使用高云小蜜蜂GW1N-2实现MIPI到LVDS（DVP）转换案例分享

作者：Hello，Panda

大家晚上好，熊猫君又来了。

今天要分享的是一个简单的MIPI到LVDS（DVP）接口转换的案例。目的就是要把低成本FPGA的应用潜力充分利用起来。

一、应用背景

这个案例的应用背景是：现在还在最广泛使用的FPGA，比如Xilinx 7系列器件，它不能直接支持MIPI IO电平输入，为了解决这个问题，之前有两种方案：

第一种：使用电平转换芯片,比如MC20901来实现MIPI到LVDS的转换，这种转换到FPGA以后使用BUFIO+BUFG的架构来解串，最高可以做到1.6Gbps的LANE速率。但是缺点是成本太高，即使是量产也是大几十块钱一颗；

第二种：使用电阻网络来匹配MIPI电平，这种方案简单便宜，但是速率受限，最高只能到达800Mbps的Lane速率；

第三种：使用Lattice Crosslink CPLD来桥接，Crosslink CPLD的BGA封装尺寸小，NVCM编程只支持有限次（一次性OPT）更新，价格上也比较高。

综合以上三种方案的优缺点，熊猫君提出了使用高云小蜜蜂FPGA GW1N-2（QFN48封装）来实现MIPI到LVDS（或DVP）的桥接。可以充分利用到比如AMD（Xilinx）7系列FPGA（ZYNQ-7000和Artix-7、Kintex-7部分型号）的成本优势来兼容很多应用场景。

二、小蜜蜂GW1N-2参数

从下图可以看到，GW1N器件QN48H封装的可以支持4-lanes MIPI D-PHY接收，最高速率可以到2.0Gbps，输出最多有8对真LVDS差分对，可用IO有31个，因此就可以很容易实现MIPI到LVDS的转换或到DVP的转换。因受LVDS最高速率1.2Gbps的限制，MIPI输入速率低于1.2Gbps的可以直接由4-lanes MIPI D-PHY桥接为4-lanes LVDS；输入MIPI速率高于1.2Gbps的，可以桥接为8-lanes的LVDS。当然，DVP的支持会更加简单一些。

因小蜜蜂GW1N内部集成了配置NOR Flash，因此只需要单片方案即可。同样的，也可以通过SLAVE SPI接口，由主控FPGA或SoC对其进行动态配置或更新。和性能较高的MC20901相比较，使用高云小蜜蜂GW1N方案具有更高的灵活性和更低的成本优势。

三、电路设计

硬件原理图如下，设计为4-lanes 2.0Gbps MIPI D-PHY桥8-lanes 1.0Gbps LVDS的架构、晶振采用外部24MHz以提高精度、预留SSPI动态更新小蜜蜂固件接口。在量产时，JTAG调试接口可以不引出，直接用作普通的GPIO即可。

四、软件设计

软件设计比较灵活，可以将输入的MIPI桥接为多种形式的LVDS输出或DVP输出，这里好做统一描述，用户可根据实际情况来确定具体的软件方案。

今天的分享到此结束，圈友们有好想法、好思路的，欢迎和熊猫君一起讨论、实现，谢谢大家。