Other Parts Discussed in Post: AWR2243

作者：Chris Meng

Abstract：

This blog is to help customer to work smoothly with AWR2243 and different external host. It gives an explanation about the relationship between lane position and AWR2243 CSI pin and provides an example of CSI2 hardware connection. It also suggests the CSI2 format setting of external host and explains how to parser the correct ADC data with different ADC buffer mode on external host.

        AWR2243是TI第二代毫米波傳感器，使用了TI第二代毫米波射頻前端，射頻性能比第一代產(chǎn)品有了大幅提升，其中的AWR2243P還支持多片級(jí)聯(lián)。AWR2243可以通過CSI2接口將采集到的毫米波原始ADC數(shù)據(jù)輸出到外部的處理器，由外部處理器進(jìn)行處理。本文詳細(xì)介紹了AWR2243的CSI2相關(guān)信息，方便AWR2443的用戶和不同的外部處理器搭配使用。

AWR2243 CSI2接口和外部處理器CSI2的信號(hào)連接

        AWR2243的CSI2接口由5對(duì)差分信號(hào)組成，支持最多4對(duì)數(shù)據(jù)通道（lane），一對(duì)時(shí)鐘信號(hào)。5對(duì)差分信號(hào)的功能可以軟件配置。在AWR_DEV_CSI2_CFG_SET_SB里，總共有通道位置（Position）1到5可以選擇。默認(rèn)的通道配置見表一。

                                                          表一  AWR2243 CSI2默認(rèn)通道位置

        CSI2的數(shù)據(jù)通道可以配置在任何通道位置，但時(shí)鐘只能配置在位置2、位置3或者位置4，不能配置在位置1和位置5。用戶可以使能或者不使能通道差分信號(hào)。但數(shù)據(jù)通道0是（DATA_LANE0）永遠(yuǎn)使能的，不能關(guān)閉。其他通道，當(dāng)位置設(shè)置值為0，表示不使用，也就是不使能。每個(gè)通道極性也是可以配置的，也就是差分對(duì)里哪個(gè)引腳是正，哪個(gè)是負(fù)是可以配置的。這樣的靈活配置可以方便用戶對(duì)接不同的外部處理器的CSI2接口和更方便的布線。但同時(shí)也需要注意，硬件設(shè)計(jì)的連接要和軟件配置匹配，不然接口也無法正常工作。AWR2243使能的CSI2數(shù)據(jù)通道數(shù)可以根據(jù)外部處理器的CSI2支持的通道數(shù)進(jìn)行匹配的配置，可以配置1個(gè)、2個(gè)或者4個(gè)數(shù)據(jù)通道。

        AWR2243數(shù)據(jù)手冊(cè)里的引腳信號(hào)名稱（signal name）是根據(jù)默認(rèn)的通道配置來命名的，具體請(qǐng)參考表二。AWR2243的CSI2相關(guān)引腳號(hào)（pin number）和通道位置的關(guān)系請(qǐng)參考表三。AWR2243的CSI2接口和外部處理器的具體信號(hào)連接可以參考圖1。

                  表二 AWR2243 CSI2相關(guān)引腳

表三 AWR2243 CSI2引腳和通道位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖1  默認(rèn)通道位置配置下單片AWR2243和處理器CSI2接口連接示意圖

AWR2243 CSI2接口輸出的原始ADC數(shù)據(jù)格式

         外部處理器的CSI2數(shù)據(jù)格式配置需要和AWR2243的ADC數(shù)據(jù)位數(shù)匹配。如果ADC數(shù)據(jù)位12位，外部處理器的CSI2的數(shù)據(jù)格式要配置為RAW12。如果ADC數(shù)據(jù)位14位，外部處理器的CSI2的數(shù)據(jù)格式要配置為RAW14。如果ADC數(shù)據(jù)為16位，外部處理器的CSI2數(shù)據(jù)格式要配置為RAW8。如果ADC數(shù)據(jù)為16位復(fù)數(shù)，對(duì)于一個(gè)采樣點(diǎn)，AWR2243的CSI2接口上會(huì)先輸出16位實(shí)部數(shù)據(jù)的低8位，然后輸出實(shí)部數(shù)據(jù)的高8位，接下來輸出虛部數(shù)據(jù)的低8位，最后是虛部的高8位。

        CSI是Camera Serial Interface的縮寫，也就是攝像頭串行接口，這個(gè)接口設(shè)計(jì)之初是用于攝像頭傳感器。在AWR2243上把一幀毫米波的數(shù)據(jù)模擬成寬度x高度的圖像幀通過CSI2輸出。一幀毫米波數(shù)據(jù)通過CSI2輸出的幀的寬度和高度可以根據(jù)下面的公式進(jìn)行計(jì)算。外部處理器可以根據(jù)下面的公式判斷采集到的CSI2數(shù)據(jù)的數(shù)量是否和毫米波射頻配置一致。

CSI2幀的寬度（單位：位） = 每個(gè)chirp的采樣點(diǎn)數(shù) x 接收通道數(shù) x 2（復(fù)數(shù)采樣）或者1（實(shí)時(shí)采樣）x 每個(gè)采樣點(diǎn)的位數(shù)

CSI2幀的高度 = 每幀包含的chirp個(gè)數(shù)

        AWR2243的ADC存儲(chǔ)器對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以配置為交織模式或者是非交織模式。在交織模式下，ADC數(shù)據(jù)是以采樣點(diǎn)為間隔在不同接收通道下交織輸出。對(duì)于非交織模式，ADC數(shù)據(jù)按照接收通道把一個(gè)接收通道的完整的一個(gè)chirp數(shù)據(jù)輸出后再輸出另一個(gè)接收通道的數(shù)據(jù)。對(duì)于不同的模式，外部處理器在獲取數(shù)據(jù)后，需要使用EDMA或者其他處理代碼，正確重組數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理。在mmwave_mcuplus_sdk_04_02_00_02的例程里，DDMA的例程使用了交織模式，TDMA的例程使用了非交織模式。

        下面是不同模式數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出的一個(gè)例子，Rx0、Rx1、Rx2、 Rx3表示不同的接收通道。接收通道后面的數(shù)字表示采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。N+1為每個(gè)chirp的采樣點(diǎn)數(shù)。

交織模式：

Rx00 Rx10 Rx20 Rx30 Rx01 Rx11 Rx21 Rx31.......Rx3N 

非交織模式：

Rx00 Rx01 Rx02 Rx03.....Rx0N   Rx10 Rx11 Rx12 Rx13.......Rx3N 

         AWR2243的CSI2傳輸格式和數(shù)據(jù)包封裝格式可以參考AWR2243數(shù)據(jù)手冊(cè)里9.4.1 A2D Data Format Over CSI2 Interface章節(jié)的內(nèi)容，這里就不重復(fù)了。

其他

        AWR2243的CSI2支持最高數(shù)據(jù)位速率（Data bit rate）為600Mbps，DDR時(shí)鐘最高為300Mhz。外部處理器CSI2支持的最高時(shí)鐘至少要等于AWR2243 配置的CSI2輸出時(shí)鐘。         

        在硬件設(shè)計(jì)上，由于CSI2是高速信號(hào)接口，CSI2的數(shù)據(jù)、時(shí)鐘差分信號(hào)在布線上要滿足高速信號(hào)的要求，走線長(zhǎng)度要盡量相等。

參考文檔：

1. AWR2243 datasheet （https://www.ti.com/lit/gpn/awr2243）

2. MMWAVE-DFP-2G 02.02.03.01 （https://www.ti.com/licreg/docs/swlicexportcontrol.tsp?form_type=2&prod_no=mmwave_dfp_02_02_03_01_win32.exe）

3. AWR2243: AWR2243 CSI2 pixel format problem - Sensors forum - Sensors - TI E2E support forums

4. AWR1243: data packet packing format for RAW8 mode (8-bit) - Sensors forum - Sensors - TI E2E support forums

5. AWR1243: Clarifications on modes and frames - Sensors forum - Sensors - TI E2E support forums

6. AWR2243: Relation between CSI lane position and CSI pin - Sensors forum - Sensors - TI E2E support forums

7. IWR1443: output width and height of CSI frame - Sensors forum - Sensors - TI E2E support forums