Manussüsteemide arendajad kasutavad suure jõudlusega odavate toodete loomiseks mobiilse protsessori uuendusi, laialdaselt tunnustatud MIPI standardliidest, aga ka uue põlvkonna odavaid pildisensoreid ja kuvareid, kuid peavad siiski lahendama palju probleeme.
Kuidas jõudluse kiire paranemisena ennustada vajaliku liidese jaoks vajalikku tüüpi ja kogust? Kuidas kasutada neid protsessoreid, et saada nende protsessorite kasutamisel traditsioonilise kuvari ja/või pildianduri väärtust traditsioonilise kuvari ja/või pildianduri väärtuseks? Kuidas kiiresti ja odavalt ühendada erinevaid liidese tüüpe, et tagada disaini õnnestumine?
See artikkel tutvustab uutele liidestele ülemineku ning uute ja vanade seadmete sildamisega seotud mõju- ja disainiprobleeme ning tutvustab mõningaid teostatavaid lahendusi ja rakendusmeetodeid.
Sild uus videoliides Inimeste nõudlus uuenduslike ja odavate videosillalahenduste järele kasvab. Näiteks seiresüsteemide, droonide või DSLR-kaamerate konstrueerijad soovivad kasutada uusimat uuendust on-hot mobiilirakenduste protsessoris (AP). Selleks peavad nad tavaliselt teisendama patenteeritud traditsioonilise pildianduri liidese signaalid mobiilseks MIPI CSI-2 pildianduri liideseks, mida kasutatakse enamikus AP-des.
Kui disainer loob järgmise põlvkonna virtuaalreaalsuse (VR) kõrvaklappe, peate teisendama video ühest MIPI DSI liidesest ja jagama selle kaheks MIPI DSI ekraaniks. See mitte ainult ei paranda süsteemi jõudlust, vaid on tugevam ka toote sukeldusefekt (joonis 1). Kui AP pakub ainult ühte DSI-liidest või ühte saadaolevatest liidestest, mida on juba spetsiaalselt muude funktsioonide jaoks kasutatud, kuidas neid uusi rakendusi toetada?
Samamoodi võivad inimese ja masina liidese (HMI) lahenduste või intelligentsete kuvarite arendajad soovida säilitada tööstusliku kvaliteediga kuvaritesse tehtavate tohutute investeeringute väärtust. Kuid selleks peavad nad saama mobiilse AP CSI-2 liidese OpenLDI / LVDS-i või spetsiaalse liidese silla kaudu.
Mõnikord peate võib-olla panema mitu videovoogu suurema kaadri väljundisse, luues sügava ettekujutuse või täiustades reaalsussüsteemi. Praegu saab kaamera anduri ja pildiprotsessori vahel asuva sillalahenduse õigeaegselt jäädvustada, et salvestada õigeaegselt mitu CSI-2 väljundit ja saavutada minimaalne viivitus. See nõuab universaalset tihvti juhtimist. Ka mitu sünteetilist videovoogu peavad jagama sama kella ja mõnel juhul võib olla vaja eraldi käivitusprogrammi. Iga funktsiooni rakendamiseks peate olema hõlpsasti kohandatav I / O.
MIPI mobiilsete protsessorite kasutamine on süvenenud isegi traditsioonilistele tööstuslikele rakendustele, näiteks autotööstusele. Seoses autode elektroonikaseadmete ja kaamerate arvu suurenemisega nõuavad täiustatud lisajuhtimissüsteem (ADAS) ja teabemeelelahutussonardid rohkem videosilda.
Kaamera töötati algselt välja selleks, et aidata juhil tagurdamisel jälgida, ja nüüd kasutab tootja kaamerat sõiduki täieliku vaatenurga pakkumiseks. Näiteks mõned autotootjad asendavad tagapeegli kaameraga, vähendades seeläbi õhutakistust ja parandades kütusesäästlikkust. Disaineri konstrueeritud videosilla lahendus võimaldab tootjal koondada mitme pildianduri andmed ja edastada need ühe CSI-2 liidese kaudu AP-le.
Universaallüliti Põhisillalahenduse nõudluse lahendamiseks kasutab projekteerija üldjuhul universaalseid lüliteid. Texas Instrumentsi HD3SS 3212 on tüüpiline näide universaalsest 2-kanalilisest multiplekserist / demultiplekserist passiivsest lülitist signaalide edastamiseks plaadi kahe positsiooni vahel (joonis XNUMX). 2). Seade ühildub MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS ja PCIe Gen IIII standarditega, mis toetab kuni 10 Gbps andmeedastuskiirust.
Disainerid saavad seadet kasutada mis tahes liideserakendustes, mis nõuavad 0–2 V ühisrežiimi pingevahemikku ja 1800 mVPP diferentsiaalamplituudi. Adaptiivne jälgimine tagab, et kanal jääb muutumatuks kogu ühisrežiimi pingevahemikus.
HD3SS3212-ga on kaasas mitmesugused tööriistad ja tugitarkvara, sealhulgas C-tüüpi USB-minidoki plaatide hindamismoodulid ja hindamisplaadid ning võrdlusdisain koos video- ja laadimistoega.
Programmeeritav lahendus Teine võimalus selle probleemi lahendamiseks on kasutada poolkohandatud või kohandatud videosillalahendusi. Kuid need lahendused on tavaliselt keskendunud kohaldatavatele vahemikele suhteliselt kitsastele rakendustele, pikema arendustsükli ja kõrgemate mitteregulaarsete projekteerimiskuludega (NRE) on tüüpiline ASIC.
Universaalse ja kohandatud videosilla vahelise lõhe korvamiseks vajavad videosildad disaini paindlikkuse ja lühikeste FPGA arendustsüklite kombinatsiooni, aga ka spetsiifiliste rakendusstandardtoodete (ASSP) funktsionaalsust. Nende funktsioonide jaoks sooviksime tutvuda võrepooljuhtide ristlingi LIF-MD6000 põhilingi hindamisplaadi ja selle programmeeritava ASSP-ga (PASSP) (joonis 3). CrossLinkIF-MD6000 on varustatud hindamispaneeliga, mis toimib Lattice'i Diamond Design Software'is jõudeoleku IP-na. Iga PASSP ümbritseb kahte MIPI D-PHY kõvaplokki, liigutades FPGA struktuuri. Igal MIPI D-PHY plokil on kuni neli andmekanalit ja kell edastamise ja vastuvõtmise (TX ja RX) toetamiseks. D-PHY edastab kuni 4K ülikõrglahutusega eraldusvõimet kiirusega 12 Gb / s. Kaks programmeeritavate I/O rühma toetavad mitmesuguseid liideseid ja protokolle, sealhulgas Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 ja MIPI DSI ning CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS ja OpenLDI.
Külgnev FPGA struktuur sisaldab 5 936 LUT-i, 180 KB plokk-RAM-i ja 47 KB hajutatud RAM-i. LUT jaotatakse programmeeritava funktsionaalse üksuse (PFU) spetsiaalses registris, mida kasutatakse loogika, algoritmograafia, RAM-i ja ROM-i funktsioonide põhikomponendina. Programmeeritav marsruutimisvõrk ühendub PFU-plokiga.
Programmeeritava I/O rühma SYSMEM-i sisseehitatud RAM (EBR), manustatud I2C ja manustatud MIPI D-PHY on jaotatud PFU veergude vahel. PFU-plokki saab konfigureerida Lattice'i Diamond disainitarkvaraga ja iga kujunduse juhtmestikuga.
Konfiguratsiooni- ja seadistusprotseduuridel on valikuks mitmesuguseid tugitööriistu ja tarkvara. Lisaks sildseadmetele lisab LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board FTDI-le ka Mini USB B tüüpi pistiku. Kasutage SPI-d FTDI lisamiseks CrossLinki vooluringile, lisage FTDI X03LF-seadmetele, kasutades JTAG-i ja GPIO-ressursse. Samal ajal saate sirvida ka mitut esitlust, valikulist TX/RX linkplaadi teavet ja muud dokumentatsiooni. Komplekt sisaldab ka kahte liideseplaati, LIFMD-IOL-EVN SMA IO ühendusplaate ja hargnevat IO linkplaati. Lisaks sisaldab LIF-MD6000 Raspberry PI arendusplaat võrdlusdisaini ja CrossLinki pehmet IP-d, et ühendada kaks Raspberry PI pildiandurit Raspberry PI protsessoriplaadiga.
Arengu lihtsustamiseks ja kiirendamiseks pakub Lattice Semiconductor neljale levinud videosilla lahendusele eeldisainitud pehme IP-mooduli. Esimene lahendus, mis näitab, kuidas ühendada mitu CSI-2 pildiandurit ühe CSI-2 väljundiga (joonis 4). See lahendus hõlmab rakendusi, mis hõlmavad AP-d, mis ei paku piisavat liidest, mis toetaks pildiandurite arvu, või protsessi viivitust pildianduri ja pildiandmete vahel.
Teine lahendus keskendub 1: 2 ja 1: 1 DSI kuvari liidese sillale. See IP-eesmärk ületab kasvavate ribalaiuse nõuete kuvamisvõimalusi, samas kui protsessor pakub jätkuvalt suure jõudlusega liidese funktsiooni. Asendades vanad kuvad uue ekraaniga, saate uuendamise ajal reserveerida tohutu AP-sisendi. See sild võib laiendada ka ühe allika väljundit kahele DSI-kuvarile ühe asemel.
Kolmas näidislahendus pakub LIF-MD6000 seadmete kasutamisel CMOS-i kriitilist IP-d MIPI D-PHY liidesele. Kuigi Mipi D-PHY töötati algselt välja nutitelefonide ja kuvarite vastastikuste ühenduste käsitlemiseks, kasutavad paljud protsessorid ja kuvarid praegu endiselt RGB-, CMOS- või MIPI D-PHY liideseid. RGB liidesega protsessori ja MIPI DSI liidesega kuvari või MOS liidesega kaamera ja CSI-2 liidesega protsessori vahel võib lahendus toimida sillana.
Neljas kaamera liidese sild lahendab AP ja varase pildianduri vahelise mittevastavuse probleemi. Kuigi paljud AP-d kasutavad nüüd MIPI CSI-2 liideseid, kasutavad mõned kõrge eraldusvõimega pildiandurid spetsiaalseid alam-LVDS-i väljundvorminguid. See sild lahendab kahe liidese tüübi kokkusobimatuse. Silda saab kasutada ka LVDS-is, CSI-2-s, HISPI-s ja muudes vastastikuse teisendamise vormingutes.
Kokkuvõte Kuna disainerid arendavad üha rohkem komponente mobiilsete pihuseadmete jaoks rohkemate rakenduste jaoks, puutuvad nad sageli kokku seadmega, mida ei saa otse ühendada. Mõnikord ei vasta AP liidese tüüp või kogus süsteemi pildiandurile või kuvale.
Mõne põhilise multiplekseri/demultiplekseri rakenduse puhul võivad valmis standardsed analooglülitid nõudlusele vastata. Kuna aga disainerid teevad mõningaid keerukamaid sillaülesandeid, nagu näiteks vastulöögivõimetute liideste teisendamine, mitme videovoo kombineerimine või videovoogude jagamine mitmeks liideseks, on FPGA-põhistel programmeeritavatel sillalahendustel mitmeid eeliseid.
Esiteks võimaldavad need lahendused kasutada vana seadme olemasolevat sisendit, isegi kui kasutad pildisensorit ja MIPI liidese MIPI liidest, kehtib see ikkagi. Teiseks võimaldavad need sillalahendused mitme erineva liidesega seadme vahelise silla kaudu valida rohkem komponente.
Meie teise tootega:
