A beágyazott rendszerek fejlesztői a mobil processzor innovációját, a széles körben elfogadott MIPI szabványos interfészt, valamint az alacsony költségű képérzékelők és kijelzők új generációját használják nagy teljesítményű, alacsony költségű termékek készítéséhez, de még sok kihívást kell megoldaniuk.
A teljesítmény gyors javulásaként hogyan lehet megjósolni a szükséges interfész típusát és mennyiségét? Hogyan lehet ezeket a processzorokat használni, hogy a hagyományos kijelző és/vagy a képérzékelő értéke megegyezzen a hagyományos kijelzővel és/vagy képérzékelővel, miközben ezeket a processzorokat használja? Hogyan lehet gyorsan, olcsón áthidalni a különböző interfésztípusokat, hogy a tervezés sikeres legyen?
Ez a cikk bemutatja az új interfészekre való átállással és az új és régi eszközök áthidalásával kapcsolatos hatásokat és tervezési problémákat, valamint bemutat néhány megvalósítható megoldást és alkalmazási módszert.
Bridge új videó interfész Az emberek kereslete az innovatív, olcsó videohíd megoldások iránt egyre növekszik. Például a megfigyelőrendszerek, drónok vagy DSLR kamerák tervezői az on-hot mobilalkalmazás-processzor (AP) legújabb innovációját szeretnék használni. Ebből a célból általában a szabadalmaztatott hagyományos képérzékelő interfész jeleit a legtöbb hozzáférési ponton alkalmazott mobil MIPI CSI-2 képérzékelő interfészre kell konvertálniuk.
Ha a tervező megépíti a virtuális valóság (VR) fejhallgató következő generációját, akkor egyetlen MIPI DSI interfészről kell konvertálnia egy videót, és fel kell osztania a két MIPI DSI kijelzőre. Ez nemcsak a rendszer teljesítményét javítja, hanem a termékbemerítési hatás is erősebb (1. ábra). Ha az AP csak egyetlen DSI interfészt biztosít, vagy az elérhető interfészek egyikét, amelyeket kifejezetten más szolgáltatásokhoz használnak, hogyan lehet támogatni ezeket a feltörekvő alkalmazásokat?
Hasonlóképpen, az ember-gép interfész (HMI) megoldások vagy az intelligens kijelzők fejlesztői is meg kívánhatják őrizni az ipari minőségű kijelzőkbe való hatalmas befektetés értékét. Ehhez azonban meg kell kapniuk a CSI-2 interfészt a mobil hozzáférési ponton az OpenLDI / LVDS vagy dedikált interfész hídtól.
Néha előfordulhat, hogy több videofolyamot kell egy nagyobb képkocka kimenetre helyeznie, mély érzékelést hozva létre vagy javítva a valóság rendszerét. Jelenleg a kamera érzékelője és a képfeldolgozó processzor között elhelyezkedő áthidaló megoldás időben rögzíthető több CSI-2 kimenet időben történő rögzítéséhez és a minimális késleltetés eléréséhez. Ehhez univerzális tűs vezérlés szükséges. Több szintetikus videofolyamnak is meg kell osztania ugyanazt az órát, és bizonyos esetekben külön bekapcsolóprogramra lehet szükség. Az egyes funkciók megvalósításához könnyen testreszabható I/O-ra van szükség.
A MIPI mobil processzorok alkalmazása még a hagyományos ipari alkalmazásokba is elmélyült, mint például az autógyártás. Az autóipari elektronikai berendezések és a kamerák számának növekedésével a fejlett kiegészítő vezetési rendszer (ADAS) és az információs szórakoztató szonárd több videohidat igényel.
A kamerát eredetileg arra fejlesztették ki, hogy segítse a vezetőt tolatás közben megfigyelni, most pedig a gyártó a kamerát arra használja, hogy a jármű teljes perspektíváját biztosítsa. Egyes autógyártók például a hátsó tükröt kamerára cserélik, ezzel csökkentve a légellenállást és javítva az üzemanyag-hatékonyságot. A tervező által megépített videohíd megoldás lehetővé teszi a gyártó számára, hogy több képérzékelő adatait összesítse és egyetlen CSI-2 interfészen keresztül továbbítsa az AP-hoz.
Univerzális kapcsoló Az alaphídi megoldás iránti igény kielégítésére a tervező általában univerzális kapcsolókat alkalmaz. A Texas Instruments HD3SS 3212 tipikus példája egy univerzális 2-csatornás multiplexer/demultiplexer passzív kapcsolóra, amely jeleket továbbít a kártya két pozíciója között (ábra XNUMX). 2). Az eszköz kompatibilis a MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS és PCIe Gen IIII szabványokkal, akár 10 Gbps adatátviteli sebességet is támogat.
A tervezők bármilyen interfész-alkalmazáshoz használhatják az eszközt, amely 0-2 V közös módú feszültségtartományt és 1800 mVPP differenciál amplitúdót igényel. Az adaptív követés biztosítja, hogy a csatorna változatlan maradjon a közös módú feszültségtartományban.
A HD3SS3212 számos eszközzel és támogató szoftverrel érkezik, beleértve a kiértékelő modulokat és kiértékelő kártyákat az USB Type-C minidock kártyákhoz, valamint a referencia dizájnt videó- és töltéstámogatással.
Programozható megoldás A probléma megoldásának másik módja a félig egyedi vagy egyedi videohíd megoldások használata. Ezek a megoldások azonban általában az alkalmazható tartományokra koncentrálnak, viszonylag szűk alkalmazásokra, hosszabb fejlesztési ciklusokkal és magasabb nem-reguláris tervezési (NRE) költségekkel, az ASIC jellemző.
Az univerzális és az egyedi videohíd közötti szakadék pótlása érdekében a videohidak tervezési rugalmasságát és rövid FPGA-fejlesztési ciklusait, valamint specifikus alkalmazási szabványos termékek (ASSP-k) funkcionalitását igénylik. Ezekhez a szolgáltatásokhoz érdemes megismernünk a Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Boardot és annak programozható ASSP-jét (PASSP) (3. ábra). A CrossLinkIF-MD6000 kiértékelő kártyával rendelkezik, amely tétlen IP-címként működik a Diamond Design Software of Lattice-ban. Mindegyik PASSP két MIPI D-PHY keményblokkot vesz körül az FPGA struktúra mozgatásával. Minden MIPI D-PHY blokk legfeljebb négy adatcsatornával és egy órával rendelkezik az átvitel és vétel (TX és RX) támogatására. A D-PHY akár 4K ultra-nagy felbontású felbontást is továbbít, 12 Gb/s sebességgel. A programozható I/O két csoportja számos interfészt és protokollt támogat, köztük a Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 és MIPI DSI, valamint a CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS és OpenLDI protokollokat.
A szomszédos FPGA-struktúra 5 936 LUT-t, 180 KB blokk RAM-ot és 47 KB elosztott RAM-ot tartalmaz. A LUT a programozható funkcionális egység (PFU) dedikált regisztere mentén van elosztva, amely a logikai, algoritmus, RAM és ROM funkciók alapvető összetevőjeként szolgál. Programozható útválasztó hálózat csatlakozik a PFU blokkhoz.
A programozható I/O csoport SYSMEM beágyazott blokk RAM-ja (EBR), a beágyazott I2C és a beágyazott MIPI D-PHY a PFU oszlopok között van szétosztva. A PFU blokk konfigurálható a Lattice Diamond tervezőszoftverével és az egyes tervek bekötésével.
