وبلاگ شرکت در مورد LIFCL-40-9BG400I Lattice CrossLink -NX FPGA جاسازی شده با 2.5G MIPI D-PHY

شرکت Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.LIFCL-40-9BG400Iشبکه CrossLink-NX FPGA جاسازی شده، مجهز به 2.5G MIPI D-PHY.

درLIFCL-40-9BG400Iیک دستگاه هسته ای FPGA با عملکرد بالا و کم مصرف از سری CrossLink-NX Lattice Semiconductor® است که به طور خاص برای پردازش سیگنال های بینایی کنار طراحی شده است.انتقال داده های تصویر با سرعت بالا، جمع آوری سیگنال سنسور و کاربردهای انتخابی هوش مصنوعی کم وزن. این دستگاه با استفاده از سیستم عامل پیشرفته Nexus 28nm FD-SOI Lattice ساخته شده است، این دستگاه به طور کامل بسته بندی فشرده را متعادل می کند،مصرف بسیار کم قدرت عملیاتی، قابلیت های پیکربندی فوری فوق العاده سریع و قابلیت اطمینان بالا و ثبات عملیاتی درجه صنعتی. هسته به صورت استاندارد با یک ماژول گیرنده هسته سخت MIPI D-PHY با سرعت 2.5G عرضه می شود،که آن را به تراشه هسته ای منطق قابل برنامه ریزی برای بینایی جاسازی شده صنعتی ترجیح می دهد، سنجش هوشمند داخل خودرو، اتصال تصویربرداری با وضوح بالا در الکترونیک مصرفی و تبدیل سیگنال در ترمینال های هوشمند لبه.آن را به طور دقیق نیازهای هسته دوگانه از انتقال سریال داده با سرعت بالا و کنترل منطق در زمان واقعی در سناریوهای مختلف متقاضی جاسازی.

منLIFCL-40-9BG400Iمعماری فرآیند پایه و سخت افزار اصلی

LIFCL-40-9BG400I FPGA جاسازی شده بر روی یک فرآیند سفارشی 28nm FD-SOI ساخته شده است. در مقایسه با فرآیند سیلیکون عمده مورد استفاده در FPGA های سنتی،قابلیت تنظیم تعصب بازخورد قابل برنامه ریزی دارد.این امکان را برای بهینه سازی پویا و دقیق عملکرد دستگاه و نسبت مصرف برق بر اساس خواسته های واقعی بار کاری جاسازی شده فراهم می کند، که امکان آماده سازی با قدرت کم تحت بار های سبک را فراهم می کند.بار بزرگ، عملکرد بالا. همچنین دارای بهترین در کلاس انعطاف پذیری خطا نرم در میان FPGAs کلاس خود است، با قابلیت اطمینان بیش از صد برابر رقبای قابل مقایسه.آن را ارائه می دهد ثبات استثنایی در طول کار مداوم طولانی مدت و کاملا مناسب برای محیط کار خشن مانند سایت های صنعتی و کاربردهای خودرو، که در آن تداخل الکترومغناطیسی و نوسانات دمایی قابل توجه است.

از نظر پیکربندی منابع منطق هسته ای،LIFCL-40-9BG400Iمجهز به واحدهای پردازش منطق تقریباً 39K است که برای پشتیبانی از کنترل زمان بندی پیچیده منطق جاسازی شده، رمزگذاری و رمزگشایی چند کانال داده های سیگنال، پیش پردازش داده های تصویر کافی است.و استفاده از الگوریتم های انتخابی هوش مصنوعی سبک· دارای 2.9MB از منابع حافظه جاسازی شده با ظرفیت بالا، شامل ترکیبی از ماژول های EBR و LRAM است. این نیاز به تراشه های حافظه خارجی با ظرفیت بالا را از بین می برد.امکان کش کردن فریم های تصویری مهم، ذخیره سازی داده های پیکربندی و ذخیره سازی موقت داده های میانگین برای محاسبات در زمان واقعی. این طراحی مدار محیطی ترمینال های جاسازی شده را ساده می کند.کاهش کل مصرف برق و نیاز به فضای PCBهمچنین شامل 56 ضرب کننده سخت افزاری 18 × 18 با عملکرد بالا است که شتاب سخت افزاری را برای عملیات فشرده و ضرب مانند مقیاس بندی تصویر فراهم می کند.عملیات پیش پردازش پیکسل و ماتریس هوش مصنوعی، در نتیجه عملکرد زمان واقعی پردازش داده های دید جاسازی شده را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

درLIFCL-40-9BG400Iدر یک بسته کوچک نصب سطح 400 پین CABGA با یک طرح بندی پین علمی سازمان یافته قرار دارد، که آن را برای مسیر PCB با تراکم بالا در دستگاه های جاسازی شده فشرده مناسب می کند.با ولتاژ استاندارد تغذیه هسته 1 ولت کار می کند، و معماری منبع برق محیطی ساده آن، سازگاری با ماژول های قدرت معمولی در سیستم های مختلف جاسازی شده را تضمین می کند.دستگاه در محدوده درجه حرارت صنعتی کار می کند، که عملکرد مستمر و پایدار را در یک محیط با دمای گسترده از -40°C تا +100°C تضمین می کند.کابینت های کنترل صنعتی، و هر دو قسمت داخلی و خارجی خودرو، بدون کاهش عملکرد یا مشکلات عملیاتی، 24 ساعت در روز کار می کنند.

II. ویژگی های اصلیLIFCL-40-9BG400Iهسته با استاندارد 2.5G MIPI D-PHY

متمایزترین مزیت LIFCL-40-9BG400I در ادغام بومی یک گیرنده هسته سخت MIPI D-PHY با سرعت 2.5G است.این به طور خاص برای سناریوهای تبادل داده های تصویر با سرعت بالا بهینه سازی شده است، مانند ضبط تصویر دوربین MIPI CSI-2 و رانندگی صفحه نمایش با وضوح بالا MIPI DSI ، که نیاز به تراشه های رابط PHY خارجی را از بین می برد.تجزیه و انتقال سیگنال های تصویری سریالی با سرعت بالا، به طور قابل توجهی معماری سخت افزاری سیستم های دید جاسازی شده را ساده می کند، از دست دادن زنجیره سیگنال و نقاط شکست محیطی را کاهش می دهد و ثبات انتقال سیگنال را افزایش می دهد.

این هسته سخت MIPI D-PHY از یک معماری سخت افزاری دو کانال و چهار کانال استفاده می کند. هر هسته سخت PHY از حداکثر سرعت انتقال داده 2.5 Gbps در هر کانال پشتیبانی می کند.زمانی که چندین کانال به طور همزمان کار می کنند، آنها می توانند به راحتی نیازهای ضبط و انتقال تصویر در زمان واقعی از دوربین های با وضوح بالا 1080p و 2K را برآورده کنند.و همچنین نیاز به حرکت سیگنال از پانل های صفحه نمایش با وضوح بالا با نرخ ارتقاء بالاماژول PHY دارای کالیبراسیون زمان دهی سیگنال در سطح سخت افزاری و مقاومت تداخل سیگنال دیفرانسیل بهینه شده است.در محیط های عملیاتی الکترومغناطیسی پیچیده که برای دستگاه های جاسازی شده معمول است، به طور موثر کاهش سیگنال، تغییر زمان و از دست دادن بسته های داده در طول انتقال را سرکوب می کند، و سرعت بالا را تضمین می کند،انتقال دو طرفه داده های تصویر با وضوح بالا بدون ضرر و با تاخیر کمدر مقایسه با راه حل های سنتی با استفاده از تراشه های رابط MIPI خارجی با FPGAs، معماری D-PHY بومی به طور قابل توجهی تاخیر پیوند را کاهش می دهد.نیازی به رمزگشایی منطق یا سازگاری اضافی ندارد، و راه اندازی پیوند سیگنال به سرعت پس از روشن شدن تکمیل می شود و به طور کامل نیاز اصلی پردازش تصویر با تاخیر پایین در دستگاه های دید جاسازی شده را برآورده می کند.

علاوه بر این، هسته سخت MIPI D-PHY از پیکربندی و گسترش سیگنال انعطاف پذیر پشتیبانی می کند، که امکان جمع آوری، تقسیم، تکثیر و پیوند سیگنال های تصویری متعدد MIPI را فراهم می کند.می تواند همزمان داده های تصویری چند کانال را از چندین دوربین با وضوح بالا برای جمع آوری و پردازش در زمان واقعی به دست آورد، یا یک سیگنال تصویر با وضوح بالا را به چندین ترمینال نمایش توزیع می کند. که آن را برای کاربردهای مختلف بینایی جاسازی شده مانند جمع آوری همزمان چند دوربین مناسب می کند.صفحه نمایش همزمان چند صفحه، و تقسیم و پشتیبان گیری سیگنال تصویر. این انعطاف پذیری برنامه ریزی بسیار بالا را ارائه می دهد و نیازی به تغییر در مدارهای سخت افزاری ندارد؛الزامات توپولوژی انتقال تصویر متفاوت تنها از طریق برنامه نویسی منطقی FPGA قابل پذیرایی است.

III. مزیت های عملکردی اصلی متفاوتLIFCL-40-9BG400Iدستگاه

اولاً، LIFCL-40-9BG400I دارای قابلیت های پیکربندی فوری فوق العاده سریع است، که برجسته ای کلیدی برای سناریوهای راه اندازی زمان واقعی جاسازی شده است.این دستگاه FPGA پیکربندی I / O را در تنها 3 ms تکمیل می کند، با پیکربندی کامل دستگاه که بیش از 8 ms طول نمی کشد. راه اندازی و بارگذاری منطقی در عرض میلی ثانیه از قدرت تکمیل می شود، و نیاز به دوره های گرم کردن طولانی را از بین می برد.این کاملا مناسب برای برنامه های کاربردی با الزامات سخت گیرانه تاخیر راه اندازی است، مانند سیستم های اتومبیل سازی "start-and-run" ، تنظیم مجدد سریع برق برای تجهیزات صنعتی و بیدار شدن فوری برای ترمینال های جاسازی شده قابل حمل،در نتیجه از بین بردن تاخیرهای عملیاتی ناشی از تاخیر در راه اندازی معمول FPGAs سنتی.

دوم،LIFCL-40-9BG400Iمصرف انرژی کم را با قابلیت اطمینان بالا ترکیب می کند، که آن را برای دستگاه های غیرفعال، باتری و طولانی مدت بدون نظارت مناسب می کند.مصرف برق در حالت آماده ایستاتیک و پویا در صنعت پایین ترین است.به ماژول های خنک کننده پیچیده نیاز ندارد، زیرا کنوکشن طبیعی برای پاسخگویی به نیازهای کار مداوم طولانی مدت کافی است.مناسب کردن آن برای سناریوهای حساس به انرژی مانند ترمینال های دید قابل حمل IoT و تجهیزات نظارت در فضای باز با باتریعلاوه بر این، دستگاه مقاومت عالی در برابر تشعشعات و خطاهای نرم را ارائه می دهد.اطمینان از عملکرد منطقی پایدار در طول عملیات طولانی مدت بدون نقص مانند خرابی برنامه یا اختلال منطق، که آن را مناسب برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا از جمله اتوماسیون صنعتی، حمل و نقل راه آهن و سیستم های کنترل صنعتی داخل خودرو می کند.

سوم،LIFCL-40-9BG400Iدارای سازگاری رابط استثنایی است که اتصال بین خود را با طیف گسترده ای از دستگاه های محیطی جاسازی شده تسهیل می کند. علاوه بر رابط اصلی MIPI D-PHY، تراشه به طور بومی از LVDS پشتیبانی می کند،SubLVDS، OpenLDI، SGMII و دیگر رابط های صنعتی و نمایش سریع و رایج، که امکان پیوند و تبدیل بی سیم پروتکل های متقابل بین سیگنال های MIPI و سیگنال های LVDS، Ethernet و SGMII را فراهم می کند.اين مانع تعامل سيگنال بين دوربين ها ميشه، واحد های پردازش FPGA، ترمینال های نمایش و پردازنده های کنترل لبه، تسهیل طراحی یکپارچه برای سیستم های جاسازی شده چند پروتکل ناهمگن.دستگاه با نرم افزار توسعه حرفه ای FPGA Lattice Radiant همراه است.، که فرآیند توسعه و عیب یابی را ساده می کند. از کامپایل کردن منطق سریع، شبیه سازی زمان و برنامه نویسی در مدار پشتیبانی می کند،به طور قابل توجهی کوتاه کردن چرخه تکرار تحقیق و توسعه برای محصولات دید جاسازی شده در حالی که کاهش موانع توسعه و هزینه های تحقیق و توسعه.

