[0001] 本发明涉及摄像头测试领域， 特别是涉及一种基于光纤传输技术的多摄像头 测 试装置。

背景技术

[0002] 在移动通信时代， 手机成为了人们生活的必须品， 一个手机从五年前的一个摄 像头到后来的前后二个摄像头， 再到现在的三个摄像头， 未来可能会是四个甚 至更多。 随着全球手机用户的快速增加 （即手机数量的增加） ， 摄像头的需求 量可想而知。

[0003] 另一方面， 人们对图像画质要求的不断提高， 摄像头制造的要求也不断变高， 摄像头生产站位也越来越多， 如双摄标定、 PDAF标定、 OIS较准等等。 测试卡 作为模组测试中必备硬件， 对测试的效率起着重要的作用。 提升测试的效率有 二个办法， 一个是提升单个摄像头的测试效率， 另一个是让多个摄像头并行同 时测试。 由于人们对图像传输帧率的需求、 图像像素的追求不断提升， 原来的 D PHY已无法满足图像数据传输的需求， 因此 MIPI联盟引入了拥有传输效率更高 的 CPHY协议， 然而 CPHY采用了三线差分的方式， 传输效率为使用二线制差分 DPHY传输效率的 2.28倍， 测试效率也已无法满足目前市场的要求。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 基于此， 有必要针对摄像头测试效率较低的技术问题， 提供一种能够达到高测 试效率的多摄像头测试装置。

[0005] 一种基于光纤传输技术的多摄像头测试装置， 其特征在于， 包括光模块及图像 采集卡， 所述光模块用以连接计算机以太网卡， 所述图像采集卡与所述光模块 电性连接， 用以连接待测多摄像头元件， 以采集图像数据， 并将所述图像采集 信号通过光模块传输至计算机以太网卡， 其中， 所述图像采集卡包括：

[0006] CPHY信号处理模块， 具有 LVDS接口， 所述 CPHY信号处理模块通过 LVDS接 口接收所述图像数据对应的 CPHY数据信号；

[0007] DPHY信号处理模块， 具有 GTX接口， 所述 DPHY信号处理模块通过 GTX接口 接收所述图像数据对应的 DPHY数据信号；

[0008] CPHY-DPHY开关切换电路， 与所述 CPHY信号处理模块及 DPHY信号处理模块 电性连接， 用以切换所述 CPHY信号处理模块或 DPHY信号处理模块工作；

[0009] 图像缓存模块， 与所述 CPHY信号处理模块及 DPHY信号处理模块电性连接， 用以缓存所述 CPHY数据信号及 DPHY数据信号；

[0010] 图像处理模块， 与图像缓存模块电性连接， 用以对所述图像缓存模块所缓存的 图像数据进行图像处理；

[0011] 数字电源模块， 用以控制所述 CPHY信号处理模块、 DPHY信号处理模块、 CP

HY-DPHY开关切换电路、 图像缓存模块及图像处理模块电源通断；

[0012] I2C/SPI转换模块， 用以对所述图像数据进行分离得到 I2C/SPI数据， 并按选择 的控制时序控制 I2C总线， I2C总线通过 I2C数据配置所述数字电源模块及待测多 摄像头元件的 CMOS感光芯片。

[0013] 在其中一个优选实施方式中， 所述光模块的数量为两个， 所述两个光模块通过 光缆连接以实现数据远距离传输。

[0014] 在其中一个优选实施方式中， 所述 CPHY信号处理模块具有 CPHY信号处理电 路及 CPHY图像数据解析单元， CPHY信号处理电路用以对所述 CPHY数据信号 处理后传输至所述 CPHY图像数据解析单元， 所述 CPHY图像数据解析单元对接 收的 CPHY数据信号进行信号解析。

[0015] 在其中一个优选实施方式中， 所述 I2C/SPI转换模块分解出五路 I2C和三路 SPI总 线， I2C数据用于配置获取一路数字电源模块数据和 四路 CMOS感光芯片配置。

[0016] 在其中一个优选实施方式中， 所述图像缓存模块具有四个 DDR4内存芯片。

[0017] 在其中一个优选实施方式中， 所述 GTX接口通过 UDP协议进行数据传输。

[0018] 在其中一个优选实施方式中， 所述多摄像头测试装置还包括：

[0019] 电源电流测试电路， 用以为所述待测摄像头元件提供电源电压。 [0020] 在其中一个优选实施方式中， 所述电源电流测试电路支持 4路待测摄像头元件 的供电需求， 每路待测摄像头元件包括 6个待测摄像头元件。

[0021] 在其中一个优选实施方式中， 所述多摄像头测试装置还包括：

[0022] 信号放大器， 连接于所述 DTX接口， 用以对所述图像数据对应的 DPHY数据信 号作信号放大处理。

[0023] 在其中一个优选实施方式中， 所述图像采集卡具有 ID号， 用以由计算机识别并 控制对应 ID的图像采集卡。

发明的有益效果

有益效果

[0024] 上述多摄像头测试装置使用了 GTX口对 CPHY数据进行超高速采集， 双接口支 持 CPHY和 DPHY的兼容， 支持多路摄像头的同时测试， 支持了图像光纤传输， 传输效率高。 对附图的简要说明

附图说明

[0025] 图 1为本发明一优选实施方式中的基于光纤传输� �术的多摄像头测试装置的模 块示意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0026] 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。

[0027] 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。

[0028] 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� �和所有的组合。

[0029] 结合图 1所示， 本发明一优选实施方式中公开了一种基于光纤 传输技术的多摄 像头测试装置 100, 该多摄像头测试装置 100包括光模块 110及图像采集卡 120， 上述光模块 110用以连接计算机以太网卡， 上述图像采集卡 120与上述光模块 110 电性连接， 该图像采集卡 120主要用以连接待测多摄像头元件， 以采集图像数据 ， 并将上述图像采集信号通过光模块传输至计算 机以太网卡， 其中， 上述图像 采集卡 120包括 CPHY信号处理模块 121、 DPHY信号处理模块 122、 CPHY-DPHY 开关切换电路 123、 图像缓存模块 124、 图像处理模块 125、 数字电源模块 126及 12 C/SPI转换模块 127。

[0030] 本实施方式中上述图像采集卡 120用 FPGA芯片。

[0031] 本实施方式中的图像采集卡 120使用了 XCKU9P-2FFVE900E芯片， 实现万兆以 太网光纤通信， 单光纤实现了 4个摄像头 （双 CPHY四 DPHY中任意四个） 数据 的同时采集。

[0032] 本实施方式中， 上述光模块 110的数量为两个， 上述两个光模块通过光缆连接 以实现数据远距离传输， 其传输距离远近与选择的光模块的功率和波长 有关。

[0033] 上述计算机以太网卡支持万兆光纤通信， 其通讯速率接近为 USB3.0的 3倍， 可 满足四个摄像头一根光纤的传输， 在大幅提升测试效率的基础上， 满足了二个 D PHY接口的待测摄像头元件,同时也满足具有二� � CPHY接口或二个 DPHY接口可 切换的待测摄像头元件。 因此本实施方式上述万兆光纤通信支持四个 DPHY接口 的待测摄像头元件， 或具有两个 CPHY接口及 DPHY接口的待测摄像头元件， 或 者具有一个 CPHY接口及二个 DPHY接口的待测摄像头元件、 或者其他四接口的 待测摄像头元件等的测试。

[0034] 具体地， CPHY信号处理模块 121具有 LVDS接口， 上述 CPHY信号处理模块通 过 LVDS接口接收上述图像数据对应的 CPHY数据信号。

[0035] 更详细地说， 上述 CPHY信号处理模块 121具有 CPHY信号处理电路及 CPHY图 像数据解析单元， CPHY信号处理电路用以对上述 CPHY数据信号处理后传输至 上述 CPHY图像数据解析单元， 上述 CPHY图像数据解析单元对接收的 CPHY数 据信号进行信号解析。

[0036] CPHY信号处理电路通过芯片 DS125BR800A对 CPHY信号进行放大以及对 CPH

Y的波形进行均衡整形。

[0037] 上述 DPHY信号处理模块 122具有 GTX接口， 上述 DPHY信号处理模块通过 GTX 接口接收上述图像数据对应的 DPHY数据信号；

[0038] 具体地， 上述 GTX接口通过 UDP协议进行数据传输。 上述图像采集卡 120通过 GTX多倍采样方式采集经过 CPHY信号处理电路处理后的图像数据， 并恢复数据

[0039] 本实施方式中的上述多摄像头测试装置 100还包括信号放大器， 该信号放大器 连接于上述 GTX接口， 用以对上述图像数据对应的 DPHY数据信号作信号放大处 理。

[0040] 上述 CPHY-DPHY开关切换电路 123， 与上述 CPHY信号处理模块及 DPHY信号 处理模块电性连接， 用以切换上述 CPHY信号处理模块或 DPHY信号处理模块工 作；

[0041] 上述 CPHY-DPHY开关切换电路 123可接收三电平的性能来恢复 DPHY图像数据

， 并可将 CPHY数据信号和 DPHY数据信号高速切换， 本实施方式中的图像采集 满足四个 DPHY数据信号接口和 2个 CPHY数据信号接口的同时采集。

[0042] 上述图像缓存模块 124， 与上述 CPHY信号处理模块及 DPHY信号处理模块电性 连接， 用以缓存上述 CPHY数据信号及 DPHY数据信号。

[0043] 具体地， 上述图像缓存模块具有四个 DDR4内存芯片。 以频率 2133M的速度对 数据进行高速缓存， 以满足为满足支持 CPHY每个摄像头 17.1Gbps， DPHY每个 摄像头 6Gbps的全速输出， 另外为了满足 CPHY多倍采样所涉需要 FPGA

GTX从 500M至 12.5G

频率的连续性， 本发明上述 DDR4内存芯片选用了低功耗 FPGA Xlinx FPGA XCKU9P-2FFVE900E芯片。

[0044] 上述图像处理模块 125， 与图像缓存模块 124电性连接， 该图像处理模块 125用 以对上述图像缓存模块所缓存的图像数据进行 图像处理； [0045] 上述数字电源模块 126， 用以控制上述 CPHY信号处理模块 121、 DPHY信号处 理模块 122、 CPHY-DPHY开关切换电路 123、 图像缓存模块 124及图像处理模块 电源 125通断；

[0046] 上述 I2C/SPI转换模块 127， 用以对上述图像数据进行分离得到 I2C/SPI数据， 并 按选择的控制时序控制 I2C总线， I2C总线通过 I2C数据配置上述数字电源模块及 待测多摄像头元件的 CMOS感光芯片。

[0047] 本实施方式中， 上述 I2C/SPI转换模块分解出五路 I2C和三路 SPI总线， I2C数据 用于配置获取一路数字电源模块数据和四路 CMOS感光芯片配置。

[0048] 上述多摄像头测试装置还包括： 电源电流测试电路， 用以为上述待测摄像头元 件提供电源电压。

[0049] 上述电源电流测试电路支持 4路待测摄像头元件的供电需求， 每路待测摄像头 元件包括 6个待测摄像头元件。 这样， 上述电源电流测试电路支持共计 24个待测 摄像头元件的电源供给。

[0050] 计算机通过光纤接口及光模块 110将数据传至图像采集卡 120， 并通过 UDP协议 发送经图像缓存模块 124缓存的摄像头图像数据。 由图像采集卡 120对传输数据 进行分离得到 I2C/SPI数据， 图像采集卡按选择的控制时序控制 12( :总线， I2C数 据通过 I2C数据配置数字电源模块和配置摄像头的感光 芯片 (CMOS Sensor) ； 当测试开路短路数据时， 数字电源模块 126的对应数据通过 I2C通道原路回传至 计算机； CPHY信号处理模块 121需要通过 CPHY信号处理电路 (由信号均衡芯片 和信号放大搭建) 再通过 DPHY信号处理模块 122接入图像处理模块， 上述 CPHY 信号处理模块 121及 DPHY信号处理模块 122解析对应的 MIPI信号， 并通过对应的 IP核解析出对应的图像数据。 图像缓存模块 124具有四片 DDR4缓存芯片,通过乒 乓的方式高速读写内存， 读写频率高达 2133M。

[0051] 所述数字电源模块 126包括连接在电源回路中的多路电流帧测模块 、 多路数字 电压配置模块以及电源开关， 所述多路电流帧测模块对每一路电压的电流进 行 测试， 所述电源开关用于测试开路短路。

[0052] 本实施方式的图像采集卡支持 4路摄像头全 PIN脚开短路测试， 该图像采集卡通 过 I2C对开短路板卡进行数据的实时采集。 [0053] 上述图像采集卡具有 ID号， 用以由计算机识别并控制对应 ID的图像采集卡。 软 件支持单板卡多板卡任意数量的产品测试并支 持 32个模组同时检测， 测试软件 算法可支持外部任意配置。

[0054] 计算机指令通过光纤模块将数据传至图像采集 卡， 也通过光纤接口接收由图像 采集卡通过 UDP协议发送的经 DDR4内存缓存的摄像头图像数据； DPHY由图像 采集卡的 LVDS口接收， CPHY数据则由图像采集卡的 GTX接口接收， 并通过图 像采集卡的 DDR4 IP核高速写入 DDR4内存， 对数据进行高速缓存； 由 I2C/SPI转 换模块对传输数据进行分离得到 I2C/SPI数据， 按选择的控制时序控制 I2C总线， I2C总线通过 I2C数据配置数字电源模块和配置摄像头的 CMOS感光芯片；

[0055] 本实施方式中的基于光纤传输技术的多摄像头 测试装置支持两个 CPHY数据信 号对应的待测摄像头元件及四个个 DPHY数据信号对应的待测摄像头元件中任 何四个摄像头同时点亮测试， 并通过光纤接口实时传至计算机。

[0056] 本实施方式中的基于光纤传输技术的多摄像头 测试装置使用了 GTX接口 12G超 高速频率多倍采样来恢复 CPHY数据， 解决了常规办法中先对 CPHY摄像头恢复 参考时钟， 然从高速数据流中恢复出数据需要上电时增加 恢复时间， 且当不同 摄像头在不同的环境中存在参考时间抖动的问 题而导致的图像本身的不稳定。 解决了 CPHY从 2.5G范围内高速 GTX采样 12G范围内时钟连续的问题， 也因为高 速采样， 通过时序控制解决了不同摄像头不同环境下频 率抖动兼容性问题。 当 然为了保障 CPHY高速信号完整性， 我们在 CPHY接收前端加入均衡电路， 当然 CPHY为 5电平输出信号， 分解出 ab,bc,ca三组差分信号再由图像采集卡接收。

[0057] 以上上述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。

[0058] 以上上述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。