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莱迪思半导体白皮书

2019年11月

如今,嵌入式视觉系统设计师必要投合浩繁市场趋势。例如,现在的设计应用的传感器越来越多,便于网络更多半据或实现新的功能。比如在汽车市场,几十年前,汽车厂商在车辆上安装一个备份摄像头就算是立异之举了,而现在他们已经开始将摄像头用于蹊径偏离监控、速率标志牌识别和其他浩繁智能驾驶利用。

同时,嵌入式视觉系统设计师正徐徐采纳相符移动财产处置惩罚器接口MIPI)同盟标准的组件。 MIPI起先是为移动市场开拓的,它定义了移动设备的设计职员在在构建高机能、高资源效益、靠得住的移动办理规划时所需的硬件和软件接口标准。在以前几年中MIPI已经成为开拓嵌入式系统的主流标准。包括工业和汽车等领域的种种利用的设计职员都已经意识到这一点,并且开始探求措施来使用移动组件高机能和规模经济的上风。

缩短上市光阴带来的压力也推动了对易于应用的嵌入式视觉办理规划的需求。只供给芯片的做法已经远远不敷了。这些压力让设计职员迫切必要能够供给所有硬件、软件、IP和参考设计的嵌入式视觉设计情况,从而快速设计和开拓终端产品。与此同时,如今的用户盼望他们的嵌入式显示屏能够像破费电子产品那样反映迅捷。启动很慢的嵌入式显示屏会带来伪像,破坏用户体验。

新的寻衅

这些快速成长的趋势在创造机遇的同时,也为嵌入式视觉设计师带来了严酷的寻衅。首先,许多嵌入式系统中应用的摄像头和显示屏与当今的利用场置惩罚器(AP)的接口类型或数量不匹配。AP上用于传感器的I/O很有限,却又要支持种种显示屏和传感器,更为棘手的是,各类利用的显示大年夜小和分辨率也不尽相同。此外,工业显示屏应用寿命较长,许多尚在应用的显示屏最初是经由过程传统接口连接的。那么,当嵌入式利用的设计职员在设计中不得不应用传统或专用的显示屏和传感器时,若何使用好MIPI组件市场的上风呢?

为了支持应用更多传感器和更有效地治理I/O资本,设计职员必要可编程的办理规划来增补I/O不够的缺陷。抱负状况下,这样的办理规划必要聚合传感器输入,并且让设计师对数据进行预处置惩罚,削减处置惩罚器的负载。抱负的办理规划还必如果可编程的,能够轻松地适应定制化的显示屏设计。曩昔,设计师只能经由过程为每种显示类型开拓专门的ASIC来支持不合的显示尺寸和分辨率。而可编程的办理规划能够应用单个器件实现不合的显示要求。

2016年,跟着CrossLinkTM系列FPGA的推出,莱迪思半导体成为这一领域的领先供应商。这是一款可编程的视频桥接器件,支持连接移动图像传感器和显示屏的种种协讲和接口。为了满意嵌入式视频市场赓续增长的需求,莱迪思又推出了CrossLink的增强版本——CrossLinkPlusTM。CrossLinkPlus新增了2 Mbit的嵌入式闪存作为设置设置设备摆设摆设存储器,满意用户对显示屏无缝启动的需求。网上澳门巴黎人娱乐有了片上闪存,Cr网上澳门巴黎人娱乐ossLinkPlus能够在10 ms内瞬时启动,而人脑一样平常无法在15 ms内感知图像,是以不会孕育发生伪像滋扰用户体验。片上闪存可支持现场从新编程。

图1:莱迪思半导体的CrossLinkPlus FPGA

CrossLinkPlus拥有同尺寸FPGA中速率最快的MIPI D-PHY,同时功耗异常低。此款FPGA封装尺寸仅为3.5 mm x 3.5 mm,共支持12 Gbps D-PHY。除了高速MIPI D-PHY外,CrossLinkPlus还拥有6K LUT可编程FPGA架构和机动的高速I/O,支持MIPI CSI-2、MIPI DSI、LVDS、SLVS200、CMOS和Sub-LVDS等接口的视频桥接。因为CrossLinkPlus能够连接这类显示屏和传感器,为设计团队供给了极大年夜的设计机动性。

全新器件能够赞助开拓团队提升设计效率,从而应对产品快速上市的压力。例如,针对接管器、转换器和发送器等功能供给的即时可用的预验证IP库能让设计职员专注于开拓其设计的高代价特点,让他们的产品在竞争中脱颖而出。预验证的视频IP模块和参考设计不仅能缩短设计周期,还能免费急速得到。此外,这些IP模块在C网上澳门巴黎人娱乐rossLink和CrossLinkplus产品系列均可复用。

莱迪思还供给易于应用的硬件和软件对象来模拟功能体现、验证系统级功能、加速产品开拓。器件上的嵌入式闪存让设计职员可以在现场更新位流,满意赓续变更的市场需求。全新CrossLinkPlus还能赞助工程师办理严格的尺寸和功耗限定问题,同时避免了应用外部闪存孕育发生更多功耗。

从竞争力角度而言,该器件的单位尺寸硬核MIPI D-PHY速度为业界最快。莱迪思CrossLinkPlus与相似的竞品比拟不仅尺寸更小,D-PHY机能更强,功耗也更低。

图2:莱迪思CrossLinkPlus FPGA不仅供给高机能的MIPI D-PHY,而且功耗极低

莱迪思为加速产品开拓供给了大年夜量支持。例如,莱迪思会按期推出基于CrossLink和CrossLinkPlus的新参考设计。这些参考设计都是为在新的或现有产品设计上实现盛行的视频桥接特点而定制的。

新的利用

CrossLinkPlus的常见用例注解它可以付与设计职员高度的设计机动性。下列图3描述了若何应用该器件桥接不合接口的传感器和处置惩罚器。这此案例中,设计职员面临这样一个问题:一方面它们盼望使用MIPI处置惩罚器的资源、机能和尺寸的上风;另一方面,他们盼望保留采纳行业标准的现有摄像头。在图3的机械视觉利用中,设计职员采纳CrossLinkPlus来桥接Sub-LVDS接口的摄像头和D-PHY接口的MIPI处置惩罚器。

图3:在此利用示例中,莱迪思CrossLinkPlus FPGA在Sub-LVDS摄像头与机械视觉处置惩罚器的MIPI I/O之间起到桥接的感化。

莱迪思CrossLinkPlus的第二个潜在利用是聚合多个传感器的输入,并将其发送至利用场置惩罚器。例如,在图4中,三个图像传感器经由过程三个D-PHY端口与CrossLinkPlus器件连接。CrossLinkPlus将传感器数据聚合,经由过程单个D-PHY输出至处置惩罚器。设计职员可以经由过程这种聚合功能优化应用场置惩罚器有限的I/O资本。

图4:莱迪思CrossLinkPlus可以在一个端口上聚合多个传感器旌旗灯号,节约处置惩罚器的I/O

设计职员还可以应用CrossLinkPlus来实现MIPI旌旗灯号分离或复制。在图5中,设计职员将来自传感器的旌旗灯号馈送到CrossLinkPlus器件中,然后将输出拆分或将其复制到两个零丁的输出中。莱迪思觉得这种措施将越来越多地利用于智能汽车的ADAS或重视数据冗余备份的利用中。在此案例中,来自摄像头的旌旗灯号进入莱迪思CrossLinkPlus器件,并被复制到两个输出流中。一个被发送到实时处置惩罚数据的利用场置惩罚器。第二个被存档到本地或云端进行数据记录和备份,类似飞机的黑匣子。若发生故障或交通变乱,查询造访职员可以查看数据备份,确定变乱缘故原由。

图5:在该ADAS视觉系统中,CrossLinkPlus FPGA复制摄像头旌旗灯号输出,发送至利用场置惩罚器和数据备份处

下图6展示了设计职员若何应用CrossLinkPlus将传统显示器连接到新的高机能AP。许多工业节制利用在连接OpenLDI接口的传统显示屏和AP时,必要采纳桥接器网上澳门巴黎人娱乐件,由于OpenLDI显示屏平日比MIPI显示屏大年夜很多。新的MIPI利用场置惩罚器经由过程D-PHY将数据传送到CrossLinkPlus。然后,该器件应用OpenLDI桥接,将数据发 送到传统显示屏。同样,CrossLinkPlus可用于桥接非MIPI接口的图像传感器和MIPI AP。

图6:在该利用示例中,莱迪思CrossLinkPlus实现了传统显示器和今世利用场置惩罚器之间的连接

结论

如今,有了莱迪思CrossLinkPlus,那些盼望加快嵌入式视觉开拓的设计师们就无需苦苦探求了。经由过程将FPGA的可重编程性引入嵌入式视觉系统,CrossLinkPlus让设计职员可以使用MIPI组件供给的资源和机能上风。其硬核D-PHY接口可供给行业领先的机能,嵌入式闪存可实现瞬时网上澳门巴黎人娱乐显示。该器件的运行功耗极低,尺寸小,有助于简化散热治理,对种种常用接口和传统接口的支持最大年夜限度地前进了设计机动性。着末, CrossLinkPlus周全的、预先验证且免费的IP库进一步加快了开拓速率,让设计职员将更多光阴用于设计的 核心部分——提升竞争上风。

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