USB3.0 UVC攝像頭實現基於FT602Q晶片方案

USB3.0介面晶片FT602Q支援UVC協議，可以很方便的實現一個USB相機。這裡我們採集HDMI輸入的視訊訊號，實現了一個USB3.0的HDMI採集卡。

邏輯結構如下圖：

可以看到，總共有兩個模組，Video_Image_Processor處理從HDMI晶片輸入的視訊資料流，將RGB24BITS資料流轉換為YUV422的資料流。ft602_uvc_top配置ft602介面晶片，將YUV422的視訊資料流傳送給介面晶片。

通過USB3.0連線線連線到PC機，形成一個照相機裝置。

 

視訊制式轉換部分不再分析，我們看一下FT602的邏輯部分，結構如下：

可以看到頂層模組ft602_uvc_top.v包含了7個子模組。其中，sys_pll.v用於生成ft602模組所需的時鐘，主要是生產視訊時許所需的時鐘27MHz (VGA), 74.25MHz (HD) and 148.5MHz (Full HD) 。

模組ft602_i2c_slv.v模擬一個IIC從機，FT602Q晶片通過該介面讀取FPGA中視訊資訊，同時將上位機的配置資訊通過該介面配置到FPGA。

模組ft602_uvc_reg.v包含了UVC協議對應的一些暫存器，關於視訊制式的資訊也從這裡修改。

模組ft602_uvc_fsm.v是uvc在匯流排讀寫FIFO控制的狀態機，四個通道，實際工程中，我們只使用一個通道。

模組Module ft602_pre_fet.v資料預讀取，用於優化時序。類似於cache功能。

模組ft602_pch_inp.v為視訊流處理模組，將HDMI資料流轉換為FT602Q對應的介面資料格式，通過FIFO快取。

其中，ft602_patt_gen模組生成一個測試用的視訊源。

模組ft602_hdmi_rx處理HDMI輸入視訊流資料或者前面生成的測試資料流，將視訊格式的資料流轉換為FT602匯流排對應的資料格式。

模組ft602_dclk_fifo控制雙口ram，接收ft602_hdmi_rx模組的視訊流資料，同時對外提供FIFO讀介面。

模組結構如下圖：

注意，在我們的工程中，只是用了一個通道，也就是Video ch0 。

好的，工程結構瞭解後，編譯工程，下載bit檔案到開發板，連線板上usb3.0介面到PC機的USB3.0介面，連線HDMI輸入視訊源。這時，就能在照相機裝置中看到FTDI Superspeed Video Channel1的裝置。

這證明我們的usb裝置已經正確識別到了。

這時，開啟win10系統自帶的camera軟體，就能看到從HDMI介面輸入的視訊了。

但是，有時有些裝置還是不能成功開啟視訊。這時，需要我們使用工具設定FT602Q的一些引數了。如下圖：

首先，雙擊FT602WinUSBInstallation.exe安裝驅動,安裝上驅動之後就可以通過軟體修改FT602的配置了。

在資料夾ConfigurationProgrammer中，開啟軟體FT602ChipConfigurationProg.exe

 

讀取FT602Q晶片的配置資訊，這裡可以看到裝置的基本資訊，同時還包含FIFO的配置和IIC的配置，這部分基本採用預設方式就可以。點選FIFO Channel1選項卡，轉到高階設定中：

注意，這裡的BurstBuffer和FIFO Buffer都設定為最大的16K。同時我們也可以修改裝置描述FTDI Superspeed Video Channel1，換成一個自定義的裝置名。

高階選項中主要涉及到視訊制式和處理的資訊，這裡我們只調整Controls選項卡下的SS Frame Info，這是因為我們做HDMI傳輸需要使用的USB的超速傳輸模式。

來看一下SS Frame Info：

我們看到在視訊制式資訊裡，已經包含了1080P的資訊，但是，有的裝置並不能直接識別，這裡序列1的制式資訊為640*480的，我們手動修改，將1920*1080的制式資訊提升到最前面：

 

然後將配置資訊寫入器件：

這樣，重啟是裝置，就可以在視訊軟體中開啟裝置了。

 

 

相關推薦