Sulautetun järjestelmän kehittäjät käyttävät mobiiliprosessorin innovaatioita, laajalti hyväksyttyä MIPI-standardirajapintaa sekä uuden sukupolven edullisia kuvaantureita ja näyttöjä korkean suorituskyvyn ja halpatuotteiden rakentamiseen, mutta heidän on silti ratkaistava monia haasteita.
Suorituskyvyn nopeana paranemisena, kuinka ennustaa vaaditun rajapinnan tyyppi ja määrä? Kuinka käyttää näitä prosessoreita saadakseen perinteisen näytön ja/tai kuva-anturin arvon perinteisen näytön ja/tai kuvasensorin arvoon näitä prosessoreita käytettäessä? Kuinka nopeasti, edullisia siltoja eri käyttöliittymätyyppejä, varmistaa, että suunnittelu on onnistunut?
Tämä artikkeli esittelee uusiin liitäntöihin siirtymiseen ja uusiin ja vanhoihin laitteisiin siirtymiseen liittyviä vaikutuksia ja suunnittelukysymyksiä sekä esittelee joitain toteutettavissa olevia ratkaisuja ja sovellusmenetelmiä.
Silta uusi videorajapinta Ihmisten kysyntä innovatiivisille edullisille videosiltaratkaisuille kasvaa. Esimerkiksi valvontajärjestelmiä rakentavat, droonit tai DSLR-kameroiden suunnittelijat haluavat käyttää uusinta innovaatiota on-hot mobiilisovellusprosessorista (AP). Tätä tarkoitusta varten niiden on yleensä muutettava signaalit patentoidusta perinteisestä kuvasensoriliitännästä mobiiliin MIPI CSI-2 -kuvasensoriliitäntään, jota käytetään useimmissa AP:issa.
Jos suunnittelija rakentaa seuraavan sukupolven virtuaalitodellisuuskuulokkeita (VR), sinun on muunnettava video yhdestä MIPI DSI -liitännästä ja jaettava se kahdelle MIPI DSI -näytölle. Tämä ei ainoastaan paranna järjestelmän suorituskykyä, vaan myös tuotteen upotusvaikutus on vahvempi (kuva 1). Jos tukiasema tarjoaa vain yhden DSI-liitännän tai yhden käytettävissä olevista liitännöistä, jota on jo erityisesti käytetty muihin ominaisuuksiin, miten näitä uusia sovelluksia tuetaan?
Vastaavasti HMI-ratkaisujen tai älykkäiden näyttöjen kehittäjät saattavat haluta säilyttää valtavien investointien arvon teollisuustason näyttöihin. Mutta tehdessään tämän, heidän on vastaanotettava CSI-2-rajapinta mobiililaitteessa OpenLDI / LVDS:ltä tai erilliseltä liitäntäsillalta.
Joskus saatat joutua siirtämään useita videovirtoja suurempaan ruutuun, mikä luo syvän käsityksen tai parantaa todellisuusjärjestelmää. Tällä hetkellä kameran anturin ja kuvaprosessorin välissä oleva siltausratkaisu voidaan kaapata ajoissa useiden CSI-2-lähtöjen kaappaamiseksi ajoissa ja minimiviiveen saavuttamiseksi. Tämä vaatii yleistä nastaohjausta. Useiden synteettisten videovirtojen on myös jaettava sama kello, ja joissakin tapauksissa voidaan tarvita erillinen käynnistysohjelma. Kunkin toiminnon toteuttamiseksi sinun on oltava helposti mukautettavissa I / O.
MIPI-mobiiliprosessorien sovellus on jopa syventynyt perinteisiin teollisiin sovelluksiin, kuten autoteollisuuteen. Autojen elektronisten laitteiden ja kameroiden määrän kasvaessa edistynyt lisäajojärjestelmä (ADAS) ja tietoviihdeluotaimet vaativat lisää videosiltaa.
Kamera kehitettiin alun perin auttamaan kuljettajaa havaitsemaan peruutettaessa, ja nyt valmistaja käyttää kameraa tarjoamaan täyden valikoiman näkökulmia ajoneuvosta. Jotkut autonvalmistajat esimerkiksi vaihtavat takapeilin kameraan, mikä vähentää ilmanvastusta ja parantaa polttoainetehokkuutta. Suunnittelijan rakentaman videosiltaratkaisun avulla valmistaja voi tiivistää useiden kuva-anturien tiedot ja välittää ne yhden CSI-2-liitännän kautta tukiasemaan.
