聚焦面向Smarter视觉的Zynq SoC

　　赛灵思：面向Smarter视觉的All Programmable

　　要全面快速推进Smarter视觉技术的发展，满足新市场需求，就必须拥有一款具有极高灵活性的处理平台、丰富的资源组合以及致力于推进Smarter视觉技术发展的可靠生态系统。过去10年来，赛灵思器件在帮助各企业推进这些视觉系统创新方面一直发挥着重大作用。历经五年发展后的今天，赛灵思推出了一款整体解决方案，其将帮助Smarter视觉应用开发商快速推出新一代创新技术。

　　10多年来，嵌入式视觉技术设计人员一直充分利用赛灵思FPGA的可编程性、并行计算功能和快速I/O功能满足大量嵌入式视觉系统的需求。过去，设计人员用FPGA加速系统中可能拖慢主处理器的功能，或者用FPGA来运行仅靠处理器不能执行的并行计算任务。而现在随着Zynq-7000 All Programmable SoC的推出，嵌入式视觉技术开发人员可获得一款理想开发新一代Smarter视觉应用的全面可编程器件。

　　赛灵思视频技术工程设计总监Jose Alvarez表示：“Smarter视觉技术可在能够在同一开发板上通信的不同处理器和FPGA中实现，而Zynq SoC则为电子产业带来了前所未有的高集成度。现在，我们能通过同一芯片上处理器和逻辑之间3,000个高性能连接以芯片速度而不是板级速度在主智能处理器和FPGA逻辑之间交换信息。”

　　图1展现了Zynq SoC在创建多功能车载驾驶员辅助系统时相对于传统多摄像头、多芯片架构的优势。赛灵思架构(图下左)可使用连接至一个Zynq SoC的一组摄像头，实现盲点检测、360度环视、车道偏离告警以及行人检测等功能绑定。相反，现有多功能驾驶员辅助系统需要使用多块芯片和多个摄像头，其不但可让集成复杂化，对性能和系统功耗造成不利影响，而且还可导致BOM成本上升。

　　一些半导体芯片厂商提供将ARM处理器和DSP或GPU结合的ASSP，但这类器件过于僵化，或是难以为当今众多更智能应用提供足够的计算性能。基于这些器件的解决方案往往需要增加独立的FPGA来解决此类低效率问题。

　　可编程性与性能

　　Zynq SoC相对于以GPU和DSP为中心的SoC而言，其主要优势就是具有的可编程性和高性能。ARM处理系统具有软件可编程性，FPGA逻辑可通过HDL或C++编程，甚至I/O也是全面可编程的。这样，客户就能创建出适合其特定应用的极高性能Smarter视觉系统，并让其系统从竞争产品中脱颖而出。

　　图2给出了smarter视觉系统的一般性信号流程，从中可以看出Zynq All Programmable SoC相对于基于ARM和DSP以及基于ARM和GPU的ASSP解决方案的优势。

　　流程中第一个信号处理模块(绿色)是连接器件到摄像头传感器的输入。在Zynq SoC中，开发人员可让多种不同I/O信号适应于客户连接的任何摄像头需要。。下一个信号处理模块执行像素级处理或视频处理工作(具体取决于应用是面向图形处理还是显示)。再下一个模块执行图像分析功能，这是一个计算密集型任务，通常需要并行计算，而这则是FPGA最擅长的任务。通过后续三个模块(红色)，处理系统从分析功能中获得元数据结果，创建结果的图形化表达(图形步骤)，然后对结果编码用于发送。

　　在Zynq SoC中，处理子系统和FPGA逻辑协同工作。如果需要压缩，可以方便地在FPGA逻辑中实现合适的编解码器。然后在最终的信号处理模块(标示为“输出”)中，开发人员使用Zynq SoC的可编程I/O，可以满足多种不同通信协议和视频传输标准的要求，有的是厂商专有标准，有的是特定市场标准，还有的则是业界标准IP协议。。与之相比，当开发人员采用以DSP和GPU为中心的SoC开发算法时，可能ASSP中的DSP或GPU难以提供所需的性能。为了弥补这种性能不足，开发人员往往还要在系统中采用独立的FPGA。