Yerleşik sistem geliştiricileri, yüksek performanslı düşük maliyetli ürünler oluşturmak için mobil işlemcinin yeniliğini, yaygın olarak kabul edilen MIPI standart arabirimini ve yeni nesil düşük maliyetli görüntü sensörlerini ve ekranlarını kullanıyor, ancak yine de birçok zorluğu çözmeleri gerekiyor.
Performansın hızlı gelişimi olarak, gerekli arayüz için gereken tür ve miktar nasıl tahmin edilir? Bu işlemciler kullanılırken geleneksel ekran ve/veya görüntü sensörü değeri için geleneksel ekran ve/veya görüntü sensörü değerine sahip olmak için bu işlemciler nasıl kullanılır? Farklı arayüz türlerini hızlı, düşük maliyetli köprüler, tasarımın başarılı olmasını nasıl sağlar?
Bu makale, yeni arayüzlere geçiş ve yeni ve eski cihazlar arasında köprü oluşturma ile ilgili etki ve tasarım konularını tanıtacak ve bazı uygun çözümler ve uygulama yöntemleri sunacaktır.
Bridge yeni video arabirimi İnsanların yenilikçi, düşük maliyetli video köprü çözümlerine olan talebi artıyor. Örneğin, izleme sistemleri inşa eden dronlar veya DSLR kamera tasarımcıları, hareketli mobil uygulama işlemcisinin (AP) en son yeniliğini kullanmak ister. Bu amaçla, genellikle tescilli geleneksel görüntü sensörü arabiriminden gelen sinyalleri çoğu AP'de kullanılan mobil MIPI CSI-2 görüntü sensörü arabirimine dönüştürmeleri gerekir.
Tasarımcı, yeni nesil sanal gerçeklik (VR) kulaklıklarını oluşturursa, tek bir MIPI DSI arayüzünden bir videoyu dönüştürmeniz ve onu iki MIPI DSI ekranına bölmeniz gerekir. Bu, yalnızca sistem performansını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda ürünün daldırma etkisi de daha güçlüdür (Şekil 1). AP yalnızca tek bir DSI arabirimi veya diğer özellikler için özel olarak kullanılan mevcut arabirimlerden birini sağlıyorsa, ortaya çıkan bu uygulamalar nasıl desteklenebilir?
Benzer şekilde, insan-makine arayüzü (HMI) çözümleri veya akıllı ekran geliştiricileri de endüstriyel sınıf ekranlara yapılan büyük yatırımın değerini korumak isteyebilir. Ancak bunu yapın, mobil AP üzerindeki CSI-2 arayüzünü OpenLDI / LVDS veya özel arayüz köprüsünden almaları gerekir.
Bazen, birden fazla video akışını daha büyük bir çerçeve çıkışına yerleştirmeniz, derin bir algı oluşturmanız veya gerçeklik sistemini geliştirmeniz gerekebilir. Şu anda, kamera sensörü ile görüntü işlemcisi arasında bulunan bir köprüleme çözümü, zamanında birden fazla CSI-2 çıkışını yakalamak ve minimum gecikmeyi sağlamak için zamanında yakalanabilir. Bu, evrensel pin kontrolü gerektirir. Birden fazla sentetik video akışının da aynı saati paylaşması gerekir ve bazı durumlarda ayrı bir güçlendirme programı gerekebilir. Her bir işlevi uygulamak için I/O'yu kolayca özelleştirebilmeniz gerekir.
MIPI mobil işlemcilerin uygulanması, otomotiv üretimi gibi geleneksel endüstriyel uygulamalara kadar derinleşti. Artan sayıda otomotiv elektronik ekipmanı ve kamera sayısı ile gelişmiş yardımcı sürüş sistemi (ADAS) ve bilgi eğlence sonarları daha fazla video köprüsü gerektiriyor.
Kamera başlangıçta sürücünün geri giderken gözlem yapmasına yardımcı olmak için geliştirildi ve şimdi üretici kamerayı aracın tam bir perspektif yelpazesini sağlamak için kullanıyor. Örneğin, bazı otomobil üreticileri arka aynayı kamerayla değiştirerek hava direncini azaltıyor ve yakıt verimliliğini artırıyor. Tasarımcı tarafından oluşturulan video köprüsü çözümü, üreticinin birden fazla görüntü sensörünün verilerini özetlemesine ve tek bir CSI-2 arayüzü üzerinden AP'ye iletmesine olanak tanır.
Evrensel anahtar Temel köprü çözümü talebini çözmek için tasarımcı genellikle evrensel anahtarları kullanır. Texas Instruments'ın HD3SS 3212'si, kart üzerindeki iki konum arasında sinyalleri iletmek için evrensel 2 kanallı çoklayıcı / çoklayıcı pasif anahtarın tipik bir örneğidir (Şek. 2). Cihaz MIPI DSI/CSI, FPDLINKII, LVDS ile uyumludur ve PCIe Gen IIII standartları 10 Gbps'ye kadar veri hızlarını destekler.
Tasarımcılar, cihazı 0 ila 2 V ortak mod voltaj aralığı ve 1800 mVPP diferansiyel genlik gerektiren herhangi bir arayüz uygulamasında kullanabilir. Uyarlanabilir izleme, kanalın ortak mod voltaj aralığı boyunca değişmeden kalmasını sağlar.
HD3SS3212, USB Type-C minidock kartları için değerlendirme modülleri ve değerlendirme panoları ve video ve şarj destekli referans tasarımı dahil olmak üzere çeşitli araçlar ve destek yazılımlarıyla birlikte gelir.
Programlanabilir çözüm Bu sorunu çözmenin bir başka yolu da yarı özel veya özel video köprü çözümleri kullanmaktır. Bununla birlikte, bu çözümler genellikle daha uzun geliştirme döngüleri ve daha yüksek düzenli olmayan mühendislik (NRE) maliyetleri ile nispeten dar uygulamalara uygulanabilir aralıklara odaklanır, ASIC tipiktir.
Evrensel ve özel video köprüsü arasındaki boşluğu kapatmak için video köprüleri, tasarım esnekliği ve kısa FPGA geliştirme döngülerinin yanı sıra belirli uygulama standart ürünlerinin (ASSP'ler) işlevselliğinin bir kombinasyonunu gerektirir. Bu özellikler için Kafes Yarı İletken Çapraz Bağlantı LIF-MD6000 Ana Bağlantı Değerlendirme Kurulu ve programlanabilir ASSP'si (PASSP) hakkında bilgi edinmek isteyebiliriz (Şekil 3). CrossLinkIF-MD6000, Kafesin Elmas Tasarım Yazılımında boş IP görevi gören değerlendirme panosu ile birlikte sağlanır. Her PASSP, FPGA yapısını hareket ettirerek iki MIPI D-PHY sabit bloğunu çevreler. Her MIPI D-PHY bloğu, dört adede kadar veri kanalına ve iletim ve alım (TX ve RX) desteği için bir saate sahiptir. D-PHY, 4 Gb/s hızında 12K'ya kadar ultra yüksek çözünürlüklü çözünürlük iletir. İki programlanabilir G/Ç grubu, Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 ve MIPI DSI ve CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS ve OpenLDI dahil olmak üzere çeşitli arabirimleri ve protokolleri destekler.
Bitişik FPGA yapısı 5, 936 LUT, 180 KB blok RAM ve 47 KB dağıtılmış RAM içerir. LUT, mantık, algoritma, RAM ve ROM işlevlerinin temel bileşeni olarak kullanılan programlanabilir işlevsel birimdeki (PFU) özel kayıt boyunca dağıtılır. Programlanabilir yönlendirme ağı, PFU bloğuna bağlanır.
Programlanabilir I / O grubunun SYSMEM gömülü blok RAM'i (EBR), gömülü I2C ve gömülü MIPI D-PHY, PFU sütunları arasında yayılır. PFU bloğu, Kafes'in Diamond tasarım yazılımı ile yapılandırılabilir ve her tasarımın kablo bağlantısı yapılabilir.
Yapılandırma ve ayar prosedürleri, seçim için çeşitli destek araçlarına ve yazılımlara sahiptir. Köprü cihazlarına ek olarak, LIF-MD6000 Master Link Değerlendirme Kartı, FTDI'ye Mini USB B tipi konektör de ekler. CrossLink devresine FTDI eklemek için SPI kullanın, JTAG ve GPIO kaynaklarını kullanarak X03LF cihazlarına FTDI ekleyin. Aynı zamanda, birden fazla gösterime, isteğe bağlı TX / RX bağlantı kartı bilgilerine ve diğer belgelere de göz atabilirsiniz. Kit ayrıca iki arabirim kartı, LIFMD-IOL-EVN SMA IO bağlantı arabirim kartları ve bir dallanan IO bağlantı kartı içerir. Ayrıca, LIF-MD6000 Raspberry PI geliştirme kartı, iki Raspberry PI görüntü sensörünü bir Raspberry PI işlemci kartına bağlamak için bir referans tasarım ve CrossLink soft IP içerir.
Lattice Semiconductor, geliştirmeyi basitleştirmek ve hızlandırmak için dört ortak video köprü çözümü için önceden tasarlanmış bir yumuşak IP modülü sağlar. Birden çok CSI-2 görüntü sensörünün tek bir CSI-2 çıkışına nasıl köprüleneceğini gösteren ilk çözüm (Şekil 4). Bu çözüm, görüntü sensörlerinin sayısını destekleyen yeterli bir arayüz sağlamayan tasarımda bir AP'yi veya görüntü sensörü ile görüntüleme verileri arasında bir işlem gecikmesini içeren uygulamalara uygulanır.
İkinci çözüm, 1: 2 ve 1: 1 DSI ekran arayüz köprüsüne odaklanır. Bu IP hedefi, artan bant genişliği gereksinimleri için görüntüleme yeteneklerinin ötesindeyken, işlemci yüksek performanslı bir arayüz işlevi sağlamaya devam ediyor. Eski ekranları yeni bir ekranla değiştirerek, yükseltme sırasında büyük AP girişi rezerve edebilirsiniz. Bu köprü aynı zamanda tek bir kaynağın çıkışını bir yerine iki DSI ekranına genişletebilir.
Üçüncü örnek çözüm, LIF-MD6000 aygıtları kullanılırken kritik bir CMOS IP'si - MIPI D-PHY arabirimi sağlar. Mipi D-PHY başlangıçta akıllı telefonlar ve ekranlardaki ara bağlantıları ele almak için geliştirilmiş olsa da, birçok işlemci ve ekran şimdi hala RGB, CMOS veya MIPI D-PHY arayüzlerini kullanıyor. RGB arayüzlü işlemci ile MIPI DSI arayüzlü bir ekran arasında veya MOS arayüzlü kamera ile CSI-2 arayüzlü bir işlemci arasında çözüm bir köprü görevi görebilir.
Dördüncü kamera arayüz köprüsü, AP ve erken görüntü sensörü arasındaki uyumsuzluk sorununu çözer. Birçok AP artık MIPI CSI-2 arabirimlerini kullanıyor olsa da, bazı yüksek çözünürlüklü görüntü sensörleri özel alt LVDS çıktı biçimleri kullanır. Bu köprü, iki arayüz türü arasındaki uyumsuzluğu çözer. Köprü ayrıca LVDS, CSI-2, HISPI ve diğer karşılıklı dönüştürme formatlarında da kullanılabilir.
Özetle Tasarımcılar, daha fazla uygulama için mobil el tipi ekipman için geliştirilmiş daha fazla bileşene sahip olduklarından, genellikle sistemdeki doğrudan bağlanamayan cihazla karşılaşırlar. Bazen AP'deki arayüz tipi veya miktarı sistemin görüntü sensörü veya ekranıyla eşleşmeyebilir.
Bazı temel çoklayıcı / çoklayıcı uygulamaları için hazır standart analog anahtarlar talebi karşılayabilir. Ancak tasarımcılar, kontrolsüz arabirimleri dönüştürmek, birden çok video akışını birleştirmek veya video akışlarını birden çok arabirime bölmek gibi bazı daha karmaşık köprü görevleri yaparken, FPGA tabanlı programlanabilir köprü çözümlerinin bir dizi avantajı vardır.
İlk olarak, bu çözümler eski cihazın mevcut girişini kullanmanıza izin verir, görüntü sensörünü ve MIPI arayüzünün MIPI arayüzünü kullansanız bile yine de geçerlidir. İkincisi, farklı arabirimlere sahip birden fazla cihaz arasında köprüleme yoluyla bu köprü çözümleri daha fazla bileşen seçmenize olanak tanır.
Bizim diğer ürün:
