Şirket Blog About Lattice LIFCL-40-7BG256C CrossLink-NX Gömülü Görsel Köprüleme ve İşleme FPGA, 2.5G MIPI D-PHY ile

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.LIFCL-40-7BG256CCrossLink-NX gömülü görüş köprüsü ve işleme FPGA çipi.

Yüksek hızlı, yüksek çözünürlüklü gömülü görme uygulamalarında, örneğin makine görme, araç içi akıllı algılama, endüstriyel gömülü görüntüleme ve uç AI görme edinimi,Yüksek hızlı görüntü veri aktarımı, birden fazla kamera kaynağından gelen sinyalleri sorunsuz bir şekilde köprülemek, ön uçta gerçek zamanlı hafif görüntü işleme ve düşük güç, yüksek güvenilirlik işletileri temel gereksinimler haline geldi.Geleneksel özel görme işleme yongaları, sabit işlevsellik nedeniyle zayıf arayüz uyarlanabilirliği ve esneklik eksikliği nedeniyle acı çekiyor, genel amaçlı FPGA'ların yüksek güç tüketimine ve özel görme arayüzlerinin düşük entegrasyonuna sahip olma eğilimindeyken, minyatürleşmenin çoklu gereksinimlerini dengelemeyi zorlaştırır.düşük güç tüketimi, yüksek bant genişliği görme sinyali etkileşimi ve genişletilebilir programlanabilir bilgisayar gücü.LIFCL-40-7BG256C, CrossLink-NX serisinin bir parçası olan özel gömülü görüş FPGA'ları, Lattice'nin özel Nexus gelişmiş süreç platformu üzerine inşa edilmiştir.Çekirdek tasarımı, gömülü görüntü alanında köprü ve röle ikili anahtar senaryolarını ele almaya odaklanmıştır., gerçek zamanlı paralel işlemle birlikte ön ucunda. Kablolu, entegre 2.5G MIPI D-PHY alıcı modülü,Yüksek çözünürlüklü kameralar arasında yüksek hızlı görsel veri bağlantılarını sağlayan, ekran terminalleri ve kenar kontrol işlemcileri ek dış yüksek hızlı arabirim yongalarına ihtiyaç duymadan.yüksek güvenilir mimari ve anlık hızlı yapılandırma yetenekleri, otomobil vizyonu, endüstriyel kameralar, gömülü güvenlik ve taşınabilir akıllı görme cihazları için tercih edilen programlanabilir mantık cihazı haline geldi.

I. Temel Donanım Mimarlığı ve Ana AvantajlarıLIFCL-40-7BG256C

CrossLink-NX serisindeki amiral gemisi orta menzilli görme işleme FPGA olarak, LIFCL-40-7BG256C, endüstri lideri 28nm FD-SOI işlem teknolojisi kullanılarak üretilir.Geleneksel FPGA süreç mimarilerinden farklı, cihazın gerçek çalışma koşullarına göre performans/güç oranının dinamik olarak optimize edilmesini sağlayan programlanabilir geri bildirim yanlısı kontrol teknolojisini içerir.Aynı spesifikasyona sahip rakip FPGAs ile karşılaştırıldığında, enerji tüketimi %75'e kadar azaltılır.Batarya ile çalışan yerleşik cihazların zorlu çalışma koşullarına, kapalı alanlar nedeniyle sınırlı ısı dağılımı ile mükemmel bir şekilde uygulanmasıCihaz standart olarak 39.000 programlanabilir mantıksal işlem birimi ile birlikte gelir.Protokol dönüşümü ve çok kanallı veri yönlendirmesi ve dağıtımı, aynı zamanda ön uç görüntü kesimi, renk düzeltmesi, gürültü azaltma ön işleme dahil olmak üzere hafif gerçek zamanlı görüntü işleme algoritmalarının paralel işlenmesini de destekler.Çerçeve hızı uyarlaması ve ölçeklendirme, arka uç barındırma CPU veya MCU'nun hesaplama kaynaklarını işgal etmeden, böylece sistem üzerindeki genel hesaplama yükünü önemli ölçüde azaltır.

