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MT9V125: SOC VGA Digital Image Sensor
Features
1/4-Inch System-On-A-Chip (SOC) VGA
NTSC and PAL CMOS Digital Image Sensor
MT9V125 Datasheet, Rev. W
For the latest datasheet revision, please visit
www.onsemi.com
Features
• System-on-a-chip (SOC)—completely integrated
camera system
• NTSC and PAL (true two field) analog composite
video output
• Low power, interlaced scan CMOS image sensor
• ITU-R BT.656 parallel output (8-bit, interlaced)
• Serial LVDS data output
• Supports use of external devices for addition of
custom overlay graphics
• Superior low-light performance
• On-chip image flow processor (IFP) performs
sophisticated processing
• Color recovery and correction, sharpening, gamma,
lens shading correction, and on-the-fly defect
correction
• Automatic Features:
Auto exposure (AE), auto white balance (AWB), auto
black reference (ABR), auto flicker avoidance, auto
color saturation, and auto defect identification and
correction
• Simple two-wire serial programming interface
Table 1:
Parameter
Optical format
Key Performance Parameters
Typical Value
1/4-inch (4:3)
3.63 mm (H) x 2.78 mm (V)
4.57 mm diagonal
640H x 480V
720H x 486V
720H x 576V
5.6
m
x 5.6
m
RGB paired Bayer pattern
Electronic rolling shutter
(ERS)
13.5 Mp/s
27 MHz
30 fps at 27 MHz (NTSC)
25 fps at 27 MHz (PAL)
16 μs–33 ms (NTSC)
16 μs–40 ms (PAL)
10-bit, on-chip
5 V/lux-sec (550nm)
70 dB
39 dB
I/O digital
2.5–3.1 V
(2.8 V nominal)
2.5–3.1 V
(2.8 V nominal)
2.5–3.1 V
(2.8 V nominal)
320 mW
0.56 mW
–40°C to +85°C (functional
to +105°C)
52-Ball iBGA
Active imager size
Active pixels
NTSC output
PAL output
Pixel size
Color filter array
Shutter type
Maximum data rate/
master clock
Frame rate (VGA 640H x 480V)
Integration time
ADC resolution
Responsivity
Pixel dynamic range
SNR
MAX
Applications
• Automotive
–
Rear view camera
–
Side mirror replacement
–
Blind spot view
–
Occupant monitoring
• Security cameras
• Consumer video products
Supply voltage
Core digital
Analog
Power
consumption
1
Operating
Standby
Data Sheet Applicable To
Silicon Revision: Rev4
Operating temperature
Package
Notes: 1. Measured at 2.8 V, 30 fps, 25°C
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Ordering Information
Ordering Information
Table 2:
Part Number
MT9V125IA7XTC-DP
MT9V125IA7XTC-DR
MT9V125IA7XTC-TP
MT9V125IA7XTC-TR
Available Part Numbers
Product Description
Color, 0deg CRA, iBGA Package
Color, 0deg CRA, iBGA Package
Color, 0deg CRA, iBGA Package
Color, 0deg CRA, iBGA Package
Orderable Product Attribute Description
Drypack, Protective Film
Drypack
Tape & Reel, Protective Film
Tape & Reel
See the ON Semiconductor Device Nomenclature document (TND310/D) for a full
description of the naming convention used for image sensors. For reference documenta-
tion, including information on evaluation kits, please visit our web site at
www.onsemi.com.