IV. سناریوهای کاربردی معمول برای برنامه های هسته ایLIFCL-40-9BG400I

1. بینایی جاسازی شده صنعتی و کنترل صنعتی: این می تواند به عنوان واحد پردازش اصلی برای تجهیزات بازرسی دید با وضوح بالا در صنعت عمل کند. از طریق IP سخت 2.5G MIPI D-PHY،آن را به دوربین های صنعتی با وضوح بالا برای اسکن منطقه و اسکن خط متصل می کند تا تشخیص نقص های سطح قطعه را در زمان واقعی انجام دهد.، اندازه گیری ابعاد و پیش پردازش تصویر.آن را به طور همزمان با کنترل صنعتی motherboards و پانل های نمایش صنعتی به دست آوردن مدیریت یکپارچه از کسب تصویر، پردازش در زمان واقعی، نمایش محلی نتایج و بارگذاری داده هاکه آن را برای سناریوهای مانند بازرسی کیفیت خودکار در خطوط تولید صنعتی و نظارت بصری بر عملکرد و نگهداری تجهیزات صنعتی مناسب می کند..

2. کاربردهای سنجش هوشمند و نمایش کابین خلبان در داخل خودرو: برای دوربین های تشخیصی ADAS به جلو و سیستم های منظره اطراف چند دوربین همگام در داخل خودرو طراحی شده است.این سیستم جریان های متعدد از داده های ویدئویی داخل خودرو را در زمان واقعی از طریق رابط های MIPI با سرعت بالا منتقل می کند.. این کار را انجام می دهد وظایف قبل از پردازش مانند خیاط تصویر و اصلاح تحریفدر حالی که همزمان سیگنال های نمایش MIPI را برای دسته های ابزار با وضوح بالا در کابین و صفحه های کنترل مرکزی رانندگی می کنند.آن را به خواسته های عملکرد پایدار تحت نوسانات شدید دمای و محیط های الکترومغناطیسی معمول در کاربردهای خودرو،تضمین عملکرد ایمن و قابل اطمینان سیستم های بینایی داخل خودرو.

3ترمینال دید هوش مصنوعی سبک بر اساس لبه: استفاده از چندگانه های سخت افزاری و منابع منطقی،این راه حل الگوریتم های انتخابی هوش مصنوعی تشخیص تصویر و تشخیص شی را به کار می گیرد.در ارتباط با 2.5G MIPI D-PHY، این امکان را برای ضبط تصویر در زمان واقعی از دوربین های پایانی و تجزیه و تحلیل نتیجه گیری AI محلی فراهم می کند. بدون نیاز به قدرت محاسباتی ابر،آن را به دست می آورد تشخیص هوشمند محلی آفلاین، که آن را برای سناریوهای جاسازی شده هوش مصنوعی کم وزن مانند نظارت امنیتی هوشمند، سنجش بصری خانه هوشمند و ترمینال های سنجش هوشمند IoT مناسب می کند.

4- دستگاه های پل و تبدیل سیگنال ویدئویی با وضوح بالا: تمرکز بر روی پل پروتکل متقابل بین MIPI و رابط های مختلف با سرعت بالااین دستگاه ها تبدیل پروتکل سیگنال بین دوربین های MIPI و اترنت را تسهیل می کنند.آنها نیازهای اتصال سیگنال تجهیزات ویدیویی با وضوح بالا در الکترونیک مصرفی، دستگاه های تصویربرداری پزشکی فشرده،و ترمینال های دید قابل حمل و جاسازی شده، ساده سازی معماری سخت افزاری و افزایش کوچک سازی و ادغام دستگاه ها.