传感器及模组200与ARM图像信号处理器300之间，基于FPGA结构搭建，可以包括HiSPi接口、sub-LVDS接口和SPI接口，根据转换指令将采集到的HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号转换为MIPI或并口接口协议的图像信号，供ARM图像信号处理器300进行图像质量测试；

信息采集桥接装置100包括：

DDR信号采集模块110，用于采集HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号；

接口协议解析模块120，用于根据转换指令对DDR信号采集模块110采集的信号进行信号解析；该转换指令从ARM图像信号处理器300获取，具体通过以下信息携带：HiSPi协议转换指令、sub-LVDS协议转换指令和SPI协议转换指令。

协议打包模块130，用于将接口协议解析模块120解析后的信号按照MIPI或并口接口协议打包输出；

该接口协议解析模块120分别与DDR信号采集模块110、ARM图像信号处理器300和协议打包模块130连接，协议打包模块130还与ARM图像信号处理器300连接。

在本实用新型实施例中，信息采集桥接装置可以根据ARM图像信号处理器输出的转换指令得到需要进行解析的接口协议数据类型，当接收到HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息时，接口协议解析模块对HiSPi接口协议的图像信号或sub-LVDS接口协议的图像信号进行解析，并通过协议打包模块输出MIPI接口数据，当信息采集桥接装置接收到SPI接口协议类型信息时，接口协议解析模块对SPI接口协议的图像信号进行解析，并通过协议打包模块输出并口数据。

由于该信息采集桥接装置基于FPGA结构实现，因此，可以通过设定不同的转换路径实现对多种接口协议数据类型的转换。

本实用新型实施例通过信息采集桥接装置完成CMOS图像传感器芯片输出的HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议到ARM图像信号处理器可接收信号的接口协议的转换，以保证ARM图像信号处理器能接收HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议的图像传感器图像信息，进行图像质量测试，由ARM图像信号处理器代替上位机及软件进行图像质量检测，真实模拟图像传感器在最终产品上的应用场景，信息采集测试良率波动小，且降低了生产成本、维护成本，不易损坏终端产品、提高了测试效率。

图2示出了本实用新型实施例提供的信息采集桥接装置中接口协议解析模块的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，接口协议解析模块120包括：

串并转换模块121，用于根据转换指令将HiSPi接口协议的图像信号或sub-LVDS接口协议的图像信号或SPI接口协议的图像信号进行数据串并转换，生成并口数据，该转换指令通过HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息携带，该串并转换模块121与DDR信号采集模块110和ARM图像信号处理器300连接；

解析模块122，用于从并口数据中解析出有效数据Pixdata和同步信号LV、FV并输出，该解析模块122与串并转换模块121连接。

在本实用新型实施例中，针对于SPI接口协议类型信息，解析模块122从并口数据中解析出有效数据和同步信号后，已符合并口标准，因此可以将解析模块122与协议打包模块130连接，将从并口数据中解析出有效数据和同步信号发送给协议打包模块130打包输出。

作为本实用新型又一实施例，接口协议解析模块120还包括：

MIPM转换模块123，用于将有效数据和同步信号转换为MIPI接口数据，该MIPM转换模块123与解析模块122和协议打包模块130连接。

在本实用新型实施例中，针对于HiSPi接口协议类型信息或sub-LVDS接口协议类型信息，还应将解析模块122输出的有效数据和同步信号转换为MIPI接口数据后再发给协议打包模块130输出。

值得说明得是，接口协议解析模块120对于不同转换指令的不同实施方式，可以通过设置多个不同结构的路径，并根据转换指令选择对应的路径输出来实现，当然，在多个路径中，也可以通过开关等结构来切换、复用上述模块。

作为本实用新型另一实施例，接口协议解析模块120还包括：

行场信号解析模块124，用于根据帧同步信号，获取、解析出行场信号，该行场信号解析模块124与ARM图像信号处理器300和协议打包模块130连接。

在本实用新型实施例中，针对于sub-LVDS接口协议类型信息中携带帧同步信号的情况，还需要解析出行场信号，再与MIPI接口数据一并发送给协议打包模块130打包输出，该行场信号可以通过从获取的图像信号中解析得到。

当然，该实施方式也可以单独设置一个路径，选择实施，或者通过设置开关与上述模块复用实现。

本实用新型实施例通过信息采集桥接装置完成CMOS图像传感器芯片输出的HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议到ARM图像信号处理器可接收信号的接口协议的转换，以保证ARM图像信号处理器能接收HiSPi、sub-LVDS、SPI接口协议的图像传感器图像信息，进行图像质量测试，由ARM图像信号处理器代替上位机及软件进行图像质量检测，真实模拟图像传感器在最终产品上的应用场景，信息采集测试良率波动小，且降低了生产成本、维护成本，不易损坏终端产品、提高了测试效率。

图3示出了本实用新型实施例提供的CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备的数据转换示意，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，该CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备与CMOS图像传感器及模组和显示器连接，具有MIPI接口、并口接口、HiSPi接口、sub-LVDS接口和SPI接口，包括：

