Les développeurs de systèmes embarqués utilisent l'innovation du processeur mobile, l'interface standard MIPI largement acceptée, ainsi qu'une nouvelle génération de capteurs d'image et d'écrans à faible coût pour créer des produits à faible coût et hautes performances, mais doivent encore résoudre de nombreux défis.
En tant qu'amélioration rapide des performances, comment prédire le type et la quantité requis pour l'interface requise ? Comment utiliser ces processeurs pour avoir la valeur de l'affichage traditionnel et/ou du capteur d'image pour la valeur de l'affichage traditionnel et/ou du capteur d'image tout en utilisant ces processeurs ? Comment faire rapidement et à faible coût des ponts entre différents types d'interfaces, s'assurer que la conception est réussie ?
Cet article présentera les problèmes d'impact et de conception liés à la migration vers de nouvelles interfaces et établira un pont entre les appareils nouveaux et anciens, et présentera quelques solutions et méthodes d'application réalisables.
Bridge nouvelle interface vidéo La demande des gens pour des solutions innovantes de pont vidéo à faible coût augmente. Par exemple, les concepteurs de systèmes de surveillance, de drones ou d'appareils photo reflex numériques souhaitent utiliser la dernière innovation du processeur d'application mobile (AP) à chaud. À cette fin, ils doivent généralement convertir les signaux de l'interface de capteur d'image traditionnelle propriétaire vers l'interface de capteur d'image mobile MIPI CSI-2 utilisée sur la plupart des points d'accès.
Si le concepteur construit la prochaine génération de casques de réalité virtuelle (VR), vous devez convertir une vidéo à partir d'une seule interface MIPI DSI et la diviser en deux écrans MIPI DSI. Cela améliore non seulement les performances du système, mais aussi l'effet d'immersion du produit est plus fort (Figure 1). Si le point d'accès ne fournit qu'une seule interface DSI ou l'une des interfaces disponibles déjà spécifiquement utilisées pour d'autres fonctionnalités, comment prendre en charge ces applications émergentes ?
De même, les développeurs de solutions d'interface homme-machine (IHM) ou d'écrans intelligents peuvent également souhaiter conserver la valeur d'un investissement énorme dans des écrans de qualité industrielle. Mais pour cela, ils doivent recevoir l'interface CSI-2 sur le point d'accès mobile depuis l'OpenLDI / LVDS ou le pont d'interface dédié.
Parfois, vous devrez peut-être mettre plusieurs flux vidéo sur une sortie d'image plus grande, créant une perception profonde ou améliorant le système de réalité. À ce stade, une solution de pontage située entre le capteur de la caméra et le processeur d'image peut être capturée à temps pour capturer plusieurs sorties CSI-2 à temps et atteindre le délai minimum. Cela nécessite un contrôle universel des broches. Plusieurs flux vidéo synthétiques doivent également partager la même horloge et, dans certains cas, un programme de mise sous tension distinct peut être requis. Pour implémenter chaque fonction, vous devez être facilement personnalisable en E/S.
L'application des processeurs mobiles MIPI s'est même étendue aux applications industrielles traditionnelles, telles que la fabrication automobile. Avec le nombre croissant d'équipements électroniques automobiles et le nombre de caméras, le système de conduite auxiliaire avancé (ADAS) et les sonards de divertissement d'information nécessitent plus de pont vidéo.
La caméra a été développée à l'origine pour aider le conducteur à observer lors de la marche arrière, et maintenant le constructeur utilise la caméra pour fournir une gamme complète de perspectives du véhicule. Par exemple, certains constructeurs automobiles remplacent le rétroviseur par la caméra, réduisant ainsi la résistance de l'air et améliorant le rendement énergétique. La solution de pont vidéo construite par le concepteur permet au fabricant de résumer les données de plusieurs capteurs d'images et de les transmettre via une seule interface CSI-2 au point d'accès.
Commutateur universel Afin de répondre à la demande pour la solution de pont de base, le concepteur utilise généralement des commutateurs universels. Le HD3SS 3212 de Texas Instruments est un exemple typique de commutateur passif multiplexeur/démultiplexeur universel à 2 canaux pour transmettre des signaux entre deux positions sur la carte (Fig. 2). L'appareil est compatible avec les normes MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS et PCIe Gen IIII prenant en charge des débits de données jusqu'à 10 Gbps.
Les concepteurs peuvent utiliser l'appareil pour toutes les applications d'interface qui nécessitent une plage de tension en mode commun de 0 à 2 V et une amplitude différentielle de 1800 mVPP. Le suivi adaptatif garantit que le canal reste inchangé sur toute la plage de tension de mode commun.
Le HD3SS3212 est livré avec une variété d'outils et de logiciels d'assistance, notamment des modules d'évaluation et des cartes d'évaluation pour les cartes minidock USB Type-C, ainsi qu'une conception de référence avec prise en charge de la vidéo et de la charge.
Solution programmable Une autre façon de résoudre ce problème consiste à utiliser des solutions de pont vidéo semi-personnalisées ou personnalisées. Cependant, ces solutions sont généralement axées sur des gammes applicables d'applications relativement étroites, avec des cycles de développement plus longs et des coûts d'ingénierie non réguliers (NRE) plus élevés, l'ASIC est un exemple typique.
Afin de combler l'écart entre les ponts vidéo universels et personnalisés, les ponts vidéo nécessitent une combinaison de flexibilité de conception et de cycles de développement FPGA courts, ainsi que la fonctionnalité de produits standard d'application spécifiques (ASSP). Pour ces fonctionnalités, nous souhaiterons peut-être en savoir plus sur la carte d'évaluation de liaison principale Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 et son ASSP programmable (PASSP) (Figure 3). CrossLinkIF-MD6000 est fourni avec la carte d'évaluation qui agit comme IP inactive dans le logiciel Diamond Design de Lattice. Chaque PASSP entoure deux blocs durs MIPI D-PHY en déplaçant la structure FPGA. Chaque bloc MIPI D-PHY possède jusqu'à quatre canaux de données et une horloge pour la prise en charge de la transmission et de la réception (TX et RX). Le D-PHY transmet jusqu'à une résolution ultra haute définition 4K, avec un débit de 12 Gb/s. Deux groupes d'E/S programmables prennent en charge une variété d'interfaces et de protocoles, notamment Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 et MIPI DSI, et CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS et OpenLDI.
La structure FPGA adjacente comprend 5 936 LUT, 180 Ko de RAM de bloc et 47 Ko de RAM distribuée. La LUT est distribuée le long du registre dédié dans l'unité fonctionnelle programmable (PFU), utilisée comme composant de base des fonctions logiques, algorithmiques, RAM et ROM. Le réseau de routage programmable se connecte au bloc PFU.
Le bloc RAM embarqué SYSMEM (EBR) du groupe d'E/S programmables, l'I2C embarqué et le MIPI D-PHY embarqué sont répartis entre les colonnes PFU. Le bloc PFU peut être configuré avec le logiciel de conception Diamond de Lattice et câbler chaque conception.
Les procédures de configuration et de réglage ont une variété d'outils de support et de logiciels pour la sélection. En plus des dispositifs de pont, la carte d'évaluation de liaison principale LIF-MD6000 ajoute également le connecteur de type Mini USB B au FTDI. Utilisez SPI pour ajouter FTDI au circuit CrossLink, ajoutez FTDI aux appareils X03LF en utilisant les ressources JTAG et GPIO. Dans le même temps, vous pouvez également parcourir plusieurs démonstrations, des informations sur la carte de liaison TX / RX en option et d'autres documents. Le kit comprend également deux cartes d'interface, des cartes d'interface de connexion LIFMD-IOL-EVN SMA IO et une carte de liaison IO de dérivation. De plus, la carte de développement Raspberry PI LIF-MD6000 comprend une conception de référence et une adresse IP logicielle CrossLink pour connecter deux capteurs d'image Raspberry PI à une carte processeur Raspberry PI.
Pour simplifier et accélérer le développement, Lattice Semiconductor fournit un module IP logiciel préconçu pour quatre solutions de pont vidéo courantes. La première solution montrant comment relier plusieurs capteurs d'image CSI-2 à une seule sortie CSI-2 (Figure 4). Cette solution s'applique aux applications incluant un point d'accès dans la conception qui ne fournit pas une interface suffisante prenant en charge le nombre de capteurs d'image, ou un délai de traitement entre le capteur d'image et les données d'imagerie.
La deuxième solution se concentre sur le pont d'interface d'affichage DSI 1: 2 et 1: 1. Cet objectif IP va au-delà des capacités d'affichage pour les besoins croissants en bande passante, tandis que le processeur continue de fournir une fonction d'interface haute performance. En remplaçant les anciens écrans par un nouvel écran, vous pouvez réserver une énorme entrée AP lors de la mise à niveau. Ce pont peut également étendre la sortie d'une seule source à deux écrans DSI au lieu d'un.
Le troisième exemple de solution fournit une adresse IP critique de l'interface CMOS à MIPI D-PHY lors de l'utilisation de périphériques LIF-MD6000. Bien que Mipi D-PHY ait été initialement développé pour traiter les interconnexions dans les smartphones et les écrans, de nombreux processeurs et écrans utilisent désormais encore des interfaces RVB, CMOS ou MIPI D-PHY. Entre le processeur avec l'interface RGB et un écran avec l'interface MIPI DSI, ou entre la caméra avec l'interface MOS et un processeur avec l'interface CSI-2, la solution peut faire office de pont.
Le quatrième pont d'interface de caméra résout le problème de non-concordance entre le point d'accès et le premier capteur d'image. Bien que de nombreux points d'accès utilisent désormais des interfaces MIPI CSI-2, certains capteurs d'image haute résolution utilisent des formats de sortie sous-LVDS dédiés. Ce pont résout l'incompatibilité entre les deux types d'interface. Le pont peut également être utilisé dans LVDS, CSI-2, HISPI et d'autres formats de conversion mutuelle.
Résumer Comme les concepteurs ont de plus en plus de composants développés pour les équipements portables mobiles pour plus d'applications, ils rencontrent souvent l'appareil dans le système qui ne peut pas être directement connecté. Parfois, le type ou la quantité d'interface sur le point d'accès ne correspond pas au capteur d'image ou à l'affichage du système.
Pour certaines applications de multiplexage/démultiplexage de base, des commutateurs analogiques standard prêts à l'emploi peuvent répondre à la demande. Cependant, comme les concepteurs effectuent des tâches de pont plus complexes, telles que la conversion d'interfaces non controversées, la combinaison de plusieurs flux vidéo ou la division de flux vidéo en plusieurs interfaces, les solutions de pont programmables basées sur FPGA présentent un certain nombre d'avantages.
Premièrement, ces solutions vous permettent d'utiliser l'entrée existante de l'ancien appareil, même si vous utilisez le capteur d'image et l'interface MIPI de l'interface MIPI, cela s'applique toujours. Deuxièmement, grâce au pontage entre plusieurs périphériques d'interfaces différentes, ces solutions de pont vous permettent de sélectionner davantage de composants.
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