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在嵌入式视觉设计中使用FPGA它将带来什么优势

发布时间:2020-05-23 分类:移动互联网

  过去几年里,嵌入式视觉利用大方浮现,网罗从相对粗略的智能视觉门铃到推广随机拾取和安排操作的丰富的工业机械人,再到可以正在无序、地形一直改变的境况中导航的自立搬动机械人(AMR)。迅疾采用嵌入式视觉本领的行业网罗汽车、消费电子、bte365官网地址医疗、机械人、安防/监控以及大方工业利用。

  现在,嵌入式视觉正渐渐利用于人工智能(AI)和机械练习(ML)体系中,用来理会图像和视频流、检测/识别人和物体以及从看到的现象中提取音讯,便于选取下一步作为。

  促进嵌入式视觉打算的厉重趋向有:高分辩率和高带宽的需求接连拉长,体系中视觉传感器和显示器的数目突飞猛进,以及小尺寸和低功耗的条件一直浮现。别的,将人工智能(AI)和机械练习(ML)功效插足嵌入式体系也是局势所趋,特别是增添到亲切视觉传感器的当地端。

  嵌入式视觉体系的另一个趋向是接口圭表的数目和品种一直拉长。上外列出了少少最常睹的接口类型。其顶用于“模块内部”(inside the box)的圭表(如配置内部)平凡条件驱动几厘米到几十厘米巨细的配置,bte365官网地址而“模块之间”(box-to-box)的接口可以须要正在几米到几百米以至更大的配置间驱动视觉数据。

  PHY这个术语是“物理层”的缩写,平凡是正在芯片上或者举动芯片(集成电道)完成的一种电子电道。PHY用于完成怒放体系互连(OSI)模子的物理层功效,无论推算或电信体系底层内部布局和本领怎样,该模子都能对其通讯功效举行圭表化。嵌入式视觉利用中MIPI的利用日益增加,特别是CSI-2(摄像头/传感器)和DSI(显示屏)订定,两者均采用被称之为D-PHY的PHY。正在带宽和接口长度方面,MIPI正在位于OpenLDI和eDP/DP(eDisplay Port和Display Port)之间。

  MIPI同盟是一家正在环球具有250名企业会员的邦际机闭。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年创修MIPI同盟,彼时MIPI是“搬动家当管制器接口”的英文首字母缩略词。然而,现在该机闭的种种典范不只合用于管制器互连,更能知足一台配置上总共接口需求,于是MIPI不只仅是首字母缩略词,而是仍旧举动独自的名称利用。

  MIPI CSI-2和DSI-2订定也是这样,它们最初用于智妙手机。自从2007年揭晓首款iPhone以还,智妙手机急速拉长,远远越过PC。这促进了周围经济,低本钱的摄像头、显示屏和管制器组件起首浮现,它们起首普及用于种种非智妙手机利用和市集。MIPI接口赞成两种运转形式:高速(HS)和低速(LP)。该接口正在发送器和摄取器之间厉重是单向传输,然则正在某些低速通讯情景下,可以从摄取器向发送器传输。

  嵌入式视觉打算的一个紧张特质是其架构平凡须要一直调理以适宜种种典范的改变,这就让FPGA成为完成这类打算的理思拣选。中型ASIC/ASSP从打算到量产其开荒周期要快要一年。别的,因为打算典范一直爆发改变,时候还存正在诸众危害(正在嵌入式视觉打算中格外常睹),再加之ASIC/ASSP的打算流程民众错综丰富,这就意味着某个流程展现逗留,会对其他流程出现连锁的负面响应。

  若采用FPGA完成打算,打算职员可采用进程市集搜检的硬件,正在现场从新摆设,应对任何打算典范的转变。从打算职员的角度来看,开荒周期的最初阶段(即正在笼统的RTL阶段捉拿打算)都是相仿的,其余步伐要么一样,要么所需期间和资源更少,要么底子不须要。以是利用FPGA的总体上风是能够正在大约三分之一的开荒期间内完成配置的平常劳动。

  从汗青角度看,少少嵌入式体系的打算职员以为FPGA是大尺寸、高功耗的器件,仅仅用于数据中央、通讯中央、医学成像以及军事等大型利用。

  这些古代的FPGA平凡有几十万LUT,功率高达50-100 W,封装尺寸可达55 x 55 mm,平凡摆设散热片。然而再有少少特意完成特定功效的FPGA产物,专一于条件小尺寸和低功耗的利用。比如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,知足那些条件小尺寸和高能效利用的需求。

  与小型ASIC/ASSP比拟,这些功效导向的FPGA更容易迅疾开荒、利用更灵巧。别的,因为大大都通用FPGA旨正在利用于工业和汽车等众个市集,它们平凡都赞成商用和工业温度境况。而ASIC/ASSP民众被开荒用于消费电子产物,对此类温度境况的赞成不太广大。

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