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Les cartes de développement sur FPGA ont leur module imageur couleur adapté, signé Digilent

Publié le 03 juillet 2018 à 10:16 par François Gauthier        Sous-système RS Components

Digilent Pcam 5C

Commercialisé en exclusivité par le distributeur RS Components, le module d'imagerie couleur de 5 mégapixels de Digilent assure une communication directe entre le capteur d’images et un circuit programmable FPGA, permettant ainsi de réduire fortement les temps de latence. Ce module référencé Pcam 5C à focus fixe est destiné aux concepteurs d’applications exploitant des caméras embarquées qui développent leur application sur une carte de prototypage architecturée autour d’un FPGA.

Le Pcam 5C embarque le capteur d'images Omnivision OV5640 à 5 mégapixels qui intègre des fonctions de traitement améliorant la qualité de l'image comme la balance automatique des blancs, le calibrage automatique du niveau de noir et des commandes d’ajustement de la saturation, de la teinte, du gamma et de la netteté. Le module est fourni avec un objectif à focale fixe installé sur un support M12 standard permettant l’interchangeabilité de l’objectif. Il est implanté sur un circuit imprimé de faibles dimensions, 4 x 2,5 cm, avec une embase droite pour laisser l'accès aux signaux auxiliaires de la caméra.

Les signaux de sortie sont délivrés aux formats RAW10, RGB565, CCIR656, YUV422/420 et YCbCr422. Les données acquises sont transférées entre le capteur d'images et sa carte de développement hôte via un double canal Mipi CSI-2, délivrant une bande passante suffisante pour prendre en charge les formats vidéo en continu couramment utilisés : 1080p (Full HD) à 30 images par seconde et 720p (HD standard) à 60 images par seconde.

La connexion matérielle s’effectue avec un câble plat flexible compatible avec le connecteur de la caméra Raspberry Pi. Digilent, spécialiste des outils de conception pédagogique (et qui appartient à National Instruments), a pensé le module Pcam 5C pour une utilisation avec la carte de développement Zybo Z7 qui embarque un circuit SoC Zynq-7000 de Xilinx, avec à bord une matrice de FPGA et un processeur ARM Cortex-9 à double cœur. La communication entre le capteur d'images et le circuit FPGA s’effectue directement via le connecteur Pcam intégré à la carte Z7, offrant ainsi des temps de latence des signaux plus faibles que les solutions alternatives de type HDMI ou USB.

L’implémentation d'un contrôleur Mipi CSI-2 pour FPGA étant assez complexe, Digilent fournit son propre jeu de cœurs d’IP Vivado, compatibles avec le module Pcam 5C sur les cartes hôtes et leur FPGA de chez Xilinx. Aucun matériel de décodage CSI-2 spécifique n’étant impliqué, les utilisateurs peuvent observer la façon dont se déroule le décodage en utilisant directement le FPGA.

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