CrossLink系列升级版精准缩减简工业与汽车领域研发进程

随着技术进步时代发展,用户对于消费类产品方便快捷的需求日益提升,此类需求并非只适用于消费类产品。在工业、车用以及安全领域,用户依旧需要更高的需求体验,嵌入式视觉系统作为至关重要的一环,无缝的视觉体验,灵敏的识别速度尤为重要。2019年9月24日,莱迪思召开CrossLinkPlus™ FPGA系列产品说明会,莱迪思半导体亚太区产品市场部总监陈英仁先生为《电子产品世界》记者讲述有关适用于采用MIPI D-PHY的嵌入式视觉系统。

莱迪思半导体亚太区产品市场部总监 陈英仁

CrossLinkPlus器件作为创新的低功耗FPGA,拥有集成闪存、一个硬MIPI D-PHY、可实现面板瞬时显示的高速I/O以及灵活的片上编程特性。此外莱迪思还提供现成的IP和参考设计来加速实现和增强传感器与显示器的桥接、聚合和分屏功能,这些是工业、汽车、计算和消费电子等应用的常用功能。

在车用及工业领域的图像系统层面,在显示更多信息及使用多摄象头实现部分AI功能的复杂系统升级优化方面的需求很大。CrossLinkPlus囊括更细致的需求,传统应用处理器一般可连接1~2个传感器,当然中外一些著名手机厂商虽然已经发售了三摄四摄,但这仅是由于特使处理器的技术创新。相比于消费类产品,在工业和汽车领域,大部分依旧沿用传统的应用处理器,这也就意味着摄象头接口有所限制。

 CrossLinkPlus 不但可以聚合多个传感器,还能与处理数据减少处理负载,接口受限问题得以良好的解决。

传统应用处理器配置每种类型的显示屏都需要定制ASIC,由于现今产品市场的多样化,处理器需要适配更多种类屏幕,TFT、OLED屏,LED,包括室外显示甚至电子光学屏等显示设备对于器件需求更高,对于弹性的桥接以及分屏动作亦有需求。

CrossLinkPlus具有传统FPGA的灵活性,在此基础上搭载硬核的MIPI D-PHY,其性能增强的同时功耗也会变得更低。此处理器4通道达到6G,2组硬核其带宽可以加持到12G。可编程IO支持多种协议,包括:SubLVDS、LVDS、SLVS2000、CMOS等工业类协议。多摄象头合并单一通道输出也是一个亮点,CrossLinkPlus搭载了内嵌式闪存,透过内嵌式闪存,设备可以做到瞬间启动。

很多嵌入式的系统都追求稳定性,在没有风扇散热时,一般依靠散热片。如果整体层面上降低散热量,在减少散热成本的同时还可以缩减产品的尺寸。开发人员希望通过为嵌入式视觉系统添加多个图像传感器或者显示屏来优化用户体验,同时还要满足系统成本和功耗的要求。莱迪思的CrossLinkPlus FPGA能够满足这一需求:它是专门为嵌入式视觉应用优化的小尺寸(3.5 x 3.5 mm)、低功耗(< 300 µW)器件,包括了硬件化的MIPI D-PHY、支持OpenLDI和RGB等接口的各类高速I/O和片上非易失性闪存。CrossLinkPlus通过片上闪存支持瞬时启动(最大程度减少影响用户体验的视觉假象)和灵活的现场重新编程。

搭载硬核的MIPI D-PHY可以使整体带宽增加,因此可以实现更高分辨率摄象头或更高分辨率显示设备的转接。搭载硬核,散热量更低也就意味着其功耗的降低。结合实际问题来看,包括:传感器桥接、协议转换、显示桥接协议转换、传感器聚合-把多个摄像头结合或分屏、MIPI信号分割或复制。

在工业视觉方面,目前大部分工业视觉都使用一个摄像头,视觉处理器使用LVDS或SubLVDS,为降低成本,可以选择手机上的移动的处理器。多数支持MIPI D-PHY协议即可以用CrossLink进行协议桥接。工控显示设备很多时候使用LVDS或者是OpenLDI,如果使用移动应用处理器,同样可以桥接。FPGA的特殊情况在更新的分辨率,工业领域的尺寸并非标准的,FPGA非常适合非标准或新应用场景、显示设备的桥接。

莱迪思半导体产品营销经理Peiju Chiang表示:“由于OEM厂商希望在MIPI生态系统驱动的规模经济中获益,所以MIPI D-PHY被广泛应用于从工业控制设备显示到AI安全摄像头等各类应用。莱迪思的全新CrossLinkPlus FPGA结合了灵活的可编程性和FPGA的快速并行处理能力以及视觉应用专用的硬件、软件、预先验证的IP和参考设计。这让OEM可以将更多的时间用于开发创新的应用,而不必在那些没有任何竞争优势的普通功能上浪费时间。”

根据记者提问,陈英仁先生表示,在“工业4.0”的市场部署方面,CrossLinkPlus的使用可以在一定程度上缩减工业成本。人们追求的不仅使工厂自动化还有性能方面的提升。莱迪思在利用FPGA进行马达控制提升效率、实现碳化硅应用方式的更高速切换方面已经拥有产品部署。从视觉处理对于工业的助力来看,针对IoT及5G的应用较多且工业检测方面尤为关键,传统检测一般利用PC处理,PC机价格相对较高、体积较大、功耗较高,随着AI及机器学习技术的增强,新方案的产生带来对摄象头的更高需求。不同的摄象头选择或者搭配时,兼容性问题可以利用FPGA解决。工业领域的演进并非一蹴而就,在循序渐进的过程中会基于先代进行技术创新,FPGA价值体现在弹性接口方面,在衔接的过程中不显突兀,精准的进行技术创新,技术变革缩短,在一定程度上也加速了时代进步。