机器视觉设备多相机接入主控的一种方案

　　机器视觉设备常会使用多路相机完成多角度拍摄、同步采集或统一检测。随着相机数量增加，主控芯片直接接入所有摄像头时，容易遇到 CSI 接口数量不足、板上连接复杂、同步管理困难和调试定位不清晰等问题。

　　FPGA MIPI 多路视频聚合方案，可把多路 MIPI SENSOR 先接入 FPGA。FPGA 完成 CSI 接收、lane 对齐、包解析和像素流恢复后，再根据项目需求进行同步聚合、画面排列、拼接、多画面组合或分组输出。

　　一、方案价值

　　机器视觉项目更关注多相机输入的同步和后端接收效率。多个相机用于不同角度、不同工位或同步采集时，后端系统更希望拿到结构清晰、时序更容易管理的视频输入。FPGA 聚合可把前端多路视频接入和整理工作放到 FPGA 侧完成，让主控或后端系统接收更统一的视频流。DEMO 可帮助客户提前观察多路 MIPI 输入到同步聚合、再到 CSI 输出的完整路径。

　　二、方案架构

　　从架构图可以看到，蓝色箭头表示视频数据链路：多路 SENSOR 的图像先进入 FPGA 侧的 CSI 接收模块，经过同步聚合后，再由 CSI 发送模块输出给主控芯片。每一路 SENSOR 对应一路 CSI 接收逻辑，负责 MIPI CSI 数据接收、lane 对齐、包解析和像素流恢复。

　　三、链路分工

　　橙色箭头表示配置和触发链路，由主控芯片向 SENSOR 下发配置和触发脉冲。系统启动或切换工作模式时，SENSOR 按主控给出的配置和触发节拍采集；FPGA 主要负责视频数据接收、同步聚合和输出，不参与 SENSOR 配置和触发控制链路。

　　四、调试与状态监控

　　多路视频系统在研发阶段需要关注通道状态、同步状态、丢帧状态、错误计数和工作模式。FPGA 内部可配置 DEBUG 信息监控模块，将关键状态通过串口输出给调试端，便于判断问题来自 SENSOR 输出、MIPI CSI 接收、同步聚合、输出链路还是主控接收侧。

　　五、适用场景

　　该方案可用于多角度拍摄、同步采集、统一检测、多画面组合输出和分组聚合输出项目。聚合方式可按实际需求选择画面排列、拼接、多画面组合、多组独立聚合或少路输出。

　　六、项目评估

　　机器视觉项目评估时，建议确认相机数量、采集角度、同步需求、分辨率、帧率、数据格式、MIPI lane 数、传输速率和输出方式。