Οι προγραμματιστές ενσωματωμένου συστήματος χρησιμοποιούν την καινοτομία του κινητού επεξεργαστή, την ευρέως αποδεκτή τυπική διεπαφή MIPI, καθώς και μια νέα γενιά αισθητήρων και οθονών εικόνας χαμηλού κόστους για τη δημιουργία προϊόντων χαμηλού κόστους υψηλής απόδοσης, αλλά εξακολουθούν να χρειάζονται λύσεις για πολλές προκλήσεις.
Καθώς η απόδοση βελτιώνεται γρήγορα, πώς να προβλέψετε τον τύπο και την ποσότητα που απαιτείται για την απαιτούμενη διεπαφή; Πώς να χρησιμοποιήσετε αυτούς τους επεξεργαστές για να έχετε την αξία της παραδοσιακής οθόνης και / ή του αισθητήρα εικόνας για την αξία της παραδοσιακής οθόνης ή / και αισθητήρα εικόνας κατά τη χρήση αυτών των επεξεργαστών; Πώς να γεφυρώσετε γρήγορα, χαμηλού κόστους διαφορετικούς τύπους διεπαφών, για να διασφαλίσετε ότι ο σχεδιασμός είναι επιτυχής;
Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει τον αντίκτυπο και τα ζητήματα σχεδιασμού που σχετίζονται με τη μετάβαση σε νέες διεπαφές και θα γεφυρώσει νέες και παλιές συσκευές και θα παρουσιάσει μερικές εφικτές λύσεις και μεθόδους εφαρμογής.
Γεφυρώστε τη νέα διεπαφή βίντεο Η ζήτηση των ανθρώπων για καινοτόμες λύσεις χαμηλού κόστους βίντεο γέφυρας αυξάνεται. Για παράδειγμα, η κατασκευή συστημάτων παρακολούθησης, drones ή σχεδιαστών φωτογραφικών μηχανών DSLR θέλουν να χρησιμοποιήσουν την τελευταία καινοτομία του διαδικτυακού επεξεργαστή εφαρμογών για κινητά (AP). Για το σκοπό αυτό, συνήθως πρέπει να μετατρέψουν σήματα από την ιδιόκτητη παραδοσιακή διεπαφή αισθητήρα εικόνας στη διεπαφή αισθητήρα εικόνας κινητού MIPI CSI-2 που χρησιμοποιείται στα περισσότερα AP.
Εάν ο σχεδιαστής φτιάξει την επόμενη γενιά ακουστικών εικονικής πραγματικότητας (VR), πρέπει να μετατρέψετε ένα βίντεο από μια διεπαφή MIPI DSI και να το χωρίσετε στις δύο οθόνες MIPI DSI. Αυτό όχι μόνο βελτιώνει την απόδοση του συστήματος, αλλά και το αποτέλεσμα εμβάπτισης του προϊόντος είναι ισχυρότερο (Εικόνα 1). Εάν το AP παρέχει μόνο μία διεπαφή DSI ή μία από τις διαθέσιμες διεπαφές που έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί ειδικά για άλλες λειτουργίες, πώς να υποστηρίξετε αυτές τις αναδυόμενες εφαρμογές;
Ομοίως, οι προγραμματιστές λύσεων διεπαφής ανθρώπου-μηχανής (HMI) ή έξυπνων οθονών μπορεί επίσης να επιθυμούν να διατηρήσουν την αξία των τεράστιων επενδύσεων σε οθόνες βιομηχανικής ποιότητας. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να λάβουν τη διεπαφή CSI-2 στο AP για κινητά από το OpenLDI / LVDS ή την αποκλειστική γέφυρα διεπαφής.
Μερικές φορές, μπορεί να χρειαστεί να τοποθετήσετε πολλαπλές ροές βίντεο σε μεγαλύτερη έξοδο καρέ, δημιουργώντας μια βαθιά αντίληψη ή βελτιώνοντας το σύστημα πραγματικότητας. Αυτή τη στιγμή, μια λύση γεφύρωσης που βρίσκεται μεταξύ του αισθητήρα κάμερας και του επεξεργαστή εικόνας μπορεί να καταγραφεί εγκαίρως για να συλλάβει εγκαίρως πολλαπλές εξόδους CSI-2 και να επιτύχει την ελάχιστη καθυστέρηση. Αυτό απαιτεί καθολικό έλεγχο καρφιτσών. Πολλές συνθετικές ροές βίντεο πρέπει επίσης να μοιράζονται το ίδιο ρολόι και σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να απαιτείται ξεχωριστό πρόγραμμα ενεργοποίησης. Για να εφαρμόσετε κάθε συνάρτηση, πρέπει να προσαρμόσετε εύκολα τα I / O.
Η εφαρμογή των κινητών επεξεργαστών MIPI έχει ακόμη επεκταθεί σε παραδοσιακές βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία. Με τον αυξανόμενο αριθμό ηλεκτρονικού εξοπλισμού αυτοκινήτων και τον αριθμό των φωτογραφικών μηχανών, το προηγμένο σύστημα βοηθητικής οδήγησης (ADAS) και οι ηχοσυστήματα πληροφοριών ψυχαγωγίας απαιτούν περισσότερη γέφυρα βίντεο.
Η κάμερα αναπτύχθηκε αρχικά για να βοηθήσει τον οδηγό να παρατηρεί όταν κάνει όπισθεν και τώρα ο κατασκευαστής χρησιμοποιεί την κάμερα για να παρέχει μια πλήρη γκάμα προοπτικών για το όχημα. Για παράδειγμα, ορισμένοι κατασκευαστές αυτοκινήτων αντικαθιστούν τον πίσω καθρέφτη με την κάμερα, μειώνοντας έτσι την αντίσταση του αέρα και βελτιώνοντας την απόδοση καυσίμου. Η λύση γέφυρας βίντεο που κατασκευάστηκε από τον σχεδιαστή επιτρέπει στον κατασκευαστή να συνοψίσει τα δεδομένα πολλαπλών αισθητήρων εικόνας και να τα μεταδώσει μέσω μιας ενιαίας διεπαφής CSI-2 στο AP.
Γενικός διακόπτης Προκειμένου να επιλυθεί η ζήτηση για τη βασική λύση γέφυρας, ο σχεδιαστής χρησιμοποιεί γενικά διακόπτες γενικής χρήσης. Το HD3SS 3212 της Texas Instruments είναι ένα τυπικό παράδειγμα ενός καθολικού παθητικού διακόπτη πολλαπλού πολυπλέκτη / αποπολυπλέκτη 2 καναλιών για τη μετάδοση σημάτων μεταξύ δύο θέσεων στον πίνακα (Εικ. 2). Η συσκευή είναι συμβατή με τα πρότυπα MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS και PCIe Gen IIII που υποστηρίζουν ρυθμούς δεδομένων έως 10 Gbps.
Οι σχεδιαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη συσκευή σε οποιεσδήποτε εφαρμογές διεπαφής που απαιτούν εύρος τάσης κοινής λειτουργίας 0 έως 2 V και διαφορικό πλάτος 1800 mVPP. Η προσαρμοστική παρακολούθηση διασφαλίζει ότι το κανάλι παραμένει αμετάβλητο σε όλο το εύρος τάσης κοινής λειτουργίας.
Το HD3SS3212 συνοδεύεται από μια ποικιλία εργαλείων και λογισμικού υποστήριξης, όπως μονάδες αξιολόγησης και πίνακες αξιολόγησης για πλακέτες USB Type-C, καθώς και σχεδιασμό αναφοράς με υποστήριξη βίντεο και φόρτισης.
Προγραμματιζόμενη λύση Ένας άλλος τρόπος επίλυσης αυτού του προβλήματος είναι η χρήση ημι-προσαρμοσμένων ή προσαρμοσμένων λύσεων βίντεο γέφυρας. Ωστόσο, αυτές οι λύσεις συνήθως επικεντρώνονται σε εφαρμοστέα εύρη σχετικά περιορισμένες εφαρμογές, με μεγαλύτερους κύκλους ανάπτυξης και υψηλότερα μη κανονικά κόστη μηχανικής (NRE), το ASIC είναι ένα τυπικό.
