《電子技術(shù)應(yīng)用》
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萊迪思如何加速嵌入式視覺的“眼睛”看向世界?

2019-10-11
作者:王潔
來源:電子技術(shù)應(yīng)用

嵌入式視覺是當(dāng)今科技最激動(dòng)人心的領(lǐng)域之一,如今在新興的工業(yè)、汽車和消費(fèi)電子應(yīng)用中,嵌入式視覺得到了越來越多的應(yīng)用。工業(yè)應(yīng)用中的機(jī)器視覺、現(xiàn)代汽車基于視覺的高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和疲勞監(jiān)測等,乃至當(dāng)前新款手機(jī)中的智慧屏,嵌入式視覺的“眼睛”越來越多。然而市場隨之正在發(fā)生一系列的演變,給嵌入式視覺應(yīng)用提出了一些新的需求。

日前,在Lattice(以下稱萊迪思)半導(dǎo)體CrossLinkPlus產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上,萊迪思亞太區(qū)產(chǎn)品市場部總監(jiān)陳英仁先生對目前嵌入式視覺市場的演變與需求進(jìn)行了闡述。

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萊迪思亞太區(qū)產(chǎn)品市場部總監(jiān)陳英仁先生

嵌入式視覺應(yīng)用的新需求

第一,在嵌入式視覺系統(tǒng),使用者需要的是無縫視覺體驗(yàn),例如手機(jī)輕觸即亮,這種靈敏的體驗(yàn)除了消費(fèi)類電子外,在工業(yè)、車用同樣具有重要的作用。

第二,嵌入式視覺各類應(yīng)用都廣泛采用MIPI組件。過去十年來手機(jī)的出貨量超過了任何其他的電子用品,手機(jī)上的通訊協(xié)議MIPI變成一個(gè)最常見的協(xié)議,用MIPI協(xié)議的零件,包括攝象頭、處理器、顯示屏,性價(jià)比非常高。除了消費(fèi)電子,其它產(chǎn)業(yè)也開始用采用MIPI協(xié)議來降低成本。

第三,需要使用簡單的解決方案應(yīng)對日益復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)。以往在消費(fèi)類的創(chuàng)新較多,現(xiàn)在車用類也在創(chuàng)新,有點(diǎn)像一個(gè)大的移動(dòng)設(shè)備,在工業(yè)類大家希望建立“網(wǎng)”,利用多攝象頭和AI實(shí)現(xiàn)更多功能。所以現(xiàn)在更需要一些簡單的方法,來為現(xiàn)有的一些復(fù)雜的系統(tǒng)做升級。

此外,還有一些更細(xì)的需求:需要更多的傳感器接口。傳統(tǒng)的應(yīng)用處理器可以接一到兩個(gè)傳感器,難以滿足多傳感器需求的應(yīng)用。同樣在屏上也有限制,在很多的應(yīng)用處理器傳統(tǒng)的“屏”可能有一個(gè)固定的大小,如果要多樣化,需要接更多的屏。現(xiàn)在的屏除了TFT、OLED外,可能還要接到LED上,甚至可能要用到電子光學(xué)屏,這些都是新的技術(shù),在這種情況下需要更彈性的橋接,甚至分屏。

針對這些不同的需求,萊迪思推出了CrossLinkPlus。由于CrossLinkPlus是可編程的,因此具有傳統(tǒng)FPGA的靈活性;內(nèi)嵌閃存,可以做到瞬時(shí)啟動(dòng),在車用電子后照鏡上非常重要;加入了MIPI D-PHY,可以性能更高,一個(gè)通道可以到1.5G,且更加省電;在可編程IO方面,可以支持很多不同的協(xié)議,包括SubLVDS、LVDS、SLVS2000、CMOS等工業(yè)常用的協(xié)議。

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結(jié)合MIPI 、瞬時(shí)啟動(dòng)和 FPGA 的靈活性

CrossLinkPlus特性

第一,無縫視覺體驗(yàn)。對于人眼來說大概經(jīng)過15ms人腦才會(huì)感知圖像,CrossLinkPlus公開的數(shù)據(jù)是10ms內(nèi)可瞬時(shí)配置,而據(jù)實(shí)際測試,整個(gè)喚醒時(shí)間可控制在6ms以下。

第二,低功耗。MIPI D-PHY的加入可以讓整體上的帶寬增加,一個(gè)通道可以到1.5G,4個(gè)通道就能達(dá)到6G。其中有2組硬核,所以總共有12Gbps的帶寬。因此可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率的攝像頭或者更高分辨率的屏的一些轉(zhuǎn)接。

另外這個(gè)硬核也可以把功耗降低。很多的嵌入式系統(tǒng)追求穩(wěn)定性,并沒有風(fēng)扇去散熱,很多都要靠散熱片。通過MIPI D-PHY的低功耗減少散熱,減少產(chǎn)品的大小,可以使得散熱成本降低。

目前CrossLinkPlus的運(yùn)行功耗最低可以達(dá)到5mW。

第三,靈活的互連標(biāo)準(zhǔn)。FPGA具有很大的靈活性,可以非常容易地進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換,把很多不同的器件連接起來。CrossLinkPlus支持車用、工業(yè)類、消費(fèi)類常見的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),通過subLVDS、LVDS并行接口、MIPI等將攝象頭、顯示屏和處理器靈活地連接在一起。

第四,3.5mm×3.5mm小尺寸封裝??梢詭椭蛻魷p少空間,可以把產(chǎn)品做得更小。

第五.靈活性高,匹配各類系統(tǒng)架構(gòu)。實(shí)際解決的一些問題基本包括四類:傳感器橋接、傳感器聚合、MIPI信號分隔或復(fù)制、顯示橋接?,F(xiàn)在工業(yè)上顯示屏的尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的,CrossLinkPlus很適合這些非標(biāo)準(zhǔn)或者是一些新的應(yīng)用場景、新的顯示屏的橋接。

第六,IP和參考設(shè)計(jì)可加速設(shè)計(jì)。萊迪思還提供現(xiàn)成的IP和參考設(shè)計(jì)來加速實(shí)現(xiàn)和增強(qiáng)傳感器與顯示器的橋接、聚合和分屏功能,這些是工業(yè)、汽車、計(jì)算和消費(fèi)電子等應(yīng)用的常用功能。

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CrossLinkPlus特性總結(jié)

據(jù)了解,CrossLinkPlus現(xiàn)已提供樣片,國內(nèi)的一些工業(yè)、汽車領(lǐng)域的客戶已經(jīng)在試用。軟件和IP也都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。

CrossLinkPlus從名字上可以看得出是CrossLink的升級版,由于封裝尺寸相同,同樣是3.5mm x 3.5mm,CrossLink客戶可以無縫接軌移植到CrossLinkPlus上。此次推出的產(chǎn)品采用的是40nm工藝,據(jù)陳英仁透露,下一代產(chǎn)品將使用28nm技術(shù)。

當(dāng)前AI、5G的發(fā)展勢不可擋,需要強(qiáng)大的處理能力。在做橋接之外,萊迪思接下來也會(huì)做一些處理的功能。萊迪思一直專注在FPGA領(lǐng)域,根據(jù)客戶和市場的需求,推出了眾多廣受歡迎的產(chǎn)品,但以往大都集中在低端市場。據(jù)陳英仁介紹,萊迪思如今正在做一些中檔、較大顆的FPGA,不止是接下來要推出的28nm的產(chǎn)品,以后也會(huì)做更多性能更強(qiáng)的FPGA。


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