Bellek kaynakları açısından, cihaz, endüstri lideri bir bellek-logik birim oranına sahiptir ve her bir mantıksal birim başına 170 bit'e kadar depolama kapasitesine sahiptir.Bu büyük çip içi bellek kapasitesi, yüksek çözünürlüklü görüntü çerçevesi verilerini ve görme algoritmalarından gelen ara işlem verilerini verimli bir şekilde tamponlar, böylece artan kablo karmaşıklığı, sinyal müdahalesi ve harici önbellek yongalarıyla ilişkili artan donanım maliyetleri gibi sorunlardan kaçınılmaktadır.Cihaz kompakt bir 256 pinli BGA paket tasarımı kullanır, 7BG256C takmacasıyla, endüstriyel sınıf geniş sıcaklık çalışma gereksinimlerini karşılamak için tam olarak uyarlanmıştır. -40 °C'den +100 °C'ye kadar bir çalışma sıcaklık aralığı ile.Yüksek sıcaklıklı araç motor bölmeleri gibi sert endüstriyel ortamlarda uzun vadede istikrarlı çalışabilir, yüksek toz düzeyleri ve yüksek ve düşük sıcaklıkları alternatif olarak bulunan endüstriyel üretim hatları ve yoğun güneş ışığına ve aşırı soğuklara maruz kalan dış güvenlik uygulamaları.Ayrıca AB RoHS çevresel standartlarına uygun ve çeşitli ticari ve endüstriyel sınıf ürünler için seri üretim sertifikasyonu gereksinimlerini karşılar.Üstelik cihaz anında hızlı yapılandırma yeteneklerine sahiptir.IO bağlantı noktası konfigürasyonu sadece 3 milisaniyede tamamlanmış ve tam sistem konfigürasyonu 8 milisaniyeden fazla sürmediGüçle açma, uzun süreli yükleme işlemleri olmadan saniyeler içinde gerçekleşir ve hızlı başlatma, anlık görüntüleme ve düşük gecikme yanıtı için gömülü görme ekipmanlarının temel gereksinimlerini karşılar.

II.LIFCL-40-7BG256CÇekirdek Yapılandırması: 2.5G MIPI D-PHY Hard Core Yüksek Hızlı Arayüz Yeteneği

2.5G MIPI D-PHY sert çekirdek alıcı, gömülü görüntü uygulamaları için LIFCL-40-7BG256C'nin bir çekirdek yapılandırmasıdır.ve aynı zamanda bu cihazı genel amaçlı programlanabilir mantık cihazlarından ayıran temel farklılık avantajını temsil eder.Çip doğal olarak iki dizi sert çekirdek 4 kanallı MIPI D-PHY alıcı fiziksel katman modülünü entegre ederek dış yüksek hızlı seviye değiştiricilerine, sinyal güçlendiricilerine,veya protokol dönüşüm çipleriDonanım düzeyinde, kanal başına 2.5 Gbps'lik en yüksek yüksek hızlı veri aktarım hızını yerel olarak destekler.Tek bir PHY arayüzünün kombinasyon bant genişliği, birden fazla yüksek çözünürlüklü görüntü sensöründen eşzamanlı veri alımı ve iletimi için gereksinimleri karşılayabilir, 4K yüksek çözünürlüklü CMOS görüntü sensörleri gibi mevcut yaygın yüksek çözünürlüklü ve yüksek hızlı görsel veri kaynağı uygulamaları için mükemmel bir şekilde uygundur.Yüksek kare hızı endüstriyel kamera modülleri, ve otomobil çevre görüntüleme kameraları.

Bu sağlam MIPI D-PHY, MIPI uluslararası standart protokol özelliklerine sıkı sıkıya uymaktadır ve hem CSI-2 görüntü alım protokolü hem de DSI görüntü çıkış protokolü ile uyumludur.esnek iki yönlü görsel sinyal değişimini sağlayan: Yukarı bağlantı yönünde, birden fazla kameradan gelen RAW görüntü verilerinin yüksek hızlı alımını, kodlamasını ve zamanlamasını destekler; aşağı bağlantı yönünde,İşlenmiş görüntü verilerini araç içi ekranlar ve endüstriyel dokunmatik ekran terminalleri gibi çevresel cihazlara hızlıca gönderebilir., böylece görsel veri edinimi, işleme ve görüntüleme için entegre bir uçtan sona köprü elde edilir.Yerel sert çekirdekli D-PHY önemli avantajlar sunar., üstün sinyal bütünlüğü, daha düşük iletim gecikmesi, elektromanyetik müdahaleye karşı geliştirilmiş direnç ve düşük güç tüketimi de dahil.Bu, yüksek hızlı görüntü aktarımı sırasında karşılaşılan yaygın sorunları etkili bir şekilde hafifletirEkran bozulması, kare kaybı, zamanlama hataları ve veri hataları gibi. Ek olarak, cihaz programlanabilir kaynak eşzamanlı diferansiyel I / O çiftlerinin 37 çiftine kadar saklar.LVDS gibi çeşitli standart görsel diferansiyel arayüzleri desteklemek için esnek genişleme imkanı, SLVS ve subLVDS. Bu, eski kamera modülleri ve özelleştirilmiş endüstriyel görüş çevre cihazları ile uyumluluğu ve entegrasyonu kolaylaştırır.Yeni projelerin hem yüksek hızlı uygulama gereksinimlerini hem de mevcut ekipmanların takviye edilmesi gerekliliğini ele almak.

III. Genel Kurul'un Temel İşlevleriLIFCL-40-7BG256CDahili Görme Sistemi: Entegre Köprüleme, İletişim ve Gerçek Zamanlı Paralel İşlem

(1) Çok kaynaklı görme sinyallerinin akıllı köprüsü ve kesintisiz protokol dönüşümü

Dahili görme sistemi mimarilerinde, farklı üreticilerin görüntü sensörleri, ana kontrol işlemcileri ve ekran terminalleri genellikle uyumsuz arayüz protokollerine sahiptir.Veri zamanlaması ve iletim biçimleri, sinyal köprüsü ve uyarlanmasını sistem dağıtımında temel bir zorluk haline getirir.LIFCL-40-7BG256CTüm görme sistemi için merkezi sinyal merkezi olarak hizmet eder ve birden fazla heterojen görme sinyalinin senkroni alımını, protokol analizini, biçim dönüşümünü ve yönlendirilmesini destekler.Mesela, aynı anda bir aracın çevre görüntüleme sisteminden birden fazla MIPI kamera görüntüsü veri akışı ile bağlantı kurabilir; çok kanalı görüntü zamanlamasını senkronize ettikten ve verileri birleştirdikten sonra,Verileri ana işlemci protokolüyle uyumlu bir formatta çıkarır.Ayrıca MIPI kamera modülleri ve LVDS ekran terminalleri arasında, ayrıca USB görüntü iletim arayüzleri ve MIPI arka uç işleme çipleri arasında kesintisiz çapraz protokol köprüsü sağlayabilir.Böylece, endüstri çapında farklı donanım cihazları arasındaki arabirim uyumsuzluklarının ve zamanlama uyumsuzluklarının sorunlarını tamamen çözer.Programlanabilir mantığın esnekliğiyle güçlendirilen köprü mantığı, değişen çözünürlükler, kare hızı ve piksel biçimleriyle görüntü verilerine uyum sağlamak için talep üzerine özelleştirilebilir (RAW10/RAW12/RAW14).Fonksiyonel yükseltmeler, donanım devrelerini değiştirmek zorunda kalmadan, yalnızca sabit yazılım tekrarları ile elde edilebilir ve ürün Ar-Ge tekrar döngüleri önemli ölçüde kısaltılır.

(2) Hafif ön uç görme için Hızlandırılmış Gerçek Zamanlı Paralel Ön İşleme

Sadece sinyal röle fonksiyonları sağlayan geleneksel köprü yongalarının aksine,LIFCL-40-7BG256CGeniş miktarda DSP bilgisayar kaynaklarıyla donatılmıştır. Görüntü veri aktarımı arka uç ve ana kontrol işlemcisi arasında gömülü görüntü için gerçek zamanlı paralel ön işleme iş yüklerini boşaltır.Temel görüntü işleme algoritmaları, örneğin görüntü denoizasyonu, beyaz dengesi düzeltmesi, renk alanı dönüşümü, resim biçimlendirme ve ölçeklendirme, İlgi Bölgesi (ROI) çıkarma,ve kare hızı istikrarı, daha önce arka uç ana CPU'nun önemli hesaplama kaynakları harcamasını gerektiriyordu., şimdi FPGA'nın programlanabilir mantığı ile paralel olarak uygulanabilir. Seri işlemcilerle karşılaştırıldığında, FPGA'nın paralel hesaplama mimarisi gecikmeyi önemli ölçüde azaltır, sorunsuz,Tüm süreç boyunca düşük gecikme görüntü işleme, böylece araç içi özerk sürüş algısı ve endüstriyel gerçek zamanlı hata tespiti gibi senaryoların yüksek gerçek zamanlı gereksinimlerini karşılıyor.hesaplama görevlerini ön ucuna yükleyerek, arka uç ana işlemci, gereksiz hesaplama kaynaklarını temel görüntü öncesi işleme ayırma ihtiyacından kurtulur.Yapay zeka hedefi tanıma gibi yüksek düzey görevler, karar alma analizi ve sistem kontrolü,Genel sistem operasyonel verimliliğinin önemli ölçüde iyileştirilmesi ve güç tüketiminin ve hesaplama kaynaklarının daha rasyonel bir şekilde tahsis edilmesi.

IV.LIFCL-40-7BG256CYüksek güvenilirlik tasarımı, zorlu gömülü çalışma ortamlarına uygundur.

Özellikle otomotiv, endüstri ve güvenlik sektörlerinde yerleştirilmiş görme ekipmanları, uzun süreli çalışma sırasında bileşen kararlılığına son derece yüksek talepler sunar.Ayrıca müdahale direnci ve radyasyona dayanıklı hata toleransı.LIFCL-40-7BG256CCrossLink-NX FPGA, zorlu gömülü ortamlarda güvenilirlik için özel olarak optimize edilmiştir ve sınıfındaki cihazlarla karşılaştırıldığında olağanüstü düşük bir yumuşak hata oranına sahiptir.ve rakip ürünlere kıyasla tek olay bozukluğu (SEU) ve elektromanyetik müdahale (EMI) direncinde yüz kattan fazla iyileşme sunuyorGüçlü elektromanyetik müdahale, aşırı sıcaklık dalgalanmaları ve sürekli, kesintisiz çalışma ile karakterize edilen endüstriyel ortamlarda uzun süre istikrarlı çalışabilir.,Böylece, görme sistemlerinin çalışması sırasında ani sistem çökmeleri, veri anomalileri ve görüntüleme hataları gibi sorunları ortadan kaldırır.Cihazın FD-SOI üretim süreci doğal olarak radyasyona direnç sağlar., bu sayede, dış güvenlik gibi karmaşık elektromanyetik ortamlarda kullanılabilir.Araç içi uygulamalar ve endüstriyel otomasyon üretim hatları, ek koruyucu devrelere ihtiyaç duymadanAyrıca, cihaz, bekleme ve aktif modlar arasında akıllı güç yönetimi ile son derece düşük statik güç tüketimine sahiptir.Bu, pille çalışan taşınabilir görme ekipmanları ve düşük güç dayanıklılığı gerektiren düşük voltajlı araç güç sistemleri için idealdir, performans, güç tüketimi ve güvenilirlik gibi üç temel ölçümün dengelenmesini sağlar.

V. Temel Tipik Uygulama Senaryolarının Kapsamlı KapsamıLIFCL-40-7BG256C

2.5G yüksek hızlı MIPI D-PHY sert arayüzü, entegre görme köprüsü ve gerçek zamanlı işleme yetenekleri ve düşük güç tüketiminin temel avantajlarından yararlanarak,yüksek güvenilirlik ve minyatürleşme, GatticeLIFCL-40-7BG256CFPGA, birçok sektörde çekirdek gömülü görme uygulamaları için yaygın olarak kabul edilmiştir. Otomotiv akıllı görme alanında, 360 ° çevre görünümü görüntüleme sistemleri için kullanılabilir,Dashcamlar için yüksek çözünürlüklü görüntüleme, kabinde izleme için görsel sinyallerin köprülenmesi ve önceden işlenmesi,Aşırı sıcaklık ortamlarında yüksek çözünürlüklü görüntülerin istikrarlı iletilmesini ve gerçek zamanlı işlenmesini sağlamakEndüstriyel gömülü görüntü alanında, kompakt endüstriyel yüksek çözünürlüklü kameralar, endüstriyel çevrimiçi hata tespit ekipmanları için uygundur.ve makine görüşü barkod tanıma cihazları, yüksek hızlı görüntü edinimi, gerçek zamanlı ön işleme ve sinyal arayüzü sağlar. Kenar akıllı güvenlik sektöründe, görüntü veri aktarımı, kodlama,Yüksek çözünürlüklü ağ kameralarında ve taşınabilir güvenlik anlık çekim cihazlarında ön işleme ve arayüz genişlemesi; tüketici sınıfı yerleşik akıllı görme cihazlarında, akıllı giyilebilir görme modülleri, ev akıllı gözetleme sistemleri ve yerleşik görme geliştirme kitleri ile uyumludur.kompakt montaj için gereklilikleri karşılamak, düşük güç işlevi ve esnek, programlanabilir fonksiyonel genişleme.

VI. ÖzetLIFCL-40-7BG256C

ÇerezLIFCL-40-7BG256CCrossLink-NX, özellikle gömülü görme uygulamaları için tasarlanmış özel bir FPGA'dır. 28nm FD-SOI düşük güçli bir işlem üzerine inşa edilmiş, 39.000 mantıksal kapıya ve yerel bir 2.5Gbps MIPI D-PHY sert IP çekirdeği, gömülü görme cihazlarının dört temel zorluğunu tam olarak ele almak: yüksek hızlı görüntü iletimi, çok protokolli köprüleme, gerçek zamanlı ön uç görüntü işleme ve düşük güç,Yüksek güvenilirlik operasyonu. It combines the high-speed signal transmission stability and ease of integration of dedicated interface chips with the flexible expandability and parallel computing capabilities of FPGA programmable logic, karmaşık çevresel devrelere ihtiyaç duymadan minimalist bir gömülü görme sistemi mimarisinin yapımını mümkün kılar.Otomobil ve endüstriyel uygulamalar gibi zorlayıcı ortamlar, veya tüketici sınıfı taşınabilir, düşük güçlü görme cihazlarında, bu cihaz görme sinyallerinin verimli bir şekilde köprülenmesini, görüntü verilerinin gerçek zamanlı önceden işlenmesini sağlar.ve sistem hesaplama gücünün rasyonel optimizasyonuBu nedenle, gömülü vizyon donanım çözümlerini yükseltmek ve ürün tekrarlamasını ve yeniliğini hızlandırmak için programlanabilir mantık yongalarının tercih edilen seçimi haline geldi.