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如何破解嵌入式視覺應用難題?萊迪思使出“快”招

更新日期:2019-10-13 06:42:09

嵌入式視覺可以算得上是過去十年間高科技領域發展最快的技術之一,刷臉取錢,無人零售等等,無一不是它的功勞。可以說,每一個攝像頭背后都有一個嵌入式視覺系統在不知疲倦地分析和觀察著這個世界。

所謂“嵌入式視覺”,顧名思義,就是在嵌入式系統中實現計算機視覺功能和應用。之所以在過去十年中嵌入式視覺的應用版圖不斷擴張,很大程度上得益于處理器技術的發展,使得人們能夠從硬件中獲得足夠的算力,讓在嵌入式情景下運行復雜的視覺算法成為可能。

嵌入式視覺應用的新需求

技術日新月異的今天,處理器在飛速發展,嵌入式視覺應用也就產生了更新的需求。在Lattice(以下稱萊迪思)半導體CrossLinkPlus產品發布會上,萊迪思亞太區產品市場部總監陳英仁闡述了目前嵌入式視覺市場的演變與需求。

萊迪思亞太區產品市場部總監陳英仁

首先是市場的演變方面,很多使用者、消費者在產品上已經養成了習慣,希望開機快,方便使用,在消費類電子領域比較明顯的例子就是手機。這樣的需求開始普及到非消費類領域,比如在工業類、車用領域,大家也會想要這樣的體驗。所以在嵌入式視覺系統方面,大家希望能夠有更無縫的視覺體驗,通俗來說就是馬上反應,馬上靈敏的操作。

其次是成本方面。過去十年來手機的量基本上超過任何的電子用品。包括電腦、計算機和電視等。現在每個家庭大部分擁有一臺、兩臺電視,但每個人至少有一部甚至多部手機。手機出貨量的變大導致手機上的通訊協議-MIPI也變成一個非常常見的協議。因此用MIPI協議的零件也變得比較好買、便宜,性價比非常的高。其中包括攝像頭、處理器以及屏,這三種零件擁有非常高的性價比。當然,這樣一種趨勢也不會只存在于消費電子領域中,其它產業也開始用這種MIPI協議降低成本。

第三是創新方面的需求。以往在消費類創新比較多,現在車用產品已經開始像大型移動設備,在工業領域大家希望能夠去互連,建立“網”,利用攝像頭與AI實現更多的功能。這些創新都需要為現有的復雜系統進行升級,因此大家都需要更加簡單的方法。

為了解決需求的巨大缺口,作為低功耗、可編程器件的領先供應商萊迪思推出CrossLinkPlus?FPGA系列產品,適用于采用MIPID-PHY的嵌入式視覺系統。CrossLinkPlus器件作為創新的低功耗FPGA,擁有集成閃存、一個硬MIPID-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。這款產品是CrossLink的升級版。不同于CrossLink專注于消費市場,CrossLinkPlus開拓了全新的車用、工業領域市場。

CrossLinkPlus特性

陳英仁表示,除了應對目前市場的三大需求,CrossLinkPlus能做的還有很多。目前行業內傳統處理器的接口和處理能力有限,難以處理多個傳感器。因此客戶需要可編程解決方案,CrossLinkPlus能聚合多個傳感器,還能預處理數據,減少處理的負載。

同樣在屏上也會有類似的限制,很多應用處理器傳統的“屏”可能大小是固定的。現在創新的需求導致需要多樣化的屏或者接到更多的屏。除了TFT、OLED甚至可能要接到一些LED,如果要做一些室外的顯示,還可能要用到電子光學屏,這些都是新的技術,在這種情況下需要器件更彈性地去做橋接,甚至去做分屏的動作。CrossLinkPlus就能很好的應對這些問題,它是可編程的,具有傳統FPGA的靈活性。萊迪思在其中還加了硬核的MIPI D-PHY。有了MIPI D-PHY,在使用過程中就可以更加省電,性能也更高。

CrossLinkPlus擁有很多突出的特性,陳英仁列出以下幾項:

1、瞬時啟動(<10ms)

陳英仁表示, CrossLinkPlus相比于前代有一個新功能,加入了一個內嵌的閃存。透過這個內嵌的閃存,可以做到瞬間啟動。比如手機,需要一按按鈕就有畫面。除此之外,在倒車時,可以瞬間顯示出倒車影像,這也就是所謂的“無縫視覺體驗”,這個體驗對于消費者來說很重要。

“無縫視覺體驗”對人眼來說,大概是要經過15ms人腦才會感知這個圖像。而使用CrossLinkPlus后,喚醒的時間或者說啟動時間,是小于6ms的(實際測試)。這樣就可以減少啟動上面的一些視覺假象,給客戶更直觀的體驗。

2、MIPI D-PHY總帶寬達12Gbps

據陳英仁介紹,CrossLinkPlus的性能可以到一個通道可以到1.5G,4個通道就能達到6G。其中有2組硬核,所以總共有12Gbps的帶寬。可以實現更高分辨率的攝像頭或者是更高分辨率的屏的一些轉接。

另外這個硬核也可以降低功耗,陳英仁表示,最重要的并不是功耗,現在很多產品都是插電使用的。如何解決散熱才是重點,包括散熱的成本等。因為現在很多嵌入式系統為了追求穩定性、并沒有風扇去散熱,需要依靠散熱片。所以總體上把散熱給降低的時候,不止可以減少成本,也可以縮小產品面積。

3、FPGA靈活的互連標準

FPGA具有很高的靈活性,可以非常容易地把很多接口轉換,把很多不同的器件可以連接起來。如車用、工業類、消費類常見的標準協議包括subLVDS、LVDS并行接口,還有MIPI,同時還有攝像頭、屏、處理器等,通過FPGA就可以非常靈活的把不管是周遭零件或者協議都結合在一起。

4、IP和參考設計可加速設計;

陳英仁表示,雖然FPGA一直以來強調讓客戶很快的把產品推向市場、更快地開發產品。但實際上, FPGA在很多人的印象中有兩大問題:其一是價錢,另外一個是設計的門檻。

就價錢來說,萊迪思的產品在很多的應用場景算是很平價的、因此非常有競爭力的。而設計門檻方面,很多使用者并不熟悉FPGA,傳統懂FPGA的使用者都是一些通訊類的。為了讓嵌入式系統的客戶更容易上手,萊迪思推出了很多的IP還有參考設計。提供更多模塊化的IP。包括接受器、發送器、轉換器,其本身可以像搭積木一樣,在器件里面拼出需要的設計,同時也可以讓客戶更容易去設計。同時還有參考設計,給客戶展示怎么把模塊化組織在一起,就更容易上手。

5、3.5mm×3.5mm小尺寸封裝

萊迪思目前已經推出了CrossLink 3.5mm×3.5mm小尺寸封裝,可以讓客戶減少空間,把產品做得更小。CrossLinkPlus也有同樣的封裝,假如客戶現在已經是采用CrossLink 3.5 mm×3.5 mm封裝的話,可以無縫接軌直接移植過來,更加方便。

6、功耗低至5mW(運行功耗)

目前CrossLinkPlus的運行功耗最低可以達到5mW。

7、現提供樣片

目前,萊迪思已經把樣片提供給國內的一些工業、還有汽車領域的客戶,他們已經在試用了。甚至還有的客戶已經進入除錯階段,

萊迪思半導體有限公司副總裁兼亞太區總經理徐宏來在最后強調,萊迪思非常注重中國市場,CrossLinkPlus產品線也是亞太市場提出的想法。一直以來,萊迪思專注于FPGA,根據客戶的需求、根據市場的需求,推出了很多的產品。雖然現實中的嵌入式視覺系統設計開發還是會遇到諸多挑戰,比如功耗、尺寸、成本等等,但萊迪思無懼風險,揚帆起航。

*免責聲明:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持,如果有任何異議,歡迎聯系半導體行業觀察。

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