Het is nog niet zo lang geleden dat systemen die waren uitgerust met ingebouwde vision-mogelijkheden fysiek enorm groot en enorm duur waren. Nog maar 10 jaar geleden hadden maar weinig mensen geloofd dat dingen als deurbellen voor thuis zouden kunnen zien, maar nu denken we niets van onze deurbellen die ons waarschuwen met live videostreams van rederijen die pakketten bij onze voordeur bezorgen (en snode schurken deze pakketten weer verwijderen voordat we naar huis gaan).
Tegenwoordig groeit het aantal toepassingen dat gebruik maakt van embedded vision exponentieel, variërend van geavanceerde industriële robots die willekeurige pick-and-place uitvoeren, tot autonome mobiele robots (AMR's) die hun weg banen in een ongecontroleerde omgeving waarin het landschap voortdurend kan veranderen. Industrieën die snel ingebedde visie adopteren, zijn onder meer de automobielindustrie, smart home voor consumenten, medische toepassingen, beveiliging/bewaking en een breed scala aan industriële toepassingen.
Een enigszins onverwachte speler in de embedded vision-wereld is de MIPI Alliance en zijn sensor- (camera) en weergaveprotocollen. Toen het voor het eerst werd geïntroduceerd, was MIPI gericht op mobiele applicaties zoals smartphones. Goedkope MIPI-oplossingen met hoge bandbreedte verschijnen nu echter overal.
Natuurlijk is niets eenvoudig. In veel gevallen willen ontwikkelaars bestaande systemen versterken door hun legacy-processor (en de bestaande code) te behouden, terwijl ze de rest van het systeem upgraden met nieuwe, efficiëntere, energiezuinigere, MIPI-compatibele sensoren en/of displays. (In deze context kan de term 'processor' verwijzen naar System-on-Chip (SoC), applicatiespecifieke standaardonderdelen (ASSP) en applicatieprocessor (AP)-apparaten.)
Probleem: hoe een legacy-processor te laten werken met MIPI-compatibele sensoren en/of displays.
Een ander veelvoorkomend scenario is dat ontwikkelaars die nieuwe systemen maken, kiezen voor een MIPI-compatibele processor, terwijl ze beproefde legacy (niet-MIPI) sensoren en/of beeldschermen willen blijven gebruiken.
Probleem: oudere sensoren en/of displays laten werken met een MIPI-compatibele processor
Beide zijn voorbeelden van overbruggingsproblemen, waarbij de term “bridging” verwijst naar het converteren van videosignalen van de ene interfacestandaard naar de andere. In beide gevallen is er een goedkope, krachtige oplossing in de vorm van Lattice Semiconductors' CrossLink FPGA's, die zijn geoptimaliseerd voor snelle video- en sensortoepassingen.
Oplossing: CrossLink FPGA's zijn geschikt voor legacy-naar-MIPI-overbruggingsscenario's.
Door de traditionele programmeerbare structuur aan te vullen met geharde PHY's, bieden CrossLink FPGA's de snelste MIPI D-PHY-overbruggingsoplossing in de branche die 4K ondersteunt UHD-resolutie met snelheden tot 12 Gbps. Bovendien zijn CrossLink-apparaten verkrijgbaar in verbazingwekkend kleine WLCSP-pakketten van 2,46 x 2,46 mm en BGA-pakketten met een pitch van 0,4 mm, 0,5 mm en 0,65 mm.
Hoe indrukwekkend dit alles ook mag zijn, overbruggingstoepassingen zijn slechts het “topje van de ijsberg” met betrekking tot de mogelijkheden van CrossLink FPGA's in embedded vision-systemen.
In het geval van veiligheidskritieke systemen kan het bijvoorbeeld nodig zijn om de videostream van een sensor te nemen en deze te dupliceren om meerdere processors te voeden. Het idee hier is dat, als een van de processors uitvalt, er een redundante back-up moet zijn. Een overeenkomstige situatie, die bekend staat als het splitsen van schermen, doet zich voor wanneer het nodig is om een videosignaal te nemen dat wordt gegenereerd door de processor van het systeem en dit signaal te splitsen om meerdere schermen te voeden. Nog een ander scenario is dat van sensoraggregatie, waarbij videostreams van meerdere sensoren worden samengevoegd tot een enkele stream voordat ze naar de processor worden gevoerd.
In al deze gevallen kunnen CrossLink FPGA's de oplossing bieden. Om het de ontwikkelaars gemakkelijk te maken, worden CrossLink FPGA's ondersteund door een bibliotheek met IP-modules. Deze modules, die royaltyvrij worden geleverd, zijn gericht op het ontvangen van videogegevens, het converteren van videogegevens en het verzenden van videogegevens.
Maar wacht, er is meer, want we hebben ook een whitepaper waarin trends in embedded vision worden besproken , introduceert MIPI in meer detail, duikt dieper in de architectuur van CrossLink FPGA's, gaat dieper in op verschillende ontwerpscenario's en geeft een overzicht op hoog niveau van het CrossLink-ontwerpproces.
Het enige dat overblijft is voor mij om u een gelukkige CrossLink-ontwerpervaring te wensen!
PJ Chiang
Wireless Product Manager, Lattice Semiconductor
