Utviklere av innebygde system bruker den mobile prosessorens innovasjon, allment aksepterte MIPI-standardgrensesnitt, samt en ny generasjon av rimelige bildesensorer og skjermer for å bygge lavkostprodukter med høy ytelse, men må fortsatt løse mange utfordringer.
Som rask ytelsesforbedring, hvordan forutsi typen og kvantiteten som kreves for det nødvendige grensesnittet? Hvordan bruke disse prosessorene for å ha verdien av den tradisjonelle skjermen og/eller bildesensoren for verdien av den tradisjonelle skjermen og/eller bildesensoren mens du bruker disse prosessorene? Hvordan raskt, rimelige bro mellom ulike grensesnitttyper, sikre at designet er vellykket?
Denne artikkelen vil introdusere virkningen og designproblemene knyttet til migreringen til nye grensesnitt og bygge bro mellom nye og gamle enheter, og introdusere noen gjennomførbare løsninger og applikasjonsmetoder.
Bro nytt videogrensesnitt Folks etterspørsel etter innovative, rimelige videobroløsninger øker. For eksempel vil konstruere overvåkingssystemer, droner eller DSLR-kameradesignere bruke den siste innovasjonen til on-hot mobilapplikasjonsprosessoren (AP). For dette formål må de vanligvis konvertere signaler fra det proprietære tradisjonelle bildesensorgrensesnittet til det mobile MIPI CSI-2 bildesensorgrensesnittet som brukes på de fleste AP-er.
Hvis designeren bygger neste generasjon av virtuell virkelighet (VR)-hodetelefoner, må du konvertere en video fra et enkelt MIPI DSI-grensesnitt og dele den til de to MIPI DSI-skjermene. Dette forbedrer ikke bare systemytelsen, men også produktets fordypningseffekt er sterkere (Figur 1). Hvis AP bare gir et enkelt DSI-grensesnitt eller et av de tilgjengelige grensesnittene som allerede er spesifikt brukt for andre funksjoner, hvordan støtte disse nye applikasjonene?
På samme måte kan utviklere av human-machine interface (HMI) løsninger eller intelligente skjermer også ønske å beholde verdien av enorme investeringer i industrielle skjermer. Men gjør dette, de må motta CSI-2-grensesnittet på den mobile AP fra OpenLDI / LVDS eller dedikert grensesnittbro.
Noen ganger kan det hende du må sette flere videostrømmer til en større bildeutgang, for å skape en dyp oppfatning eller forbedre virkelighetssystemet. På dette tidspunktet kan en broløsning mellom kamerasensoren og bildeprosessoren fanges opp i tide for å fange opp flere CSI-2-utganger i tide og oppnå minimal forsinkelse. Dette krever universell pinkontroll. Flere syntetiske videostrømmer må også dele samme klokke, og i noen tilfeller kan det være nødvendig med et separat oppstartsprogram. For å implementere hver funksjon må du enkelt tilpasses I/O.
Bruken av MIPI mobile prosessorer har til og med blitt dypere til tradisjonelle industrielle applikasjoner, for eksempel bilproduksjon. Med det økende antallet elektronisk utstyr for biler og antall kameraer, krever det avanserte hjelpekjøringssystemet (ADAS) og informasjonsunderholdningsonarder mer videobro.
Kameraet ble opprinnelig utviklet for å hjelpe sjåføren observert når han rygger, og nå bruker produsenten kameraet for å gi et komplett utvalg av perspektiver av kjøretøyet. Noen bilprodusenter bytter for eksempel ut bakspeilet med kameraet, og reduserer dermed luftmotstanden og forbedrer drivstoffeffektiviteten. Videobroløsningen konstruert av designeren gjør det mulig for produsenten å oppsummere dataene til flere bildesensorer og overføre dem gjennom et enkelt CSI-2-grensesnitt til AP.
Universalbryter For å løse etterspørselen etter den grunnleggende broløsningen bruker prosjekterende generelt universalbrytere. HD3SS 3212 fra Texas Instruments er et typisk eksempel på en universell 2-kanals multiplekser / demultiplekser passiv bryter for overføring av signaler mellom to posisjoner på brettet (fig. 2). Enheten er kompatibel med MIPI DSI/CSI, FPDLINKII, LVDS og PCIe Gen IIII-standarder støtter opptil 10 Gbps datahastigheter.
Designere kan bruke enheten til alle grensesnittapplikasjoner som krever 0 til 2 V felles modus spenningsområde og 1800 mVPP differensialamplitude. Adaptiv sporing sikrer at kanalen forblir uendret gjennom fellesmodusspenningsområdet.
HD3SS3212 kommer med en rekke verktøy og støtteprogramvare, inkludert evalueringsmoduler og evalueringskort for USB Type-C minidock-kort, og referansedesign med video- og ladestøtte.
Programmerbar løsning En annen måte å løse dette problemet på er å bruke semi-tilpassede eller tilpassede videobroløsninger. Imidlertid er disse løsningene vanligvis fokusert på anvendelige områder relativt smale applikasjoner, med lengre utviklingssykluser og høyere ikke-vanlige ingeniørkostnader (NRE), ASIC er en typisk.