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Table of Contents
Table of Contents
Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Ordering Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
General Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Functional Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Typical Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Ball Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Detailed Architecture Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Sensor Core Modes and Timing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Modes and Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Electrical Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Package and Die Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Appendix A: Serial Bus Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Appendix B–Sensor Core Characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Revision History. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
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MT9V125: SOC VGA Digital Image Sensor
List of Figures
List of Figures
Figure 1:
Figure 2:
Figure 3:
Figure 4:
Figure 5:
Figure 6:
Figure 7:
Figure 8:
Figure 9:
Figure 10:
Figure 11:
Figure 12:
Figure 13:
Figure 14:
Figure 15:
Figure 16:
Figure 17:
Figure 18:
Figure 19:
Figure 20:
Figure 21:
Figure 22:
Figure 23:
Figure 24:
Figure 25:
Figure 26:
Figure 27:
Figure 28:
Figure 29:
Figure 30:
Figure 31:
Figure 32:
Figure 33:
Figure 34:
Figure 35:
Figure 36:
Figure 37:
Figure 38:
Figure 39:
Figure 40:
Figure 41:
Figure 42:
Figure 43:
Figure 44:
Figure 45:
Figure 46:
Figure 47:
Figure 48:
Functional Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Typical Usage Configuration with Overlay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Typical Configuration Without Use of Overlay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
52-Ball iBGA Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Sensor Core Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Pixel Array Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Image Capture Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Pixel Color Pattern Detail (top right corner) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Spatial Illustration of Image Readout. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
IFP Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
AWB Measurement Window (Maximum) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
AWB Adjusted Window Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
MT9V125 in Analog Composite Video Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
MT9V125 in Sensor Stand-Alone Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
MT9V125 in Overlay Output Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Six Pixels in Normal and Column Mirror Readout Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Six Rows in Normal and Row Mirror Readout Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
LINE_VALID Formats. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Integration Window of Each Sensor Row for NTSC Mode (Interlaced Readout) . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Single-Ended Termination—SMPTE Compliant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Single-Ended Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Differential Connection—SMPTE-Compliant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Differential Connection—Grounded Terminations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Differential Connection—Floating Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
LVDS Serial Output Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
CCIR656 8-Bit Parallel Interface Format for 525/60 (625/50) Video Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Typical CCIR656 Vertical Blanking Intervals for 525/60 Video System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Typical CCIR656 Vertical Blanking Intervals for 625/50 Video System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Parallel Input Data Timing Waveform Using DIN_CLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Parallel Input Data Timing Waveform Using the EXTCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Primary Clock Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Typical I/O Equivalent Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
LVDS and NTSC Blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
Digital Output I/O Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
52-Ball iBGA Package Outline Drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
WRITE Timing to R0x009—Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
READ Timing From R0x009; Returned Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
WRITE Timing to R0x009—Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
READ Timing From R0x009; Returned Value 0x0284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Serial Host Clock Period and Duty Cycle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Serial Host Interface Start Condition Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Serial Host Interface Stop Condition Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Serial Host Interface Data Timing for Write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
Serial Host Interface Data Timing for Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Acknowledge Signal Timing after an 8-bit Write to the Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Acknowledge Signal Timing after an 8-bit Read from the Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
Typical Signal to Noise Ratio as a function of Exposure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
Typical Spectral Characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
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MT9V125: SOC VGA Digital Image Sensor
List of Tables
List of Tables
Table 1:
Table 2:
Table 3:
Table 4:
Table 5:
Table 6:
Table 7:
Table 8:
Table 9:
Table 10:
Table 11:
Table 12:
Table 13:
Table 14:
Table 15:
Table 16:
Table 17:
Table 18:
Table 19:
Table 20:
Table 21:
Table 22:
Table 23:
Table 24:
Table 25:
Table 26:
Table 27:
Key Performance Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Available Part Numbers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Ball Descriptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Readout Mode Register Settings – D
OUT
Not Qualified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
MT9V125 Readout Modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Readout Mode Register Settings – D
OUT
Qualified . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Register Address Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Blanking Minimum Values (in sensor stand-alone mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
LVDS Packet Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Serial Output Data Timing Values (for EXTCLK = 27 MHz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Field, Vertical Blanking, EAV, and SAV States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Field, Vertical Blanking, EAV, and SAV States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Parallel Input Data Timing Values Using DIN_CLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Parallel Input Data Timing Values Using EXTCLK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
STANDBY Effect on the Output State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Signal State During Standby. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
Output Data Ordering in DOUT RGB Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Output Data Ordering in Sensor Stand-Alone Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Data Ordering in LVDS Serial Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Digital Output I/O Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
Electrical Characteristics and Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
Video DAC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Digital I/O Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
Power Consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
NTSC Signal Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Two-Wire Interface ID Address Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
MT9V125 Rev4 Imager Sensor Core Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
MT9V125_DS Rev.. W 6/15 EN
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