如何破解嵌入式视觉应用难题？莱迪思使出“快”招
2019-10-09
16:07:24
来源: 互联网
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嵌入式视觉可以算得上是过去十年间高科技领域发展最快的技术之一，刷脸取钱，无人零售等等，无一不是它的功劳。可以说，每一个摄像头背后都有一个嵌入式视觉系统在不知疲倦地分析和观察着这个世界。
所谓“嵌入式视觉”，顾名思义，就是在嵌入式系统中实现计算机视觉功能和应用。之所以在过去十年中嵌入式视觉的应用版图不断扩张，很大程度上得益于处理器技术的发展，使得人们能够从硬件中获得足够的算力，让在嵌入式情景下运行复杂的视觉算法成为可能。
嵌入式视觉应用的新需求
技术日新月异的今天，处理器在飞速发展，嵌入式视觉应用也就产生了更新的需求。在Lattice（以下称莱迪思）半导体CrossLinkPlus产品发布会上，莱迪思亚太区产品市场部总监陈英仁阐述了目前嵌入式视觉市场的演变与需求。
莱迪思亚太区产品市场部总监陈英仁
首先是市场的演变方面，很多使用者、消费者在产品上已经养成了习惯，希望开机快，方便使用，在消费类电子领域比较明显的例子就是手机。这样的需求开始普及到非消费类领域，比如在工业类、车用领域，大家也会想要这样的体验。所以在嵌入式视觉系统方面，大家希望能够有更无缝的视觉体验，通俗来说就是马上反应，马上灵敏的操作。
其次是成本方面。过去十年来手机的量基本上超过任何的电子用品。包括电脑、计算机和电视等。现在每个家庭大部分拥有一台、两台电视，但每个人至少有一部甚至多部手机。手机出货量的变大导致手机上的通讯协议-MIPI也变成一个非常常见的协议。因此用MIPI协议的零件也变得比较好买、便宜，性价比非常的高。其中包括摄像头、处理器以及屏，这三种零件拥有非常高的性价比。当然，这样一种趋势也不会只存在于消费电子领域中，其它产业也开始用这种MIPI协议降低成本。
第三是创新方面的需求。以往在消费类创新比较多，现在车用产品已经开始像大型移动设备，在工业领域大家希望能够去互连，建立“网”，利用摄像头与AI实现更多的功能。这些创新都需要为现有的复杂系统进行升级，因此大家都需要更加简单的方法。
为了解决需求的巨大缺口，作为低功耗、可编程器件的领先供应商莱迪思推出CrossLinkPlus™FPGA系列产品，适用于采用MIPID-PHY的嵌入式视觉系统。CrossLinkPlus器件作为创新的低功耗FPGA，拥有集成闪存、一个硬MIPID-PHY、可实现面板瞬时显示的高速I/O以及灵活的片上编程特性。这款产品是CrossLink的升级版。不同于CrossLink专注于消费市场，CrossLinkPlus开拓了全新的车用、工业领域市场。
CrossLinkPlus特性
陈英仁表示，除了应对目前市场的三大需求，CrossLinkPlus能做的还有很多。目前行业内传统处理器的接口和处理能力有限，难以处理多个传感器。因此客户需要可编程解决方案，CrossLinkPlus能聚合多个传感器，还能预处理数据，减少处理的负载。
同样在屏上也会有类似的限制，很多应用处理器传统的“屏”可能大小是固定的。现在创新的需求导致需要多样化的屏或者接到更多的屏。除了TFT、OLED甚至可能要接到一些LED，如果要做一些室外的显示，还可能要用到电子光学屏，这些都是新的技术，在这种情况下需要器件更弹性地去做桥接，甚至去做分屏的动作。CrossLinkPlus就能很好的应对这些问题，它是可编程的，具有传统FPGA的灵活性。莱迪思在其中还加了硬核的MIPI D-PHY。有了MIPI D-PHY，在使用过程中就可以更加省电，性能也更高。
CrossLinkPlus拥有很多突出的特性，陈英仁列出以下几项：
1、瞬时启动（<10ms）
陈英仁表示， CrossLinkPlus相比于前代有一个新功能，加入了一个内嵌的闪存。透过这个内嵌的闪存，可以做到瞬间启动。比如手机，需要一按按钮就有画面。除此之外，在倒车时，可以瞬间显示出倒车影像，这也就是所谓的“无缝视觉体验”，这个体验对于消费者来说很重要。
“无缝视觉体验”对人眼来说，大概是要经过15ms人脑才会感知这个图像。而使用CrossLinkPlus后，唤醒的时间或者说启动时间，是小于6ms的（实际测试）。这样就可以减少启动上面的一些视觉假象，给客户更直观的体验。
2、MIPI D-PHY总带宽达12Gbps
据陈英仁介绍，CrossLinkPlus的性能可以到一个通道可以到1.5G，4个通道就能达到6G。其中有2组硬核，所以总共有12Gbps的带宽。可以实现更高分辨率的摄像头或者是更高分辨率的屏的一些转接。
另外这个硬核也可以降低功耗，陈英仁表示，最重要的并不是功耗，现在很多产品都是插电使用的。如何解决散热才是重点，包括散热的成本等。因为现在很多嵌入式系统为了追求稳定性、并没有风扇去散热，需要依靠散热片。所以总体上把散热给降低的时候，不止可以减少成本，也可以缩小产品面积。
3、FPGA灵活的互连标准
FPGA具有很高的灵活性，可以非常容易地把很多接口转换，把很多不同的器件可以连接起来。如车用、工业类、消费类常见的标准协议包括subLVDS、LVDS并行接口，还有MIPI，同时还有摄像头、屏、处理器等，通过FPGA就可以非常灵活的把不管是周遭零件或者协议都结合在一起。
4、IP和参考设计可加速设计；
陈英仁表示，虽然FPGA一直以来强调让客户很快的把产品推向市场、更快地开发产品。但实际上， FPGA在很多人的印象中有两大问题：其一是价钱，另外一个是设计的门槛。
就价钱来说，莱迪思的产品在很多的应用场景算是很平价的、因此非常有竞争力的。而设计门槛方面，很多使用者并不熟悉FPGA，传统懂FPGA的使用者都是一些通讯类的。为了让嵌入式系统的客户更容易上手，莱迪思推出了很多的IP还有参考设计。提供更多模块化的IP。包括接受器、发送器、转换器，其本身可以像搭积木一样，在器件里面拼出需要的设计，同时也可以让客户更容易去设计。同时还有参考设计，给客户展示怎么把模块化组织在一起，就更容易上手。
5、3.5mm×3.5mm小尺寸封装
莱迪思目前已经推出了CrossLink 3.5mm×3.5mm小尺寸封装，可以让客户减少空间，把产品做得更小。CrossLinkPlus也有同样的封装，假如客户现在已经是采用CrossLink 3.5 mm×3.5 mm封装的话，可以无缝接轨直接移植过来，更加方便。
6、功耗低至5mW（运行功耗）
目前CrossLinkPlus的运行功耗最低可以达到5mW。
7、现提供样片
目前，莱迪思已经把样片提供给国内的一些工业、还有汽车领域的客户，他们已经在试用了。甚至还有的客户已经进入除错阶段，
莱迪思半导体有限公司副总裁兼亚太区总经理徐宏来在最后强调，莱迪思非常注重中国市场，CrossLinkPlus产品线也是亚太市场提出的想法。一直以来，莱迪思专注于FPGA，根据客户的需求、根据市场的需求，推出了很多的产品。虽然现实中的嵌入式视觉系统设计开发还是会遇到诸多挑战，比如功耗、尺寸、成本等等，但莱迪思无惧风险，扬帆起航。
责任编辑：sophie
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