上述各实施例中的信息采集桥接装置100和ARM图像信号处理器300；

ARM图像信号处理器300与信息采集桥接装置100、CMOS图像传感器及模组200和显示器连接；

ARM图像信号处理器300与CMOS图像传感器及模组200通过I²C通信获取待测芯片的接口协议类型信息。

在本实用新型实施例中，接口协议类型信息可以为MIPI接口协议类型信息、并口接口协议类型信息、HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息；

当接口协议类型信息为HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息时，ARM图像信号处理器300控制信息采集桥接装置进行数据转换，并通过信息采集桥接装置采集HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号进行图像质量测试；

当接口协议类型信息为MIPI接口协议类型信息或并口接口协议类型信息时，ARM图像信号处理器300直接从CMOS图像传感器及模组200采集MIPI或并口接口协议的图像信号进行图像质量测试。

本实用新型实施例提供的CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备，首先通过ARM图像信号处理器300与CMOS图像传感器及模组200通过I²C通信获取待测芯片的接口协议类型信息，当图像传感器芯片为MIPI接口协议或并口协议时，则ARM图像信号处理器300直接与CMOS图像传感器及模组200建立连接，由ARM图像信号处理器300完成协议解析，提取图像信息，并对图像进行分析检测；当图像传感器芯片为HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议时，通过增加信息采集桥接装置，完成对各种接口协议的图像传感器芯片完成信息采集与测试。该信息采集桥接装置，能根据芯片的接口类型，自动智能匹配协议转换，完成图像传感器芯片信息采集与测试，并通过显示器显示测试结果。

本实用新型实施例由ARM图像信号处理器代替上位机及软件进行图像质量检测，真实模拟图像传感器在最终产品上的应用场景，信息采集测试良率波动小，且降低了生产成本、维护成本，不易损坏终端产品、提高了测试效率。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种信息采集桥接装置，与其特征在于，所述信息采集桥接装置连接于CMOS图像传感器及模组与ARM图像信号处理器之间；

所述信息采集桥接装置基于FPGA结构搭建，根据转换指令将采集到的HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号转换为MIPI或并口接口协议的图像信号，供所述ARM图像信号处理器进行图像质量测试；

所述信息采集桥接装置包括：

采集HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号的DDR信号采集模块；

根据转换指令对所述DDR信号采集模块采集的信号进行信号解析的接口协议解析模块；

将所述接口协议解析模块解析后的信号按照MIPI或并口接口协议打包输出的协议打包模块；

所述接口协议解析模块分别与所述DDR信号采集模块、所述ARM图像信号处理器和所述协议打包模块连接，所述协议打包模块还与所述ARM图像信号处理器连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转换指令从所述ARM图像信号处理器获取，所述转换指令通过下述信息携带：

HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接口协议解析模块包括：

根据所述SPI接口协议类型信息将SPI接口协议的图像信号进行数据串并转换，生成并口数据的串并转换模块，所述串并转换模块与所述DDR信号采集模块和所述ARM图像信号处理器连接；

从所述并口数据中解析出有效数据和同步信号并输出的解析模块，所述解析模块与所述串并转换模块、所述协议打包模块连接。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接口协议解析模块包括：

根据所述HiSPi接口协议类型信息或所述sub-LVDS接口协议类型信息对应将HiSPi接口协议的图像信号或sub-LVDS接口协议的图像信号进行数据串并转换，生成并口数据的串并转换模块，所述串并转换模块与所述DDR信号采集模块和所述ARM图像信号处理器连接；

从所述并口数据中解析出有效数据和同步信号的解析模块，所述解析模块与所述串并转换模块连接；

将所述有效数据和同步信号转换为MIPI接口数据的MIPM转换模块，所述MIPM转换模块与所述解析模块和所述协议打包模块连接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述sub-LVDS接口协议类型信息中还携带帧同步信号；

所述接口协议解析模块还包括：

根据所述帧同步信号，获取、解析出行场信号的行场信号解析模块，所述行场信号解析模块与所述ARM图像信号处理器和所述协议打包模块连接。

6.一种CMOS图像传感器及模组的质量自动检测设备，与CMOS图像传感器及模组和显示器连接，其特征在于，所述设备具有MIPI接口、并口接口、HiSPi接口、sub-LVDS接口和SPI接口，包括：

如权利要求1-5任一项所述的信息采集桥接装置和ARM图像信号处理器；

所述ARM图像信号处理器与所述信息采集桥接装置、所述CMOS图像传感器及模组和所述显示器连接；

所述ARM图像信号处理器与所述CMOS图像传感器及模组通过I²C通信获取待测芯片的接口协议类型信息。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述接口协议类型信息为MIPI接口协议类型信息、并口接口协议类型信息、HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息；

当所述接口协议类型信息为HiSPi接口协议类型信息、sub-LVDS接口协议类型信息或SPI接口协议类型信息时，所述ARM图像信号处理器控制所述信息采集桥接装置进行数据转换，并通过所述信息采集桥接装置采集HiSPi、sub-LVDS或SPI接口协议的图像信号进行图像质量测试；

当所述接口协议类型信息为MIPI接口协议类型信息或并口接口协议类型信息时，所述ARM图像信号处理器直接从所述CMOS图像传感器及模组采集MIPI或并口接口协议的图像信号进行图像质量测试。