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实现MIPI的远距离，使嵌入式相机镜头用SerDes芯片组的选择更容易（Sub-Link編）

2022/12/06

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　上次我们介绍了Main-Link相关的设计指南，这次我们将详细介绍传输控制信号的Sub-Link相关的设计指南。

什么是Sub-Link

　首先，在开始介绍关于Sub-Link的具体内容前，我们想以对应V-by-One® HS 的传送IC 「THCV241A」为例，整理一下Main-Link与Sub-Link各自的概要（图１）。「THCV241A」是可将相机模组输出的MIPI® CSI-2信号转换为V-by-One HS信号的IC；Main-Link就是指传输这些V-by-One HS信号本身的传输路径。另外，「THCV241A」在这之外还装载了I2C与GPIO（通用输入/输出信号）的控制信号接口，而这些信号在传送IC与接收IC间相互传导时使用的传输路径就是Sub-Link。使用Sub-Link，不但能通过传送IC与接收IC进行影像数据的传输，还能实现从SoC上关闭相机模组电源、重启、点亮LED灯等各种不同的系统设定。此外，使用Sub-Link功能时，Sub-Link与Main-Link一样需要连接到接收IC。

图１传送IC THCV241Aの模块图

Sub-Link：充分使用Through GPIO与Register GPIO

　如前所述，可以通过Sub-Link传输I2C和GPIO信号；而GPIO的控制方式有Through GPIO与Register GPIO两种。电子设备厂商（客户）必须掌握这两种控制方式，找出最合适的系统。
　首先，Through GPIO是一种可以仿佛不存在一样通过相机模组与SoC之间的传送IC与接收IC，直接从SoC上控制相机模组的方法。所以它的优点是无需修改SoC的设定就能对应远距离传输。此外，由于它只是通过了传送IC与接收IC，因此可以从SoC上即时控制相机模组。
　但「THCV241A」与「THCV242A」的组合中，可作为Through GPIO使用的GPIO端子最多有4根--（GPIO0、GPIO1、GPIO2、GPIO3），且有上流和下流各2根的限制（图２）。所以，若连接的相机模组个数增加，需通过GPIO端子来控制的要素也增加的话，仅依靠Through GPIO来进行控制就会比较困难。

图２仅使用Through GPIO的配置示例

　因此就需要Register GPIO来弥补Through GPIO无法覆盖的控制。Register GPIO是一种通过I2C总线，从SoC上以需求时序重写传送IC以及接收IC的电阻，来实现所需要的控制的方法（图３）。这样就可以超越Through GPIO的限制，组成更复杂的系统。

图３使用Register GPIO的控制示例

　不过，Register GPIO与Through GPIO相比有两点需要注意。一个是需要在SoC控制软件上加入Register GPIO控制的新规范。根据SoC的时序，在通过I2C总线重写各电阻内容的同时控制GPIO端子。另一个就是即时性较差。因为需要重写电阻，然后传送IC与接收IC根据这个内容来工作，就会产生latency（延迟时间）。系统工程师需要考量Through GPIO与Register GPIO各自的限制和特性后再开始探讨系统。

EXSYNC：多个相机同步

　Sub-Link的设计指南最后提到了名为「EXSYNC」的功能（图４）。EXSYNC是如立体相机等、需使两台相机模组与SoC同步进行作业的功能。实现方法有两种。一种是将SoC上产生的同步信号用Through GPIO分配到两台相机模组上的方法。另一种是将接收IC内置的同步发生器（Sync Generator）上产生的同步信号，用Through GPIO分配到两台相机模组上的同时，通过专用的EXSYNC端子传输到SoC上的方法。无论使用哪种方法，都能实现同步的多个相机系统。