基于usb3.0接口的摄像头产品测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，包括主板，主板上设有具有编程配置芯片的FPGA、存储器、电平转换电路和具有配置芯片的USB3.0主控芯片，编程配置芯片用以存储FPGA的内部逻辑电路数据；存储器在FPGA的控制下，用以缓存待测摄像头传输的图像数据；电平转换电路用以将数据电平在待测摄像头工作电平和FPGA工作电平之间转换；配置芯片用以存储USB3.0主控芯片的内部逻辑电路数据，USB3.0主控芯片通过USB3.0接口与装设有测试软件的电脑主机相连接；USB3.0主控芯片与FPGA之间通过输入输出接口相连接。本实用新型能够实现基于USB3.0接口的摄像头图像数据的传输测试，可以大大提高具有高像素的摄像头的测试速率，提高生产效率。
【专利说明】基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于连接上位机测试软件和待测摄像头以对待测摄像头进行测试的装置，具体是涉及一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，数字摄像头的像素越来越高，已提升至千万像素级，也就是说摄像头产品测试时，用到的测试装置传输图像数据的速率就要求更高。目前，摄像头产品测试装置用于连接待测摄像头和上位机测试软件，上位机测试软件通过摄像头产品测试装置启动、控制摄像头工作；摄像头产品测试装置从上位机测试软件获得摄像头的配置信息，并将摄像头的图像数据信息传输给上位机测试软件，以进行实时处理，上位机测试软件可以据此实现对摄像头的调焦，有无脏点、赃污、彩点、线条等判定功能。但是，目前，摄像头产品测试装置与上位机软件的连接基于USB2.0的接口，而基于USB2.0接口的传输速率已经不能满足图像数据传输的要求及测试要求。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，能够基于USB3.0接口的实现摄像头图像数据的传输测试，与传统的基于USB2.0的摄像头产品测试装置相比，本实用新型的图像传输速率较USB2.0图像传输速率快近10倍，实际传输图像速率最快可达2.8Gbps,可以大大提闻具有闻像素的摄像头的测试速率，提闻生产效率。
[0004]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，包括主板，所述主板上设有具有编程配置芯片的FPGA、存储器、电平转换电路和具有配置芯片的USB3.0主控芯片，所述编程配置芯片用以存储所述FPGA的内部逻辑电路数据；所述存储器在所述FPGA的控制下，用以缓存待测摄像头传输的图像数据；所述电平转换电路用以将数据电平在待测摄像头工作电平和所述FPGA工作电平之间转换；所述配置芯片用以存储所述USB3.0主控芯片的内部逻辑电路数据，所述USB3.0主控芯片通过USB3.0接口与装设有测试软件的电脑主机相连接；所述USB3.0主控芯片与所述FPGA之间通过输入输出接口相连接。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述主板为待测摄像头提供三路可软件调节的供电电源，分别为AVDD、DVDD和D0VDD，所述主板上还设有摄像头电源控制电路，所述摄像头电源控制电路在所述FPGA的控制下完成对三路供电电源电压的调节。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述AVDD为待测摄像头提供2.5V、2.8V、1.8V、
1.5V和3.3V供电电压中的至少一种；所述DVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、1.2V、2.8V和3.3V供电电压中的至少一种；所述DOVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、2.5V、2.8V和