Για να καλυφθεί το χάσμα μεταξύ καθολικής και προσαρμοσμένης γέφυρας βίντεο, οι γέφυρες βίντεο απαιτούν συνδυασμό ευελιξίας σχεδίασης και σύντομων κύκλων ανάπτυξης FPGA, καθώς και λειτουργικότητα συγκεκριμένων βασικών προϊόντων εφαρμογής (ASSP). Για αυτές τις δυνατότητες, μπορεί να θέλουμε να μάθουμε για το Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board και το προγραμματιζόμενο ASSP (PASSP) (Εικόνα 3). Το CrossLinkIF-MD6000 παρέχεται με τον πίνακα αξιολόγησης που λειτουργεί ως αδρανής IP στο Diamond Design Software of Lattice. Κάθε PASSP περιβάλλει δύο σκληρά μπλοκ MIPI D-PHY μετακινώντας τη δομή FPGA. Κάθε μπλοκ MIPI D-PHY διαθέτει έως τέσσερα κανάλια δεδομένων και ένα ρολόι για υποστήριξη μετάδοσης και λήψης (TX, και RX). Το D-PHY μεταδίδει έως 4K ανάλυση εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας, με ρυθμό 12 Gb / s. Δύο ομάδες προγραμματιζόμενων I / O υποστηρίζουν μια ποικιλία διεπαφών και πρωτοκόλλων, συμπεριλαμβανομένων των Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 και MIPI DSI και CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS και OpenLDI.
Η παρακείμενη δομή FPGA περιλαμβάνει 5, 936 LUT, 180 KB block RAM και 47 KB κατανεμημένης RAM. Το LUT κατανέμεται κατά μήκος του αποκλειστικού καταχωρητή στην προγραμματιζόμενη λειτουργική μονάδα (PFU), που χρησιμοποιείται ως το βασικό συστατικό της συναρτήσεως λογικής, αλγορογραφίας, RAM και ROM. Το προγραμματιζόμενο δίκτυο δρομολόγησης συνδέεται στο μπλοκ PFU.
Η ενσωματωμένη μνήμη RAM SYSMEM (EBR) της προγραμματιζόμενης ομάδας εισόδου / εξόδου, η ενσωματωμένη I2C και η ενσωματωμένη MIPI D-PHY κατανέμονται μεταξύ των στηλών PFU. Το μπλοκ PFU μπορεί να διαμορφωθεί με το λογισμικό σχεδίασης Diamond του Lattice και καλωδίωση κάθε σχεδίου.
Οι διαδικασίες διαμόρφωσης και ρύθμισης διαθέτουν ποικιλία εργαλείων υποστήριξης και λογισμικού για επιλογή. Εκτός από τις συσκευές γέφυρας, ο πίνακας αξιολόγησης Master Link LIF-MD6000 προσθέτει επίσης τον σύνδεσμο τύπου Mini USB B στο FTDI. Χρησιμοποιήστε το SPI για να προσθέσετε FTDI στο κύκλωμα CrossLink, προσθέστε FTDI σε συσκευές X03LF χρησιμοποιώντας πόρους JTAG και GPIO. Ταυτόχρονα, μπορείτε επίσης να περιηγηθείτε σε πολλαπλές επιδείξεις, προαιρετικές πληροφορίες πίνακα συνδέσμων TX / RX και άλλη τεκμηρίωση. Το κιτ περιλαμβάνει επίσης δύο πίνακες διασύνδεσης, πίνακες διασύνδεσης LIFMD-IOL-EVN SMA IO και έναν διακλαδισμένο πίνακα σύνδεσης IO. Επιπλέον, ο πίνακας ανάπτυξης LIF-MD6000 Raspberry PI περιλαμβάνει σχεδιασμό αναφοράς και μαλακή IP CrossLink για σύνδεση δύο αισθητήρων εικόνας Raspberry PI σε πλακέτα επεξεργαστή Raspberry PI.
Για να απλοποιήσει και να επιταχύνει την ανάπτυξη, το Lattice Semiconductor παρέχει μια προ-σχεδιασμένη ενότητα IP IP για τέσσερις κοινές λύσεις βίντεο γέφυρας. Η πρώτη λύση που δείχνει τον τρόπο γεφύρωσης πολλαπλών αισθητήρων εικόνας CSI-2 σε μία μόνο έξοδο CSI-2 (Εικόνα 4). Αυτή η λύση ισχύει για εφαρμογές που περιλαμβάνουν AP στο σχεδιασμό που δεν παρέχει επαρκή διεπαφή που υποστηρίζει τον αριθμό των αισθητήρων εικόνας ή καθυστέρηση διεργασίας μεταξύ του αισθητήρα εικόνας και των δεδομένων απεικόνισης.
