وبلاگ شرکت در مورد LIFCL-40-8BG400I شبکه ای CrossLink-NX Embedded Vision Bridging & Processing FPGA

شرکت شنژن مینگجیادا الکترونیکس با مسئولیت محدود، FPGA پردازش و پل‌زنی دید تعبیه‌شده Lattice CrossLink-NX مدل LIFCL-40-8BG400I را تامین و بازیافت می‌کند.

به عنوان FPGA پرچمدار مخصوص دید تعبیه‌شده در سری CrossLink-NX، مدل با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده بر اساس معماری پلتفرم FPGA اختصاصی Lattice Nexus™ بالغ و قابل اعتماد ساخته شده است. این تراشه به طور دقیق دو بخش اصلی پل‌زنی دید تعبیه‌شده و پردازش دید لبه در زمان واقعی را هدف قرار می‌دهد. با فرآیند تولید پیشرفته 28 نانومتری FD-SOI، کانال‌های فرستنده گیرنده دید با سرعت بالا سخت‌افزاری، منابع منطقی با چگالی محاسباتی بالا، مصرف انرژی فوق‌العاده کم و طراحی با قابلیت اطمینان بالا در سطح صنعتی، به جزء سخت‌افزاری قابل برنامه‌ریزی اصلی برای تولید انبوه، ارتقاء عملکرد و بومی‌سازی تجهیزات دید تعبیه‌شده میان‌رده تبدیل شده است.

I. موقعیت‌یابی اصلی و معماری سخت‌افزار اساسی دستگاه با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده

LIFCL-40-8BG400I

یک مدل FPGA محاسباتی میان‌رده در سری CrossLink-NX است که به طور خاص برای سناریوهای دید تعبیه‌شده در سطح صنعتی طراحی شده است. موقعیت‌یابی اصلی آن از فلسفه طراحی سنتی FPGA که «بزرگ و جامع» است، فاصله می‌گیرد و در عوض بر سه عملکرد اصلی «پل‌زنی پروتکل دید بدون درز + پیش‌پردازش تصویر در زمان واقعی + استنتاج سبک هوش مصنوعی لبه» تمرکز دارد. این تراشه از انباشت منابع محاسباتی سطح بالا و غیرضروری اجتناب می‌کند و به طور دقیق به نقاط درد اصلی کاربردی پایانه‌های تعبیه‌شده مانند محدودیت‌های توان، فضای فشرده، شرایط عملیاتی پیچیده و الزامات زمان واقعی بالا می‌پردازد. شناسه اصلی در پسوند دستگاه دارای تعریف مهندسی واضحی است: 8BG400I مربوط به محدوده دمای عملیاتی صنعتی، معماری بسته‌بندی BGA با چگالی بالا و پیکربندی I/O بهینه‌شده است. این تراشه به طور کامل با شرایط عملیاتی سخت محیط‌های صنعتی که با نوسانات شدید دما، تداخل الکترومغناطیسی پیچیده و عملیات طولانی‌مدت بدون وقفه مشخص می‌شوند، سازگار است. برخلاف مدل‌های درجه تجاری، این تراشه سازگاری محیطی و پایداری عملیاتی برتری را ارائه می‌دهد. با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده LIFCL-40-8BG400I

بر اساس پلتفرم بهینه‌سازی FPGA اختصاصی Lattice Nexus™ ساخته شده و از فرآیند تولید پیشرو در صنعت 28 نانومتری FD-SOI (سیلیکون بر روی عایق کاملاً تخلیه شده) استفاده می‌کند. در مقایسه با FPGAهای فرآیند سیلیکون حجیم سنتی از همان کلاس، مزایای اصلی آن به ویژه برجسته است. از یک سو، نرخ خطای نرم تراشه را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و مقاومت در برابر اختلالات تک‌رویدادی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و الزامات قابلیت اطمینان را برای عملیات پایدار طولانی‌مدت در سناریوهایی مانند کنترل صنعتی، کمک رانندگی خودکار در خودرو و نظارت امنیتی برآورده می‌کند؛ از سوی دیگر، فناوری بایاس معکوس قابل برنامه‌ریزی امکان بهینه‌سازی دقیق پویا مصرف توان و عملکرد را در یک دستگاه واحد فراهم می‌کند و قدرت پردازش بصری را با مصرف توان کلی سیستم در صورت نیاز متعادل می‌کند. در تست‌های عملی، مصرف توان عملیاتی سیستم تا 75 درصد کمتر از FPGAهای رقیب قابل مقایسه است و آن را برای الزامات مدیریت توان دستگاه‌های بصری قابل حمل با باتری و پایانه‌های لبه تعبیه‌شده با توان کم کاملاً مناسب می‌سازد. علاوه بر این، معماری شامل طراحی نسبت بالای حافظه به واحد منطقی است، به طوری که هر واحد منطقی دارای حداکثر 170 بیت حافظه است - بسیار فراتر از پیکربندی FPGAهای عمومی با مشخصات مشابه. این امر پشتیبانی ذخیره‌سازی کافی روی تراشه را برای کشینگ تصویر با وضوح بالا، ذخیره‌سازی فریم داده‌های بصری و کشینگ وزن استنتاج هوش مصنوعی فراهم می‌کند و نیاز به تراشه‌های حافظه خارجی با ظرفیت بالا را از بین می‌برد و پیچیدگی طرح‌بندی PCB سخت‌افزار را ساده می‌کند. با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده LIFCL-40-8BG400I

LIFCL-40-8BG400I با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده از نظر پیکربندی راه‌اندازی و عملکرد پاسخ عملیاتی،

LIFCL-40-8BG400I با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده III. رابط‌های هسته سخت با سرعت بالا و قابلیت‌های پل‌زنی دید

LIFCL-40-8BG400I

با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده به عنوان یک هسته FPGA اختصاصی برای پل‌زنی دید تعبیه‌شده، ادغام هسته‌های سخت رابط دید استاندارد با سرعت بالا، مهم‌ترین مزیت متمایز کننده آن است. توسعه‌دهندگان نیازی به استفاده از منابع منطقی اضافی برای ساخت مدارهای رابط ندارند؛ این دستگاه فرستنده‌های گیرنده اختصاصی و سخت‌افزاری با سرعت بالا را ادغام می‌کند که به طور بومی از پروتکل‌های ارتباطی پرسرعت دوربین‌های اصلی، پنل‌های نمایشگر و تراشه‌های کنترل‌کننده دید پشتیبانی می‌کنند. این امر پیچیدگی توسعه پل‌زنی پروتکل و حجم کاری کدنویسی مرتبط را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد و در نتیجه چرخه‌های توسعه محصول را کوتاه می‌کند. این دستگاه دو فرستنده گیرنده سخت‌افزاری MIPI D-PHY 4 کاناله با سرعت بالا را ادغام می‌کند که هر کانال PHY قادر به نرخ داده تا 10 گیگابیت بر ثانیه است. پهنای باند ترکیبی به طور کامل از انتقال، دریافت و ارسال جریان‌های داده ویدئویی با وضوح بالا 4K UHD در زمان واقعی پشتیبانی می‌کند. این تراشه به طور بومی از دستگاه‌های ضبط بصری با رابط MIPI رایج مانند دوربین‌های تلفن همراه، دوربین‌های صنعتی با وضوح بالا و دوربین‌های دید فراگیر خودرو پشتیبانی می‌کند و امکان تجمیع، تقسیم، تبدیل پروتکل و پل‌زنی رله سیگنال جریان‌های داده ویدئویی چندگانه MIPI را فراهم می‌کند.

علاوه بر رابط اصلی MIPI با سرعت بالا، با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده

مجهز به حداکثر 37 جفت I/O دیفرانسیلی منبع-همزمان قابل برنامه‌ریزی است که می‌توانند به طور انعطاف‌پذیر برای پشتیبانی از LVDS، SLVS، subLVDS، OpenLDI و سایر رابط‌های ویدئویی دیفرانسیلی با سرعت پایین تا متوسط که معمولاً در دید صنعتی استفاده می‌شوند، پیکربندی شوند. این تراشه با دوربین‌های صنعتی سنتی، نمایشگرهای صنعتی و ماژول‌های ضبط دید قدیمی سازگار است و از قابلیت همکاری پروتکل بین تجهیزات دید جدید و قدیمی اطمینان حاصل می‌کند. همچنین رابط‌های ارتباطی صنعتی عمومی مانند SGMII، RGMII، PCIe، USB 3.0، I²C، SPI و UART را ادغام می‌کند و تبادل داده بدون درز با MCU میزبان، اترنت صنعتی، کامپیوترهای میزبان، ذخیره‌سازی خارجی و ماژول‌های حسگر را تسهیل می‌کند. این امر امکان ساخت یک سیستم دید تعبیه‌شده کامل از ابتدا تا انتها را فراهم می‌کند که شامل «اکتساب دید – پل‌زنی و تبدیل – پردازش در زمان واقعی – بارگذاری داده» است. قابلیت پل‌زنی پروتکل چندگانه بدون درز آن به این دستگاه اجازه می‌دهد تا به عنوان یک تراشه پل‌زنی پروتکل خالص عمل کند و جایگزین ASICهای پل‌زنی اختصاصی سنتی شود، در حالی که امکان گسترش آینده قدرت محاسباتی پردازش دید را نیز فراهم می‌کند. این امر چندکارکردی را در یک تراشه واحد به دست می‌آورد و انتخاب تراشه سخت‌افزار و پیچیدگی طراحی مدار را برای کل سیستم ساده می‌کند.

IV. مزایای رقابتی اصلی و تضمین قابلیت اطمینان در سطح صنعتی

LIFCL-40-8BG400I در مقایسه با راه‌حل‌های FPGA رقیب و تراشه‌های پل‌زنی اختصاصی سنتی، LIFCL-40-8BG400I

چهار مزیت اصلی غیرقابل جایگزین را در برنامه‌های کاربردی دید تعبیه‌شده خاص ارائه می‌دهد. اول، سازگاری استثنایی با مصرف انرژی کم را ارائه می‌دهد. فرآیند 28 نانومتری FD-SOI، همراه با فناوری مدیریت توان پویا، مصرف توان را در عملیات پیش‌پردازش دید استاندارد در سطح صد میلی‌وات نگه می‌دارد - به طور قابل توجهی کمتر از FPGAهای عمومی با قدرت محاسباتی معادل. این امر آن را برای دستگاه‌های بصری قابل حمل با باتری و پایانه‌های دید لبه بدون مراقبت که نیاز به عملیات طولانی‌مدت و با توان کم دارند، ایده‌آل می‌سازد. دوم، قابلیت اطمینان بالا و مصونیت در سطح صنعتی در برابر تداخل را ارائه می‌دهد. پسوند «I» نشان‌دهنده مشخصات صنعتی است و از عملیات در محدوده دمایی وسیع پشتیبانی می‌کند. این تراشه در برابر تداخل الکترومغناطیسی، نوسانات شدید دما و شرایط سخت عملیات مداوم طولانی‌مدت در محیط‌های صنعتی مقاومت می‌کند. با نرخ خطای نرم به طور قابل توجهی کاهش یافته، پایداری عملیاتی دستگاه بسیار فراتر از FPGAهای استاندارد درجه تجاری است و در نتیجه نرخ خرابی تجهیزات در محل و هزینه‌های نگهداری بعدی را کاهش می‌دهد. با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده 5. سازگاری

LIFCL-40-8BG400I با سناریوهای کاربردی اصلی دید تعبیه‌شده LIFCL-40-8BG400I