3.3V供电电压中的至少一种。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，在所述主板上电或待测摄像头执行关闭图像输出命令后，所述摄像头电源控制电路控制待测摄像头的供电电压为零。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述FPGA对待测摄像头的图像数据进行异步非对称FIFO处理，并对每帧图像数据加入帧前与帧后同步，以32bitl00M的速率发送给所述USB3.0主控芯片，所述USB3.0主控芯片打包后发送给所述电脑主机的测试软件。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述FPGA对待测摄像头通过I2C读写操作，并支持8位寄存器地址8位值、16位寄存器地址8位值、8位寄存器地址16位值、16位寄存器地址16位值和16位寄存器地址32位值5种通信格式中的至少一种。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述FPGA与所述USB3.0主控芯片之间的通信采用固定100M的频率传输，电脑主机的测试软件给待测摄像头的命令通过批量端点的模式传输，待测摄像头上传给电脑主机的测试软件的数据传输采用批量传输方式，且当待测摄像头的数据低于交互速率时，所述FPGA自动嵌入补O机制。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，包括主板，主板上设有具有编程配置芯片的FPGA、存储器、电平转换电路和具有配置芯片的USB3.0主控芯片，编程配置芯片用以存储FPGA的内部逻辑电路数据；存储器在FPGA的控制下，用以缓存待测摄像头传输的图像数据；电平转换电路用以将数据电平在待测摄像头工作电平和FPGA工作电平之间转换；配置芯片用以存储USB3.0主控芯片的内部逻辑电路数据，USB3.0主控芯片通过USB3.0接口与装设有测试软件的电脑主机相连接；USB3.0主控芯片与FPGA之间通过输入输出接口相连接。上述结构中，上电后，FPGA从其编程配置芯片中读取内部逻辑电路数据，进入工作状态。USB3.0主控芯片从其配置芯片中读取内部逻辑电路数据，进入工作状态；掉电后，FPGA和USB3.0主控芯片恢复为白片，内部逻辑消失。存储器在FPGA的控制下，缓存待测摄像头传输的图像数据。电平转换电路实现数据电平在摄像头工作电平和FPGA工作电平之间的转换，使两种不同电平的电路能够相互兼容。整个主板通过USB3.0接口供电后，电脑主机的测试软件经USB3.0接口发送待测摄像头的配置信息给USB3.0主控芯片，USB3.0主控芯片通过输入输出接口(I/O)按照协议将配置信息传输给FPGA，FPGA启动并控制待测摄像头的工作；将待测摄像头的图像数据处理转换后传输给USB3.0主控芯片，USB3.0主控芯片打包图像数据后通过USB3.0接口传输给电脑主机的测试软件实时处理显示，电脑主机的测试软件可以据此实现待测摄像头的调焦，有无脏点、赃污、彩点、线条等判定等等功能。综上，本实用新型基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置的实际传输速率可达2.SGbps,与传统的基于USB2.0的摄像头产品测试装置相比，本实用新型可以大大提高高像素摄像头的测试速率，提高生产效率。较佳的，通过摄像头电源控制电路对摄像头电源AVDD、DVDD和DOVDD的处理，结合软件控制，能为各路电源提供不同的供电电压，以适应不同摄像头的需要。较佳的，AVDD为待测摄像头提供2.5V、
2.8V、1.8V、1.5V和3.3V共5种电压模式；DVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、1.2V、2.8V和3.3V共5种电压模式；D0VDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、2.5V、2.8V和3.3V共5种电压模式。较佳的，在第一主板上电或待测摄像头执行关闭图像输出命令后，摄像头电源控制电路控制待测摄像头的供电电压为零。这样，能够避免在待测摄像头取放测试过程中导致连接器部分的异常接触而烧坏。较佳的，FPGA对待测摄像头的图像数据进行异步非对称FIFO处理，并对每帧图像数据加入帧前与帧后同步，以32bit 100M的速率发送给USB3.0主控芯片，USB3.0主控芯片打包后发送给电脑主机的测试软件。较佳的，FPGA对待测摄像头通过I2C读写操作，并支持8位寄存器地址8位值、16位寄存器地址8位值、8位寄存器地址16位值、16位寄存器地址16位值和16位寄存器地址32位值5种通信格式中的至少一种。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型工作原理框架图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，包括主板，所述主板上设有具有编程配置芯片的FPGA、存储器、电平转换电路和具有配置芯片的USB3.0主控芯片，所述编程配置芯片用以存储所述FPGA的内部逻辑电路数据；所述存储器在所述FPGA的控制下，用以缓存待测摄像头传输的图像数据；所述电平转换电路用以将数据电平在待测摄像头工作电平和所述FPGA工作电平之间转换；所述配置芯片用以存储所述USB3.0主控芯片的内部逻辑电路数据，所述USB3.0主控芯片通过USB3.0接口与装设有测试软件的电脑主机相连接；所述USB3.0主控芯片与所述FPGA之间通过输入输出接口相连接。上述结构中，上电后，FPGA从其编程配置芯片中读取内部逻辑电路数据，进入工作状态。USB3.0主控芯片从其配置芯片中读取内部逻辑电路数据，进入工作状态；掉电后，FPGA和USB3.0主控芯片恢复为白片，内部逻辑消失。存储器在FPGA的控制下，缓存待测摄像头传输的图像数据。电平转换电路实现数据电平在摄像头工作电平和FPGA工作电平之间的转换，使两种不同电平的电路能够相互兼容。整个主板通过USB3.0接口供电后，电脑主机的测试软件经USB3.0接口发送待测摄像头的配置信息给USB3.0主控芯片，USB3.0主控芯片通过输入输出接口(I/O)按照协议将配置信息传输给FPGA，FPGA启动并控制待测摄像头的工作；将待测摄像头的图像数据处理转换后传输给USB3.0主控芯片，USB3.0主控芯片打包图像数据后通过USB3.0接口传输给电脑主机的测试软件实时处理显示，电脑主机的测试软件可以据此实现待测摄像头的调焦，有无脏点、赃污、彩点、线条等判定等等功能。综上，本实用新型基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置的实际传输速率可达2.8Gbps,与传统的基于USB2.0的摄像头产品测试装置相比，本实用新型可以大大提高高像素摄像头的测试速率，提闻生广效率。
[0015]优选的，所述主板为待测摄像头提供三路可软件调节的供电电源，分别为AVDD、DVDD和D0VDD，所述主板上还设有摄像头电源控制电路，所述摄像头电源控制电路在所述FPGA的控制下完成对三路供电电源电压的调节。这样，通过摄像头电源控制电路对摄像头电源AVDD、DVDD和DOVDD的处理，结合软件控制，能为各路电源提供不同的供电电压，以适应不同摄像头的需要。
[0016]优选的，所述AVDD为待测摄像头提供2.5V、2.8V、1.8V、1.5V和3.3V供电电压中的至少一种；所述DVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、1.2V、2.8V和3.3V供电电压中的至少一种；所述DOVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、2.5V、2.8V和3.3V供电电压中的至少一种。
[0017]优选的，在所述主板上电或待测摄像头执行关闭图像输出命令后，所述摄像头电源控制电路控制待测摄像头的供电电压为零。这样，能够避免在待测摄像头取放测试过程中导致连接器部分的异常接触而烧坏，待测摄像头的供电电压控制以及待测摄像头供电自动切断功能皆由电脑主机传输命令经USB3.0主控芯片传输给FPGA，由FPGA通过摄像头电源控制电路自动控制各路电压输出。
[0018]优选的，所述FPGA对待测摄像头的图像数据进行异步非对称FIFO处理，并对每帧图像数据加入帧前与帧后同步，以32bitl00M的速率发送给所述USB3.0主控芯片，所述USB3.0主控芯片打包后发送给所述电脑主机的测试软件。具体实施时，FPGA内部将8Byte/10Byte/12Byte转换成32Byte数据使用先进先出传输给USB3.0主控芯片，此时USB3.0主控芯片便打包将数据通过USB3.0传送至电脑主机，电脑主机接收到相关数据后便可以显示出图像。
[0019]优选的，所述FPGA对待测摄像头通过I2C读写操作，并支持8位寄存器地址8位值、16位寄存器地址8位值、8位寄存器地址16位值、16位寄存器地址16位值和16位寄存器地址32位值5种通信格式中的至少一种。
[0020]优选的，所述FPGA与所述USB3.0主控芯片之间的通信采用固定100M的频率传输，电脑主机的测试软件给待测摄像头的命令通过批量端点的模式传输，待测摄像头上传给电脑主机的测试软件的数据传输采用批量传输方式，且当待测摄像头的数据低于交互速率时，所述FPGA自动嵌入补O机制。
[0021]本实用新型基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置的测试方法，包括如下步骤:
[0022]a、电脑主机的测试软件发送待测摄像头的配置信息，由电脑主机设有的驱动层打包为USB3.0数据包，经USB3.0接口发送给USB3.0主控芯片；
[0023]b、USB3.0主控芯片通过输入输出接口按照协议将配置信息传输给FPGA ；
[0024]c、FPGA收到配置信息数据后，根据USB3.0主控芯片发来的待测摄像头的配置信息，对待测摄像头的供电电源进行控制；且FPGA以I2C通信的方式发送出去，经电平转换电路转换成与待测摄像头兼容的电平后，再经摄像头并行接口送给待测摄像头，启动并控制待测摄像头工作；
[0025]d、待测摄像头启动工作后，待测摄像头将图像数据和同步信号经待测摄像头并行接口后，再经电平转换电路转换成与FPGA兼容的电平后送给FPGA ；
[0026]e、FPGA将待测摄像头的图像数据处理转换后传输给USB3.0主控芯片；USB3.0主控芯片打包图像数据后通过USB3.0接口传输给电脑主机的测试软件进行实时处理显示；
[0027]f、电脑主机的测试软件根据图像数据实现对待测摄像头的各项功能测试。
[0028]以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:包括主板，所述主板上设有具有编程配置芯片的FPGA、存储器、电平转换电路和具有配置芯片的USB3.0主控芯片，所述编程配置芯片用以存储所述FPGA的内部逻辑电路数据；所述存储器在所述FPGA的控制下，用以缓存待测摄像头传输的图像数据；所述电平转换电路用以将数据电平在待测摄像头工作电平和所述FPGA工作电平之间转换；所述配置芯片用以存储所述USB3.0主控芯片的内部逻辑电路数据，所述USB3.0主控芯片通过USB3.0接口与装设有测试软件的电脑主机相连接；所述USB3.0主控芯片与所述FPGA之间通过输入输出接口相连接。
2.根据权利要求1所述的基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:所述主板为待测摄像头提供三路可软件调节的供电电源，分别为AVDD、DVDD和DOVDD，所述主板上还设有摄像头电源控制电路，所述摄像头电源控制电路在所述FPGA的控制下完成对三路供电电源电压的调节。
3.根据权利要求2所述的基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:所述AVDD为待测摄像头提供2.5V、2.8V、1.8V、1.5V和3.3V供电电压中的至少一种；所述DVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、1.2V、2.8V和3.3V供电电压中的至少一种；所述DOVDD为待测摄像头提供1.8V、1.5V、2.5V、2.8V和3.3V供电电压中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:在所述主板上电或待测摄像头执行关闭图像输出命令后，所述摄像头电源控制电路控制待测摄像头的供电电压为零。
5.根据权利要求4所述的基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:所述FPGA对待测摄像头的图像数据进行异步非对称FIFO处理，并对每帧图像数据加入帧前与帧后同步，以32bitl00M的速率发送给所述USB3.0主控芯片，所述USB3.0主控芯片打包后发送给所述电脑主机的测试软件。
6.根据权利要求5所述的基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:所述FPGA对待测摄像头通过I2C读写操作，并支持8位寄存器地址8位值、16位寄存器地址8位值、8位寄存器地址16位值、16位寄存器地址16位值和16位寄存器地址32位值5种通信格式中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的基于USB3.0接口的摄像头产品测试装置，其特征在于:所述FPGA与所述USB3.0主控芯片之间的通信采用固定100M的频率传输，电脑主机的测试软件给待测摄像头的命令通过批量端点的模式传输，待测摄像头上传给电脑主机的测试软件的数据传输采用批量传输方式，且当待测摄像头的数据低于交互速率时，所述FPGA自动嵌入补O机制。
【文档编号】H04N17/00GK203675242SQ201420021854
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】钟岳良, 林浩 申请人:昆山丘钛微电子科技有限公司