Yleiskytkin Ratkaistakseen perussiltaratkaisun kysynnän suunnittelija käyttää yleisesti yleiskytkimiä. Texas Instrumentsin HD3SS 3212 on tyypillinen esimerkki yleisestä 2-kanavaisesta passiivisesta XNUMX-kanavaisesta multiplekseri-/demultiplekserikytkimestä signaalien lähettämiseen kortin kahden asennon välillä (kuva XNUMX). 2). Laite on yhteensopiva MIPI DSI / CSI-, FPDLINKII-, LVDS- ja PCIe Gen IIII -standardien kanssa, jotka tukevat jopa 10 Gbps tiedonsiirtonopeutta.
Suunnittelijat voivat käyttää laitetta mihin tahansa liitäntäsovelluksiin, jotka vaativat 0-2 V yhteismuotoisen jännitealueen ja 1800 mVPP differentiaaliamplitudin. Mukautuva seuranta varmistaa, että kanava pysyy muuttumattomana koko yhteismoodin jännitealueella.
HD3SS3212:n mukana tulee erilaisia työkaluja ja tukiohjelmistoja, mukaan lukien arviointimoduulit ja arviointitaulut USB Type-C -minitelakkakortille sekä referenssisuunnittelu video- ja lataustuella.
Ohjelmoitava ratkaisu Toinen tapa ratkaista tämä ongelma on käyttää osittain mukautettuja tai mukautettuja videosiltaratkaisuja. Nämä ratkaisut ovat kuitenkin yleensä keskittyneet soveltuviin alueisiin suhteellisen kapeisiin sovelluksiin, joissa on pidemmät kehitysjaksot ja korkeammat epäsäännölliset suunnittelukustannukset (NRE), ASIC on tyypillinen.
Täyttääkseen eron yleisen ja mukautetun videosillan välillä, videosillat edellyttävät suunnittelun joustavuuden ja lyhyiden FPGA-kehitysjaksojen yhdistelmää sekä tiettyjen sovellusten standardituotteiden (ASSP) toimivuutta. Näitä ominaisuuksia varten saatamme haluta oppia Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Boardista ja sen ohjelmoitavasta ASSP:stä (PASSP) (kuva 3). CrossLinkIF-MD6000 toimitetaan arviointilevyn kanssa, joka toimii käyttämättömänä IP-osoitteena Latticen Diamond Design Softwaressa. Jokainen PASSP ympäröi kahta MIPI D-PHY kovaa lohkoa siirtämällä FPGA-rakennetta. Jokaisessa MIPI D-PHY -lohkossa on enintään neljä datakanavaa ja kello lähetystä ja vastaanottoa varten (TX ja RX). D-PHY lähettää jopa 4K ultra-teräväpiirtotarkkuutta nopeudella 12 Gb/s. Kaksi ohjelmoitavaa I/O-ryhmää tukevat erilaisia rajapintoja ja protokollia, mukaan lukien Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 ja MIPI DSI sekä CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS ja OpenLDI.
Viereinen FPGA-rakenne sisältää 5 936 LUT:ta, 180 KB lohkomuistia ja 47 KB hajautettua RAM-muistia. LUT on hajautettu ohjelmoitavan funktionaalisen yksikön (PFU) omistettuun rekisteriin, jota käytetään logiikan, algoritmin, RAM- ja ROM-toimintojen peruskomponenttina. Ohjelmoitava reititysverkko muodostaa yhteyden PFU-lohkoon.
Ohjelmoitavan I/O-ryhmän SYSMEM-suutettu lohko-RAM (EBR), sulautettu I2C ja sulautettu MIPI D-PHY on hajautettu PFU-sarakkeiden välillä. PFU-lohko voidaan konfiguroida Latticen Diamond-suunnitteluohjelmistolla ja johdottaa jokainen malli.
Konfigurointi- ja asetusmenettelyissä on useita tukityökaluja ja ohjelmistoja valintaa varten. Siltalaitteiden lisäksi LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board lisää myös Mini USB B -tyypin liittimen FTDI:hen. Käytä SPI:tä lisätäksesi FTDI:tä CrossLink-piiriin, lisää FTDI X03LF-laitteisiin JTAG- ja GPIO-resurssien avulla. Samaan aikaan voit myös selata useita esityksiä, valinnaisia TX/RX-linkkikortin tietoja ja muuta dokumentaatiota. Sarja sisältää myös kaksi liitäntäkorttia, LIFMD-IOL-EVN SMA IO -liitäntäkortit ja haarautuvan IO-linkkikortin. Lisäksi LIF-MD6000 Raspberry PI -kehityskortti sisältää referenssisuunnittelun ja pehmeän CrossLink IP:n kahden Raspberry PI -kuvasensorin yhdistämiseksi Raspberry PI -prosessorikorttiin.
Kehityksen yksinkertaistamiseksi ja nopeuttamiseksi Lattice Semiconductor tarjoaa valmiiksi suunnitellun pehmeän IP-moduulin neljälle yleiselle videosiltaratkaisulle. Ensimmäinen ratkaisu, joka näyttää, kuinka useita CSI-2-kuvaantureita voidaan yhdistää yhteen CSI-2-lähtöön (kuva 4). Tämä ratkaisu koskee sovelluksia, jotka sisältävät AP:n suunnittelussa, joka ei tarjoa riittävää liitäntää, joka tukee kuvaanturien määrää, tai prosessiviivettä kuvaanturin ja kuvadatan välillä.
Toinen ratkaisu keskittyy 1:2- ja 1:1-DSI-näyttöliittymän siltaan. Tämä IP-tavoite on näyttöominaisuuksien ulkopuolella kasvavien kaistanleveysvaatimusten vuoksi, kun taas prosessori tarjoaa edelleen tehokkaan liitäntätoiminnon. Korvaamalla vanhat näytöt uuteen, voit varata valtavan AP-tulon päivityksen aikana. Tämä silta voi myös laajentaa yhden lähteen lähdön kahdelle DSI-näytölle yhden sijasta.
Kolmas esimerkkiratkaisu tarjoaa kriittisen CMOS-IP:n MIPI D-PHY -rajapinnalle käytettäessä LIF-MD6000-laitteita. Vaikka Mipi D-PHY on alun perin kehitetty käsittelemään älypuhelimien ja näyttöjen keskinäisiä liitäntöjä, monet prosessorit ja näytöt käyttävät edelleen RGB-, CMOS- tai MIPI D-PHY -liitäntöjä. Ratkaisu voi toimia siltana RGB-liitännällä varustetun prosessorin ja MIPI DSI -liitännällä varustetun näytön tai MOS-liitännällä varustetun kameran ja CSI-2-liitännällä varustetun prosessorin välillä.
Neljäs kameraliitäntäsilta ratkaisee AP:n ja varhaisen kuva-anturin välisen yhteensopimattomuuden ongelman. Vaikka monet tukiasemat käyttävät nykyään MIPI CSI-2 -liitäntöjä, jotkin korkearesoluutioiset kuvaanturit käyttävät erityisiä ali-LVDS-lähtömuotoja. Tämä silta ratkaisee yhteensopimattomuuden kahden liitäntätyypin välillä. Siltaa voidaan käyttää myös LVDS:ssä, CSI-2:ssa, HISPI:ssä ja muissa keskinäisen muuntamisen muodoissa.
Yhteenveto Suunnittelijat kehittävät yhä enemmän komponentteja kannettaville kämmenlaitteille useammille sovelluksille, ja he kohtaavat usein järjestelmässä laitteen, jota ei voi suoraan yhdistää. Joskus käyttöliittymän tyyppi tai määrä ei vastaa järjestelmän kuvakennoa tai näyttöä.
Joissakin perusmultiplekseri-/demultiplekserisovelluksissa valmiit standardianalogiset kytkimet voivat vastata kysyntään. Kuitenkin, kun suunnittelijat tekevät joitain monimutkaisempia siltatehtäviä, kuten muuntamalla ristiriitaisia rajapintoja, yhdistämällä useita videovirtoja tai jakamalla videovirtoja useiksi rajapinnoiksi, FPGA-pohjaisilla ohjelmoitavilla siltaratkaisuilla on useita etuja.
Ensinnäkin näillä ratkaisuilla voit käyttää vanhan laitteen olemassa olevaa tuloa, vaikka käyttäisit kuvaanturia ja MIPI-liitännän MIPI-liitäntää, se on edelleen voimassa. Toiseksi siltauksen kautta useiden eri liitäntöjen laitteiden välillä nämä siltaratkaisut antavat sinun valita enemmän komponentteja.
Meidän muiden tuotteiden:
