多个摄像头画面如何用FPGA MIPI合成一路输出？

多路MIPI摄像头可在FPGA中完成CSI接收、同步、画面布局和合成，再输出一路视频给主控。

多个摄像头同时工作时，后端有时希望获得一路已经整理好的视频，例如并排显示、上下拼接、画中画或多画面组合。要实现这一目标，前端需要先完成多路MIPI视频接收、时序整理和画面布局，再将组合后的结果交给主控处理。

FPGA MIPI多路视频聚合方案可承担这一前端工作。多路MIPI SENSOR进入FPGA后，各路完成MIPI CSI接收、lane对齐、包解析和像素流恢复；随后根据输出分辨率和画面布局完成同步聚合、画面排列、拼接或多画面合成，并通过一路MIPI CSI发送给主控。

画面合成前要核对什么

画面合成不只是把几路图像放在一起，还要同时考虑输入分辨率、帧率、像素格式、总带宽、行缓存或帧缓存资源以及输出时序。项目可以先明确每路相机的显示区域、合成后的输出分辨率和主控接收格式，再确定FPGA内部的聚合方式。对于不需要合成的相机，也可以保留独立分组输出。

图1：多路MIPI输入在FPGA中完成同步、布局和合成后输出一路CSI视频流。

主控与FPGA的职责分工

主控可继续负责SENSOR配置、显示、存储、编码或业务算法，FPGA负责MIPI CSI数据接收、同步聚合、画面合成和输出。研发阶段可通过通道状态、同步状态、帧计数和错误计数观察链路，便于判断问题来自相机输出、MIPI接收、缓存、画面布局还是主控接收侧。

一路输出方案的项目评估

评估时建议确认摄像头数量、输入分辨率和帧率、数据格式、MIPI lane数、输入总带宽、合成后分辨率、输出帧率、主控CSI接收能力以及所需缓存资源。明确这些参数后，才能合理选择画面排列、拼接、多画面组合或少路独立输出方式。

可参考多路MIPI聚合方案、MIPI多摄像头FPGA聚合架构和多路MIPI聚合输出包头设计了解更多实现思路。

在样机阶段，建议先固定一种画面布局验证时序和带宽，再逐步增加相机数量或调整输出分辨率，便于快速定位每个环节的参数变化。 布局确认后，再结合主控显示窗口和存储格式进行输出参数固化，可减少后续软件适配工作量。 也便于后续按实际需求切换输出布局。 便于后续维护。

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