A konfigurációs és beállítási eljárásokhoz számos támogató eszköz és szoftver tartozik a kiválasztáshoz. A hídeszközök mellett a LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board Mini USB B típusú csatlakozóval is kiegészíti az FTDI-t. Használja az SPI-t az FTDI hozzáadásához a CrossLink áramkörhöz, adjon hozzá FTDI-t az X03LF eszközökhöz JTAG és GPIO erőforrások használatával. Ugyanakkor böngészhet több bemutatón, az opcionális TX / RX link kártya információiban és egyéb dokumentációkban is. A készlet két interfész kártyát is tartalmaz, a LIFMD-IOL-EVN SMA IO csatlakozó interfész kártyákat és egy elágazó IO link kártyát. Ezenkívül a LIF-MD6000 Raspberry PI fejlesztőkártya referencia kialakítást és CrossLink soft IP-t tartalmaz, amellyel két Raspberry PI képérzékelőt csatlakoztathat egy Raspberry PI processzorkártyához.
A fejlesztés leegyszerűsítése és felgyorsítása érdekében a Lattice Semiconductor előre megtervezett soft IP modult biztosít négy általános videohíd-megoldáshoz. Az első megoldás, amely bemutatja, hogyan lehet több CSI-2 képérzékelőt áthidalni egyetlen CSI-2 kimenetre (4. ábra). Ez a megoldás olyan alkalmazásokra vonatkozik, amelyek tartalmaznak egy olyan AP-t a kialakításban, amely nem biztosít elegendő interfészt a képérzékelők számára, vagy késleltetést a képérzékelő és a képadatok között.
A második megoldás az 1:2 és 1:1 DSI kijelző interfész hídra összpontosít. Ez az IP-cél a növekvő sávszélesség-igény miatt meghaladja a megjelenítési képességeket, miközben a processzor továbbra is nagy teljesítményű interfész funkciót biztosít. A régi kijelzők új kijelzőre cserélésével hatalmas AP bemenetet foglalhat le a frissítés során. Ez a híd egyetlen forrás kimenetét egy helyett két DSI-kijelzőre is kiterjesztheti.
A harmadik példamegoldás egy kritikus CMOS IP-címet biztosít a MIPI D-PHY interfészhez LIF-MD6000 eszközök használatakor. Bár a Mipi D-PHY-t eredetileg az okostelefonok és kijelzők összekapcsolására fejlesztették ki, sok processzor és kijelző ma is RGB, CMOS vagy MIPI D-PHY interfészt használ. Az RGB interfésszel rendelkező processzor és a MIPI DSI interfésszel rendelkező kijelző, vagy a MOS interfésszel rendelkező kamera és a CSI-2 interfésszel rendelkező processzor között a megoldás hídként működhet.
A negyedik kamera interfész híd megoldja az AP és a korai képérzékelő közötti eltérés problémáját. Bár ma már sok hozzáférési pont MIPI CSI-2 interfészt használ, egyes nagyfelbontású képérzékelők dedikált al-LVDS kimeneti formátumokat használnak. Ez a híd megoldja a két interfésztípus közötti inkompatibilitást. A híd LVDS-ben, CSI-2-ben, HISPI-ben és más kölcsönös átalakítási formátumokban is használható.
Összegzés Mivel a tervezők egyre több alkatrészt fejlesztettek ki a mobil kézi berendezésekhez több alkalmazáshoz, gyakran találkoznak olyan eszközzel a rendszerben, amely nem csatlakoztatható közvetlenül. Néha az AP interfész típusa vagy mennyisége nem egyezik a rendszer képérzékelőjével vagy kijelzőjével.
Egyes alapvető multiplexer/demultiplexer alkalmazásoknál a kész szabványos analóg kapcsolók kielégíthetik az igényeket. Mivel azonban a tervezők bonyolultabb hídfeladatokat végeznek, mint például az ellentmondásmentes interfészek konvertálása, több videofolyam kombinálása vagy a videofolyamok több interfészre való felosztása, az FPGA-alapú programozható hídmegoldások számos előnnyel járnak.
Először is, ezek a megoldások lehetővé teszik a régi készülék meglévő bemenetének használatát, még akkor is, ha a képérzékelőt és a MIPI interfész MIPI interfészét használjuk, az továbbra is érvényes. Másodszor, a különböző interfészekkel rendelkező eszközök közötti áthidalás révén ezek a hídmegoldások lehetővé teszik több komponens kiválasztását.
Másik termék:
