Przyspieszenie inteligentnych wbudowanych projektów wizyjnych dzięki niskiej mocy rozwiązaniom przetwarzania obrazu i wideo FPGA firmy Microchip

Ponieważ systemy wizyjne oparte na dużej mocy obliczeniowej są coraz bardziej zintegrowane na krawędzi sieci, macierze bramek programowalnych (FPGA), stają się coraz częściej wybieraną platformą dla projektów nowej generacji. Te inteligentne systemy, oprócz możliwości przetwarzania o wysokiej przepustowości, są wdrażane w małych obudowach i w aplikacjach o ograniczonej temperaturze i mocy. Aby pomóc programistom w przyspieszeniu projektowania, Microchip Technology Inc., poprzez swoją spółkę zależną Microsemi, ogłosił inicjatywę Smart Embedded Vision, która dostarcza rozwiązania dla projektowania inteligentnych systemów wizyjnych maszyn z niskoprądowymi układami FPGA. Microchip rozszerza ofertę inteligentnych wbudowanych systemów wizyjnych FPGA o wysokiej rozdzielczości o nowe ulepszone interfejsy szybkiego przetwarzania obrazu, pakiety własności intelektualnej (IP) do przetwarzania obrazu i rozszerzony ekosystem partnerski.

Inicjatywa Smart Embedded Vision zawiera pakiet ofert FPGA, który obejmuje IP, sprzęt i narzędzia do projektów wizyjnych maszyn o małej mocy i małych rozmiarach w przemyśle, medycynie, branży radiowej, motoryzacyjnej, lotniczej i obronnej. Wraz z uruchomieniem inicjatywy firma Microchip dodała następujące elementy w celu dalszego spełnienia wymagań projektowych dotyczących inteligentnych systemów wizyjnych:

• Serial Digital Interface (SDI) IP - używany do transportu nieskompresowanych strumieni danych wideo przez okablowanie koncentryczne, interfejs ten ma wiele prędkości: HD-SDI (1,485 Gb/s, 720p, 1080i), 3G-SDI (2,970 Gb/s, 1080p60), 6G- SDI (5,94 Gb/s, 2Kp30) i 12G-SDI (11,88 Gb/s, 2 Kp60).
• 1,5 Gb/s na pas MIPI-CSI-2 IP - Zwykle stosowany w kamerach przemysłowych, MIPI-CSI-2 jest interfejsem czujnika, który łączy czujniki obrazu z układami FPGA. Rodzina PolarFire obsługuje prędkości odbioru do 1,5 Gb/s na pas i prędkość transmisji do 1 Gb/s.
• 2.3 Gb/s na pas SLVS-EC Rx – SLVS-EC Rx to interfejs czujnika obrazu IP o prędkości 2,3 Gb/s na pas, obsługujący kamery o wysokiej rozdzielczości. Klienci mogą wdrożyć dwupasmowy lub ośmiopasmowy rdzeń FPGA SLVS-EC Rx.
• Wielopasmowy gigabitowy MAC - rodzina PolarFire może obsługiwać prędkości 1, 2,5, 5 i 10 Gb/s przez Ethernet PHY, umożliwiając zaspokojenie zapotrzebowania na niezależny interfejs Universal Serial 10 GE Media (USXGMII) MAC IP z automatyczną negocjacją.
• 6.25 Gb/s interfejs CoaXPress v1.1 dla Hosta i IP urządzenia - CoaXPress to standard stosowany w wizji maszynowej o wysokiej wydajności, medycznej i przemysłowej. Microchip będzie obsługiwał technologię CoaXPress v2.0, która podwaja przepustowość do 12,5 Gbps.
• HDMI 2.0b - Obsługa rozdzielczości do 4K przy transmisji 60 fps i 1080p przy 60 fps.
• Pakiet PolarFire FPGA Imaging IP - zawiera MIPI-CSI-2 i zawiera IP przetwarzania obrazu do wykrywania krawędzi, mieszania alfa i ulepszania obrazu w celu dostosowania kolorów, jasności i kontrastu.
• Rozszerzony ekosystem partnerów - inicjatywa Smart Embedded Vision wprowadza Kaya Instruments - który zapewnia układom PolarFire FPGA rdzenie IP dla wizji poprzez interfejsy CoaXPress v2.0 i 10 GigE – dla partnerów ekosystemu Microchip. Ekosystem obejmuje również technologię Alma, Bitec i partnera ASIC Design Services, który zapewnia szkielet Core Deep Learning (CDL), umożliwiający wydajną energetycznie platformę przetwarzania obrazu i wideo Convolutional Neural Network (CNN) dla aplikacji wbudowanych i obliczeń brzegowych.

„Dostarczanie pakietu rozwiązań IP i sprzętu wraz z naszym ekosystemem partnerskim jest niezbędne dla zdolności naszych klientów do innowacji przy jednoczesnym przestrzeganiu ich harmonogramów produkcyjnych” - powiedział Shakeel Peera, wiceprezes ds. Marketingu produktów w jednostce biznesowej FPGA w firmie Microchip. „Jest to szczególnie ważne ze względu na szybką ewolucję wizji maszyn i komputerów, napędzaną rosnącym stosowaniem sztucznej inteligencji i potrzebą demokratyzacji systemów wizyjnych opartych na krawędziach”.

Układy FPGA firmy PolarFire oferują od 30 do 50 procent niższą całkowitą moc w porównaniu z konkurencyjnymi układami FPGA opartymi na pamięci SRAM (Static Random-Access Memory). Z członkami rodziny dysponującymi od 100K do 500K elementów logicznych (LE), zapewniają od 5 do 10 razy mniejszą moc statyczną, co czyni je idealnymi rozwiązaniami dla nowej gamy intensywnie wykorzystujących obliczenia urządzeń krawędziowych, w tym tych stosowanych w środowiskach o ograniczonej temperaturze i mocy.