Η δεύτερη λύση επικεντρώνεται σε γέφυρα διεπαφής οθόνης 1: 2 και 1: 1 DSI. Αυτός ο στόχος IP είναι πέρα από τις δυνατότητες εμφάνισης για αυξανόμενες απαιτήσεις εύρους ζώνης, ενώ ο επεξεργαστής συνεχίζει να παρέχει λειτουργία διεπαφής υψηλής απόδοσης. Αντικαθιστώντας τις παλιές οθόνες σε μια νέα οθόνη, μπορείτε να διατηρήσετε τεράστια είσοδο AP κατά την αναβάθμιση. Αυτή η γέφυρα μπορεί επίσης να επεκτείνει την έξοδο μιας μεμονωμένης πηγής σε δύο οθόνες DSI αντί για μία.
Το τρίτο παράδειγμα λύσης παρέχει μια κρίσιμη IP του CMOS στο MIPI D-PHY interface όταν χρησιμοποιείτε συσκευές LIF-MD6000. Παρόλο που το Mipi D-PHY αναπτύχθηκε αρχικά για την αντιμετώπιση διασυνδέσεων σε smartphone και οθόνες, πολλοί επεξεργαστές και οθόνες εξακολουθούν να χρησιμοποιούν διεπαφές RGB, CMOS ή MIPI D-PHY. Μεταξύ του επεξεργαστή με τη διεπαφή RGB και μιας οθόνης με τη διεπαφή MIPI DSI ή μεταξύ της κάμερας με τη διεπαφή MOS και ενός επεξεργαστή με τη διεπαφή CSI-2, η λύση μπορεί να λειτουργήσει ως γέφυρα.
Η τέταρτη γέφυρα διεπαφής κάμερας λύνει το πρόβλημα της αναντιστοιχίας μεταξύ του AP και του πρώιμου αισθητήρα εικόνας. Παρόλο που πολλά AP τώρα χρησιμοποιούν διεπαφές MIPI CSI-2, ορισμένοι αισθητήρες εικόνας υψηλής ανάλυσης χρησιμοποιούν αποκλειστικές μορφές εξόδου sub-LVDS. Αυτή η γέφυρα επιλύει το ασυμβίβαστο μεταξύ των δύο τύπων διεπαφών. Η γέφυρα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε LVDS, CSI-2, HISPI και άλλες μορφές αμοιβαίας μετατροπής.
Περίληψη Καθώς οι σχεδιαστές έχουν όλο και περισσότερα εξαρτήματα που έχουν αναπτυχθεί για φορητό φορητό εξοπλισμό για περισσότερες εφαρμογές, συχνά συναντούν τη συσκευή στο σύστημα που δεν μπορεί να συνδεθεί άμεσα. Μερικές φορές ο τύπος διεπαφής ή η ποσότητα στο AP δεν ταιριάζει με τον αισθητήρα εικόνας ή την οθόνη του συστήματος.
Για ορισμένες βασικές εφαρμογές πολυπλέκτη / αποπολυπλέκτη, οι έτοιμοι τυπικοί αναλογικοί διακόπτες ενδέχεται να καλύψουν τη ζήτηση. Ωστόσο, καθώς οι σχεδιαστές κάνουν κάποιες πιο περίπλοκες εργασίες γέφυρας, όπως η μετατροπή ασυνείδητων διεπαφών, ο συνδυασμός πολλαπλών ροών βίντεο ή η διάσπαση ροών βίντεο σε πολλές διεπαφές, οι προγραμματιζόμενες λύσεις γέφυρας που βασίζονται σε FPGA έχουν πολλά πλεονεκτήματα.
Πρώτον, αυτές οι λύσεις σάς επιτρέπουν να χρησιμοποιήσετε την υπάρχουσα είσοδο της παλιάς συσκευής, ακόμη και αν χρησιμοποιείτε τον αισθητήρα εικόνας και τη διεπαφή MIPI της διεπαφής MIPI, εξακολουθεί να ισχύει. Δεύτερον, μέσω της γεφύρωσης μεταξύ πολλαπλών συσκευών διαφορετικών διεπαφών, αυτές οι λύσεις γέφυρας σας επιτρέπουν να επιλέξετε περισσότερα στοιχεία.
άλλο προϊόν μας:
