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在嵌入式视觉设计中使用FPGA它将带来什么优势

  PHY这个术语是“物理层”的缩写,凡是是在芯片上或者作为芯片(集成电路)实现的一种电子电路。PHY用于实现开放体系互连(OSI)模子的物理层功效,无论计较或电信体系底层内部布局和手艺若何,该模子都能对其通讯功效进行尺度化。嵌入式视觉使用中MIPI的利用日益增加,特别是CSI-2(摄像头/传感器)和DSI(显示屏)和谈,两者均采用被称之为D-PHY的PHY。在带宽和接口长度方面,MIPI在位于OpenLDI和eDP/DP(eDisplay Port和Display Port)之间。

  这些保守的FPGA凡是有几十万LUT,功率高达50-100 W,封装尺寸可达55 x 55 mm,凡是设置装备安排散热片。然而另有一些特地实现特定功效的FPGA产物,专一于要求小尺寸和低功耗的使用。比方莱迪思半导体供给这类小尺寸(从10 x 10 mm,功耗1 W到1.4 x 1.4 mm,功耗仅为1 mW)的FPGA产物,餍足那些要求小尺寸和高能效使用的需求。

  若采用FPGA实现设想,设想职员可采用颠末市场查验的硬件,在现场从头设置装备安排,应答任何设想规范的变动。从设想职员的角度来看,开辟周期的最后阶段(即在笼统的RTL阶段捕捉设想)都是不异的,其余步调要么类似,要么所需时间和资本更少,要么底子不必要。因而利用FPGA的总体劣势是能够在大约三分之一的开辟时间内实现设施的一般事情。

  MIPI CSI-2和DSI-2和谈也是如斯,它们最后用于智妙手机。自从2007年公布首款iPhone以来,智妙手机急速增加,远远跨越PC。这鞭策了规模经济,低本钱的摄像头、显示屏和处置器组件起头出现,它们起头普遍用于各种非智妙手机使用和市场。MIPI接口支撑两种运转模式:高速(HS)和低速(LP)。该接口在发送器和领受器之间次如果单向传输,可是在某些低速通讯环境下,可以大概从领受器向发送器传输。

  鞭策嵌入式视觉设想的次要趋向有:高分辩率和高带宽的需求连续增加,体系中视觉传感器和显示器的数量日积月累,以及小尺寸和低功耗的要求不竭出现。别的,将人工智能(AI)和机械进修(ML)功效插手嵌入式体系也是大势所趋,特别是增添到接远视觉传感器确当地端。

  MIPI同盟是一家在环球具有250名企业会员的国际组织。ARM、英特尔(Intel)、诺基亚(Nokia)、三星(Samsung)、意法半导体(STMicroelectronics)和德州仪器(Texas Instruments)于2003年建立MIPI同盟,彼时MIPI是“挪动财产处置器接口”的英文首字母缩略词。然而,现在该组织的各种规范不只合用于处置器互连,更能餍足一台设施上全数接口需求,所以MIPI不只仅是首字母缩略词,而是曾经作为零丁的名称利用。

  现在,嵌入式视觉正逐步使用于人工智能(AI)和机械进修(ML)体系中,用来阐发图像和视频流、检测/识别人和物体以及从看到的气象中提打消息,便于采纳下一步步履。

  嵌入式视觉设想的一个主要特性是其架构凡是必要不竭调解以顺应各类规范的变迁,这就让FPGA成为实现这类设想的抱负取舍。中型ASIC/ASSP从设想到量产其开辟周期要快要一年。别的,因为设想规范不竭产生变迁,时期还具有诸多危害(在嵌入式视觉设想中很是常见),再加之ASIC/ASSP的设想流程大多错综庞大,这就象征着某个流程呈现担搁,会对其他流程发生连锁的负面反映。

  已往几年里,嵌入式视觉使用大量出现,包罗从相对简略的智能视觉门铃到施行随机拾取和安排操作的庞大的工业机械人,再到可以大概在无序、地形不竭变迁的情况中导航的自主挪动机械人(AMR)。倏地采用嵌入式视觉手艺的行业包罗汽车、消费电子、医疗、机械人、安防/监控以及大量工业使用。

  嵌入式视觉体系的另一个趋向是接口尺度的数量和品种不竭增加。上表列出了一些最常见的接口类型。其顶用于“模块内部”(inside the box)的尺度(如设施内部)凡是要求驱动几厘米到几十厘米巨细的设施,而“模块之间”(box-to-box)的接口可能必要在几米到几百米以至更大的设施间驱动视觉数据。

  从汗青角度看,一些嵌入式体系的设想职员以为FPGA是大尺寸、高功耗的器件,仅仅用于数据核心、通讯核心、医学成像以及军事等大型使用。

  与小型ASIC/ASSP比拟,这些功效导向的FPGA更容易倏地开辟、利用更矫捷。别的,因为大大都通用FPGA旨在使用于工业和汽车等多个市场,它们凡是都支撑商用和工业温度情况。而ASIC/ASSP大多被开辟用于消费电子产物,对此类温度情况的支撑不太遍及。

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