For å gjøre opp gapet mellom universell og tilpasset videobro krever videobroer en kombinasjon av designfleksibilitet og korte FPGA-utviklingssykluser, samt funksjonalitet til spesifikke applikasjonsstandardprodukter (ASSP). For disse funksjonene ønsker vi kanskje å lære om Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board og dets programmerbare ASSP (PASSP) (Figur 3). CrossLinkIF-MD6000 er utstyrt med evalueringstavlen som fungerer som ledig IP i Diamond Design Software of Lattice. Hver PASSP omgir to MIPI D-PHY harde blokker ved å flytte FPGA-strukturen. Hver MIPI D-PHY-blokk har opptil fire datakanaler og en klokke for støtte for overføring og mottak (TX og RX). D-PHY overfører opptil 4K ultra-høydefinisjonsoppløsning, med en hastighet på 12 Gb/s. To grupper programmerbare I/O støtter en rekke grensesnitt og protokoller, inkludert Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 og MIPI DSI, og CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS og OpenLDI.
Tilstøtende FPGA-struktur inkluderer 5, 936 LUT, 180 KB blokk-RAM og 47 KB distribuert RAM. LUT-en distribueres langs det dedikerte registeret i den programmerbare funksjonelle enheten (PFU), brukt som den grunnleggende komponenten av logikk-, algoritme-, RAM- og ROM-funksjoner. Programmerbart rutenettverk kobles til PFU-blokken.
SYSMEM embedded block RAM (EBR) til den programmerbare I/O-gruppen, embedded I2C og embedded MIPI D-PHY er spredt mellom PFU-kolonner. PFU-blokken kan konfigureres med Diamond-designprogramvaren til Lattice og kabler hver design.
Konfigurasjons- og innstillingsprosedyrene har en rekke støtteverktøy og programvare for valg. I tillegg til broenheter, legger LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board også Mini USB B-kontakten til FTDI. Bruk SPI for å legge til FTDI til CrossLink-kretsen, legg til FTDI til X03LF-enheter ved å bruke JTAG- og GPIO-ressurser. Samtidig kan du også bla gjennom flere demonstrasjoner, valgfri informasjon om TX/RX-koblingstavler og annen dokumentasjon. Settet inkluderer også to grensesnittkort, LIFMD-IOL-EVN SMA IO-tilkoblingskort og et forgrenende IO-linkkort. I tillegg inkluderer LIF-MD6000 Raspberry PI-utviklingskortet et referansedesign og CrossLink myk IP for å koble to Raspberry PI-bildesensorer til et Raspberry PI-prosessorkort.
For å forenkle og akselerere utviklingen tilbyr Lattice Semiconductor en forhåndsdesignet myk IP-modul for fire vanlige videobroløsninger. Den første løsningen som viser hvordan man kobler flere CSI-2-bildesensorer til en enkelt CSI-2-utgang (Figur 4). Denne løsningen gjelder applikasjoner som inkluderer et AP i designet som ikke gir et tilstrekkelig grensesnitt som støtter antall bildesensorer, eller en prosessforsinkelse mellom bildesensoren og bildedataene.
Den andre løsningen fokuserer på 1:2 og 1:1 DSI-skjermgrensesnittbro. Dette IP-målet er utenfor skjermfunksjonene for økende båndbreddekrav, mens prosessoren fortsetter å gi en grensesnittfunksjon med høy ytelse. Ved å erstatte de gamle skjermene til en ny skjerm, kan du reservere enorme AP-innganger mens du oppgraderer. Denne broen kan også utvide utgangen fra en enkelt kilde til to DSI-skjermer i stedet for én.
Den tredje eksempelløsningen gir en kritisk IP for CMOS til MIPI D-PHY-grensesnitt ved bruk av LIF-MD6000-enheter. Selv om Mipi D-PHY i utgangspunktet er utviklet for å adressere sammenkoblinger i smarttelefoner og skjermer, bruker mange prosessorer og skjermer nå fortsatt RGB-, CMOS- eller MIPI D-PHY-grensesnitt. Mellom prosessoren med RGB-grensesnittet og en skjerm med MIPI DSI-grensesnittet, eller mellom kameraet med MOS-grensesnittet og en prosessor med CSI-2-grensesnittet, kan løsningen fungere som en bro.
Den fjerde kameragrensesnittbroen løser problemet med misforhold mellom AP og den tidlige bildesensoren. Selv om mange AP-er nå bruker MIPI CSI-2-grensesnitt, bruker noen høyoppløselige bildesensorer dedikerte sub-LVDS-utdataformater. Denne broen løser inkompatibiliteten mellom de to grensesnitttypene. Broen kan også brukes i LVDS, CSI-2, HISPI og andre formater for gjensidig konvertering.
Oppsummer Ettersom designere har utviklet flere og flere komponenter for mobilt håndholdt utstyr for flere bruksområder, møter de ofte enheten i systemet som ikke kan kobles direkte. Noen ganger samsvarer ikke grensesnitttypen eller antallet på AP-en med bildesensoren eller skjermen til systemet.
For noen grunnleggende multiplekser/demultiplekserapplikasjoner kan ferdiglagde standard analoge brytere møte etterspørselen. Men ettersom designere utfører noen mer komplekse brooppgaver, som å konvertere ubevisste grensesnitt, kombinere flere videostrømmer eller dele videostrømmer til flere grensesnitt, har FPGA-baserte programmerbare broløsninger en rekke fordeler.
For det første lar disse løsningene deg bruke den eksisterende inngangen til den gamle enheten, selv om du bruker bildesensoren og MIPI-grensesnittet til MIPI-grensesnittet, gjelder det fortsatt. For det andre, gjennom brobygging mellom flere enheter med forskjellige grensesnitt, lar disse broløsningene deg velge flere komponenter.
Vår andre produkt:
