1、 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 FH8523 高性能CMOS图像信号处理芯片 数据手册 文档版本： V0.5 发布日期： 20140821 上海富瀚微电子有限公司 地址：上海市吴中路 1050号 A座 703室邮编： 201103 网址： http:/ 传真： 021 64066786 电话： 021 61121558 邮箱： 版权所有上海富瀚微电子有限公司。保留一切权利。 非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传播。 商标申明 、富瀚均为上海富瀚微电子有限公司的商标。 本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。 注意
2、由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定，本文档仅作为使用指导，本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。目录 1、概述 4 1.1 基本特征 4 1.2 FH8523 系统框图 .5 2、规格 5 2.1 视频输入 5 2.2 视频输出 5 2.3 图像处理（ ISP） .5 2.4 时钟 7 2.5 I2C 接口 .7 2.6 SPI 接口 .8 2.7 UART 8 2.8 PWM .8 3、芯片管脚及外围电路 8 3.1 FH8523 管脚分配（ BGA100 bottom view） .9 3.2 FH8523 管脚定义（ BGA100）
3、.9 3.3 时钟参考电路 .13 3.4 复位参考电路 .14 3.5 DAC 参考电路 .14 4、电特性 15 4.1 推荐工作条件 .15 5、 SPI 设备协议 .15 6、工作条件 15 6.1 工作温度 .16 6.2 CVBS 浪涌 .16 7、封装 16 7.1 FH8523 封装尺寸（ BGA100） .17 图形目录 图表 1 FH8523 系统框图 5 图表 2 FH8523 管脚分配 9 图表 3时钟参考电路 13 图表 4复位参考电路 14 图表 5DAC 参考电路 14 图表 6 FH8523 封装尺寸 17 表格目录 表格 1基本特征 4 表格 2 FH8523
4、 管脚定义 9 表格 3电特性 15 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 1、概述 FH8523 是一款针对 CIS（ CMOS Image Sensor） 、 应用于专业安防摄像机的图像信号处理芯片。 FH8523系列产品支持 720P CMOS SENSOR， 模拟输出支持 720/960H， 数字输出支持 720P60。 具有宽动态 （ WDR） 、内嵌 DDR、 3D 去噪、菜单 OSD 等先进功能。 FH8523 配置不同的 CMOS SENSOR，可以覆盖中、高端模拟摄像机市场，同时支持一体机、高清 SDI、 IPC 应用。 FH8523 支持用户自主编程，最大限度发挥用户的创新能力
5、。 1.1 基本特征 表格1基本特征 特征 说明 采用 32 位 RISC 处理器 VIDEO 输入 1280x96050fps 输入 支持 720P60 视频输出 RGB Bayer 固定模式噪声的消除 数据位宽 10 或 12 位 坏点的自动检测和消除 时钟正、负沿采样可配置 自动黑底消除 帧有效、行有效信号极性可配置 自适应 2D/3D 图像降噪 最高像素时钟 81MHz 支持全局 /局部色调映衬 VIDEO 输出 数字输出： 支持 WDR BT.1120:720P25/30/50/60 数字放大 或 BT.656_like:27MHz 或 36MHz 运动检测 模拟输出： CVBS（支
6、持 960H/1280H）区域屏蔽 Memory SPI-Flash 自动光圈控制 SIP-KGD(DDR1/LPDDR1) 自动电子快门 外部接口 I2C 慢快门 2 个 UART 色度噪声抑制 2 个 SPI 自动白平衡 PWM 图像锐化和字节增强 24 个 GPIO 用户自定义 OSD Supply voltage I/O 3.3V 图像分辨率大于 700 线 Digital 1.2V Analog 3.3V 工作温度 -20 -70 封装 BGA100 符合 RoHS 1.2 FH8523 系统框图 图表 1FH8523 系统框图 2、规格 2.1 视频输入 最高输入像素时钟 81MH
7、z ISP 输入最大有效像素尺寸为 1280x96050fps, 1280x72060fps 输入格式为 Bayer-12/10 ， Bayer-16(分两个周期输入 ) 时钟正、负沿采样可配置 帧有效、行有效信号极性可配置 2.2 视频输出 标准 CVBS 输出 : 720x576（ PAL） / 720x480（ NTSC） 960H-CVBS 输出 : 960x576（ PAL） / 960x480（ NTSC） 数字输出 : BT.656 PAL/NTSC 高清输出 : BT.1120 1280x72030/60/25/50fps 2.3 图像处理（ ISP） 固定模式噪声消除 版权所
8、有 上海富瀚微电子有限公司 离线统计固定模式噪声 数字黑底补偿（ CLAMP） 暗角补偿（ Lens Shade Correction） 4 通道独立校正 自适应的 3D/2D 去噪 色度噪声抑制 高光，低光色度噪声抑制 GTM（ Global tone management） 根据直方图对全局映射曲线进行调整。 HDR/LDR Tone Mapping 自动坏点矫正 包含 128 个固定坏点矫正 高解析度 CFA 插值 色彩校正 CbCr 上面进行假色抑制处理 高光恢复 单点恢复 Gamma 校正 RGB 域，三个通道共用一张矫正表 图像增强 亮度饱和度调整 支持水平，垂直边界增强分别调整
9、支持细节增强 数字放大 64 倍放大 运动检测 &屏蔽 支持最多 8 个区域的屏蔽 支持马赛克屏蔽 支持指定颜色屏蔽 OSD 可配置的图片尺寸与位置 (两点精度 ) 可配置透明度 最多 8 个矩形框叠加 独立可配置的框尺寸与位置 (两点精度 ) 独立可配置的色彩与透明度 单 /双像素线条配置。 全屏 OSD 支持，对于 PAL 制为 60x32 字符 可配置缓冲区地址，便于实现多缓冲 12x18 1bpp 点阵字库支持，无间隔 预设字库 /用户自定义字库支持，可配置字库地址 自动 2 像素宽描边，描边方向可设置 字体 /边缘 /背景 /高亮字体 /高亮边缘 /高亮背景色彩 /透明度可配置 支持
10、用户自定义字库 白平衡 支持 Cb， Cr 域上的白点选择的白平衡统计 自动光圈控制 支持 PWM 控制 统计 AE 统计 AWB 统计 直方图统计 作用域 Raw 图像， 32bins 可配置的直方图 作用域 Y 图像，等分 32bin 的直方图统计 2.4 时钟 6MHz 晶振 2.5 I2C 接口 I2C 总线控制器 I2C（ master）可用于 Sensor 配置和其他外设配置 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 2.6 SPI 接口 2 个 SPI_CS，可以接两个设备 一个用于 Flash 读写访问 一个用于 MCU 扩展 2.7 UART 1 个全双工 UART 用于调试、通信（
11、 RS232/485 扩展） 1 个 DebugeUart 用于 CPU 单步调试 2.8 PWM 自动光圈控制 3、芯片管脚及外围电路 3.1FH8523 管脚分配（ BGA100） 图表2FH8523管脚分配 3.2FH8523 管脚定义（ BGA100） 表格2FH8523管脚定义 编号 管脚名 类型 描述 A1 GND G 地 A2 PWM1 O PWM 输出 A3 CIS_SCL IO I2C 时钟 A4 CIS_D11 I SENSOR 数据 D11 A5 CIS_D9 I SENSOR 数据 D9 A6 CIS_D7 I SENSOR 数据 D7 A7 CIS_D5 I SENS
12、OR 数据 D5 A8 CIS_D3 I SENSOR 数据 D3 A9 CIS_D1 I SENSOR 数据 D1 A10 GND G 地 B1 GPIO_23 IO ICR 控制信号：关 B2 GPIO_22 IO ICR 控制信号：开 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 B3 CIS_SDA IO I2C 数据 B4 CIS_D10 I SENSOR 数据 D10 B5 CIS_D8 I SENSOR 数据 D8 B6 CIS_D6 I SENSOR 数据 D6 B7 CIS_D4 I SENSOR 数据 D4 B8 CIS_D2 I SENSOR 数据 D2 B9 CIS_D0 I SE
13、NSOR 数据 D0 B10 CIS_PCLK I SENSOR 输出时钟 C1 GPIO_16 IO 菜单键： left（与 LEON_UART_TX 复用） C2 GPIO_15 IO 菜单键： up（与 LEON_UART_RX 复用） C3 DDR_VDD18 P DDR 电源 1.8V C4 DDR_VDD18 P DDR 电源 1.8V C5 DDR_VDD18 P DDR 电源 1.8V C6 DDR_VDD18 P DDR 电源 1.8V C7 DDR_VDD18 P DDR 电源 1.8V C8 DDR_VDD18 P DDR 电源 1.8V C9 GPIO_20 IO SE
14、NSOR 复位，默认配置为低电平有效 C10 CIS_VSYNC I SENSOR 场同步 D1 CLK_IN I 6MHz 晶振输入 D2 GPIO_14 IO reserved（与 UART_TX 复用） D3 PLL_VDDA P、 A PLL 电源 3.3V D4 PLL_VSSA G、 A PLL 电源地 D5 GND G 地 D6 GND G 地 D7 VDDIO_BANK1 P IO 电源 3.3V D8 VDDIO_BANK1 P IO 电源 3.3V D9 GPIO_21 IO 日夜信号输入， 1：白天， 0：晚上 D10 CIS_HSYNC I SENSOR 行同步 E1
15、CLK_OUT O 6MHz 晶振输出 E2 GPIO_13 IO reserved（与 UART_RX 复用） E3 GND G 地 E4 GND G 地 E5 GND G 地 E6 GND G 地 E7 GND G 地 E8 VDDIO_BANK2 P IO 电源 3.3V E9 GPIO_19 IO 菜单键： enter，默认为 1，按下为 0 E10 CIS_CLK O SENSOR 输入时钟 F1 RESETn I FH8523 复位，低电平有效 F2 DDR_REF O DDR REF 电压测试点。 F3 TEST I 0：正常工作； 1： TEST 模式 F4 GND G 地 F
16、5 GND G 地 F6 GND G 地 F7 GND G 地 F8 VDDIO_BANK2 P IO 电源 3.3V F9 GPIO_18 IO 菜单键： right，默认为 1，按下为 0 F10 GPIO_17 IO 菜单键： down，默认为 1，按下为 0 G1 VIDEO_CLK O 数字时钟 G2 VIDEO_D0 O 数字数据 Y0 G3 DAC_VDDA P、 A DAC 电源 3.3V G4 DAC_VSSA G、 A DAC 电源地 G5 GND G 地 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 G6 GND G 地 G7 VDD P CORE 电源 1.2V G8 VDD P
17、CORE 电源 1.2V G9 GPIO_12 IO 复用为 SPI_CK G10 GPIO_11 IO 复用为 SPI_DI H1 VIDEO_D1 O 数字数据 Y1 H2 VIDEO_D2 O 数字数据 Y2 H3 VDD P CORE 电源 1.2V H4 VDD P CORE 电源 1.2V H5 VDD P CORE 电源 1.2V H6 VDD P CORE 电源 1.2V H7 VDD P CORE 电源 1.2V H8 VDD P CORE 电源 1.2V H9 GPIO_10 IO 复用为 SPI_DO H10 GPIO_9 IO 复用为 SPI_CS0 J1 VIDEO_
18、D3 O 数字数据 Y3 J2 VIDEO_D4 O 数字数据 Y4 J3 VIDEO_D6 O 数字数据 Y6 J4 VIDEO_D7 O 数字数据 Y7 J5 DAC_COMP I、 A DAC 校准 J6 GPIO_0 IO 数字数据 CbCr0 J7 GPIO_2 IO 数字数据 CbCr2 J8 GPIO_4 IO 数字数据 CbCr4 J9 GPIO_6 IO 数字数据 CbCr6 J10 GPIO_8 IO 数字数据 CbCr8 类型说明： I 输入 O 输出 P 电源 G 地 A 模拟 3.3 时钟参考电路 图表3时钟参考电路 K1 GND G 地 K2 VIDEO_D5 O
19、数字数据 Y5 K3 DAC_OUTP O、 A CVBS 输出 K4 DAC_VREF I DAC 参考电压 K5 DAC_REXT I、 A DAC 配置，外接 2.21K 电阻到地 K6 GPIO_1 IO 数字数据 CbCr1 K7 GPIO_3 IO 数字数据 CbCr3 K8 GPIO_5 IO 数字数据 CbCr5 K9 GPIO_7 IO 数字数据 CbCr7 K10 GND G 地 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 3.4 复位参考电路 图表4复位参考电路 3.5 DAC 参考电路 图表5DAC参考电路 +C36 10uF/10V+C4210uF/10VCOMPC34 0.0
20、1uFCVBSR22 75RR24 2.21K_1%DAC_RSETVCC33A_DACVREF_IN/OUTC40 0.01uFC350.1uF4、电特性 4.1 推荐工作条件 表格3电特性 参数 管脚 最小值 电压（ V） 最大值 最大电流（ mA）3.3V IO 电源 VDDIO_BANK1 VDDIO_BANK2 2.80 3.3 3.63 10 1.8V IO 电源 VDDIO_BANK1 VDDIO_BANK2 1.70 1.8 1.90 10 3.3V DAC 电源 DAC_VDDA 3.00 3.3 3.63 40 3.3V PLL 电源 PLL_VDDA 2.80 3.3 3
21、.63 4 1.8V DDR 电源 DDR_VDD18 1.70 1.8 1.90 55 1.2V VDD 电源 VDD 1.10 1.2 1.30 180 5、SPI设备协议 FH8523 可以外挂两个 SPI 设备，分别为 CS0、 CS1。 FH8523 的 SPI 协议支持的时序波形如下： 时钟信号由上升沿采样信号，下降沿信号变化，如图采样信号为： 0X50。 6、工作条件 版权所有 上海富瀚微电子有限公司 6.1 工作温度 FH8523 的工作环境温度范围： 20到 70。 6.2 CVBS 浪涌 FH8523 的 DAC 模块能承受 CVBS 浪涌电压在 5V 以下。建议防浪涌管选型时，钳位电压在 5V 以下。 DAC 输出电压幅值离散性正负 10%。 6.3 上电时序 决定芯片正常启动的电源主要包括： DDR 电源及内核电源 芯片正常的上电时序为： DDR 电源 内核电源，其他 3.3V 电源时序不定，可保证图像的正常启动；反之，则需要电路板上硬件 reset 一次，恢复正常状态 7、封装 7.1 FH8523 封装尺寸（ BGA100） 图表 6FH8523 封装
