CrossLink系列升級版精準縮減簡工業與汽車領域研發進程

隨著技術進步時代發展,用戶對于消費類產品方便快捷的需求日益提升,此類需求并非只適用于消費類產品。在工業、車用以及安全領域,用戶依舊需要更高的需求體驗,嵌入式視覺系統作為至關重要的一環,無縫的視覺體驗,靈敏的識別速度尤為重要。2019年9月24日,萊迪思召開CrossLinkPlus? FPGA系列產品說明會,萊迪思半導體亞太區產品市場部總監陳英仁先生為《電子產品世界》記者講述有關適用于采用MIPI D-PHY的嵌入式視覺系統。

萊迪思半導體亞太區產品市場部總監 陳英仁

CrossLinkPlus器件作為創新的低功耗FPGA,擁有集成閃存、一個硬MIPI D-PHY、可實現面板瞬時顯示的高速I/O以及靈活的片上編程特性。此外萊迪思還提供現成的IP和參考設計來加速實現和增強傳感器與顯示器的橋接、聚合和分屏功能,這些是工業、汽車、計算和消費電子等應用的常用功能。

在車用及工業領域的圖像系統層面,在顯示更多信息及使用多攝象頭實現部分AI功能的復雜系統升級優化方面的需求很大。CrossLinkPlus囊括更細致的需求,傳統應用處理器一般可連接1~2個傳感器,當然中外一些著名手機廠商雖然已經發售了三攝四攝,但這僅是由于特使處理器的技術創新。相比于消費類產品,在工業和汽車領域,大部分依舊沿用傳統的應用處理器,這也就意味著攝象頭接口有所限制。

 CrossLinkPlus 不但可以聚合多個傳感器,還能與處理數據減少處理負載,接口受限問題得以良好的解決。

傳統應用處理器配置每種類型的顯示屏都需要定制ASIC,由于現今產品市場的多樣化,處理器需要適配更多種類屏幕,TFT、OLED屏,LED,包括室外顯示甚至電子光學屏等顯示設備對于器件需求更高,對于彈性的橋接以及分屏動作亦有需求。

CrossLinkPlus具有傳統FPGA的靈活性,在此基礎上搭載硬核的MIPI D-PHY,其性能增強的同時功耗也會變得更低。此處理器4通道達到6G,2組硬核其帶寬可以加持到12G。可編程IO支持多種協議,包括:SubLVDS、LVDS、SLVS2000、CMOS等工業類協議。多攝象頭合并單一通道輸出也是一個亮點,CrossLinkPlus搭載了內嵌式閃存,透過內嵌式閃存,設備可以做到瞬間啟動。

很多嵌入式的系統都追求穩定性,在沒有風扇散熱時,一般依靠散熱片。如果整體層面上降低散熱量,在減少散熱成本的同時還可以縮減產品的尺寸。開發人員希望通過為嵌入式視覺系統添加多個圖像傳感器或者顯示屏來優化用戶體驗,同時還要滿足系統成本和功耗的要求。萊迪思的CrossLinkPlus FPGA能夠滿足這一需求:它是專門為嵌入式視覺應用優化的小尺寸(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等接口的各類高速I/O和片上非易失性閃存。CrossLinkPlus通過片上閃存支持瞬時啟動(最大程度減少影響用戶體驗的視覺假象)和靈活的現場重新編程。

搭載硬核的MIPI D-PHY可以使整體帶寬增加,因此可以實現更高分辨率攝象頭或更高分辨率顯示設備的轉接。搭載硬核,散熱量更低也就意味著其功耗的降低。結合實際問題來看,包括:傳感器橋接、協議轉換、顯示橋接協議轉換、傳感器聚合-把多個攝像頭結合或分屏、MIPI信號分割或復制。

在工業視覺方面,目前大部分工業視覺都使用一個攝像頭,視覺處理器使用LVDS或SubLVDS,為降低成本,可以選擇手機上的移動的處理器。多數支持MIPI D-PHY協議即可以用CrossLink進行協議橋接。工控顯示設備很多時候使用LVDS或者是OpenLDI,如果使用移動應用處理器,同樣可以橋接。FPGA的特殊情況在更新的分辨率,工業領域的尺寸并非標準的,FPGA非常適合非標準或新應用場景、顯示設備的橋接。

萊迪思半導體產品營銷經理Peiju Chiang表示:“由于OEM廠商希望在MIPI生態系統驅動的規模經濟中獲益,所以MIPI D-PHY被廣泛應用于從工業控制設備顯示到AI安全攝像頭等各類應用。萊迪思的全新CrossLinkPlus FPGA結合了靈活的可編程性和FPGA的快速并行處理能力以及視覺應用專用的硬件、軟件、預先驗證的IP和參考設計。這讓OEM可以將更多的時間用于開發創新的應用,而不必在那些沒有任何競爭優勢的普通功能上浪費時間。”

根據記者提問,陳英仁先生表示,在“工業4.0”的市場部署方面,CrossLinkPlus的使用可以在一定程度上縮減工業成本。人們追求的不僅使工廠自動化還有性能方面的提升。萊迪思在利用FPGA進行馬達控制提升效率、實現碳化硅應用方式的更高速切換方面已經擁有產品部署。從視覺處理對于工業的助力來看,針對IoT及5G的應用較多且工業檢測方面尤為關鍵,傳統檢測一般利用PC處理,PC機價格相對較高、體積較大、功耗較高,隨著AI及機器學習技術的增強,新方案的產生帶來對攝象頭的更高需求。不同的攝象頭選擇或者搭配時,兼容性問題可以利用FPGA解決。工業領域的演進并非一蹴而就,在循序漸進的過程中會基于先代進行技術創新,FPGA價值體現在彈性接口方面,在銜接的過程中不顯突兀,精準的進行技術創新,技術變革縮短,在一定程度上也加速了時代進步。