นักพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวกำลังใช้นวัตกรรมของโปรเซสเซอร์โมบายล์ อินเทอร์เฟซมาตรฐาน MIPI ที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลาย ตลอดจนเซ็นเซอร์ภาพและจอแสดงผลราคาประหยัดรุ่นใหม่เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ราคาประหยัดที่มีประสิทธิภาพสูง แต่ยังต้องแก้ไขปัญหามากมาย
เมื่อประสิทธิภาพดีขึ้นอย่างรวดเร็ว จะคาดการณ์ประเภทและปริมาณที่จำเป็นสำหรับอินเทอร์เฟซที่ต้องการได้อย่างไร จะใช้โปรเซสเซอร์เหล่านี้อย่างไรให้มีค่าของจอแสดงผลแบบดั้งเดิมและ / หรือเซ็นเซอร์ภาพสำหรับค่าของจอแสดงผลแบบดั้งเดิมและ / หรือเซ็นเซอร์ภาพในขณะที่ใช้โปรเซสเซอร์เหล่านี้? วิธีที่รวดเร็วและต้นทุนต่ำบริดจ์ประเภทอินเทอร์เฟซที่แตกต่างกันเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบประสบความสำเร็จ?
บทความนี้จะแนะนำผลกระทบและปัญหาการออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการโยกย้ายไปยังอินเทอร์เฟซใหม่และเชื่อมโยงอุปกรณ์ทั้งเก่าและใหม่ และแนะนำวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้และวิธีการใช้งาน
บริดจ์อินเทอร์เฟซวิดีโอใหม่ ความต้องการของผู้คนสำหรับโซลูชันบริดจ์วิดีโอราคาประหยัดที่เป็นนวัตกรรมใหม่กำลังเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น การสร้างระบบตรวจสอบ โดรน หรือนักออกแบบกล้อง DSLR ต้องการใช้นวัตกรรมล่าสุดของโปรเซสเซอร์แอปพลิเคชั่นมือถือ (AP) ที่กำลังมาแรง ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงมักจะต้องแปลงสัญญาณจากอินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์ภาพแบบดั้งเดิมที่เป็นกรรมสิทธิ์ไปเป็นอินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์ภาพ MIPI CSI-2 แบบเคลื่อนที่ที่ใช้กับ AP ส่วนใหญ่
หากนักออกแบบสร้างหูฟัง Virtual Reality (VR) รุ่นใหม่ คุณจะต้องแปลงวิดีโอจากอินเทอร์เฟซ MIPI DSI เดียวและแยกเป็นจอแสดงผล MIPI DSI สองจอ ซึ่งไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบเท่านั้น แต่ยังทำให้เอฟเฟกต์การแช่ผลิตภัณฑ์แข็งแกร่งขึ้นด้วย (ภาพที่ 1) หาก AP มีอินเทอร์เฟซ DSI เดียวหรืออินเทอร์เฟซที่มีอยู่แล้วซึ่งใช้สำหรับคุณลักษณะอื่นโดยเฉพาะ จะสนับสนุนแอปพลิเคชันที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้ได้อย่างไร
ในทำนองเดียวกัน นักพัฒนาโซลูชันอินเทอร์เฟซระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) หรือจอแสดงผลอัจฉริยะอาจต้องการรักษามูลค่าของการลงทุนมหาศาลในจอแสดงผลระดับอุตสาหกรรม แต่การทำเช่นนี้ พวกเขาต้องได้รับอินเทอร์เฟซ CSI-2 บน AP มือถือจาก OpenLDI / LVDS หรือบริดจ์อินเทอร์เฟซเฉพาะ
บางครั้ง คุณอาจต้องใส่การสตรีมวิดีโอหลายรายการไปยังเอาต์พุตเฟรมที่ใหญ่ขึ้น สร้างการรับรู้อย่างลึกซึ้งหรือปรับปรุงระบบความเป็นจริง ในขณะนี้ สามารถจับภาพโซลูชันการเชื่อมโยงที่อยู่ระหว่างเซ็นเซอร์กล้องและตัวประมวลผลภาพได้ทันเวลา เพื่อจับภาพเอาต์พุต CSI-2 หลายรายการได้ทันเวลาและทำให้เกิดความล่าช้าน้อยที่สุด สิ่งนี้ต้องการการควบคุมพินแบบสากล สตรีมวิดีโอสังเคราะห์หลายรายการยังต้องแชร์นาฬิกาเดียวกัน และในบางกรณี อาจต้องใช้โปรแกรมเพิ่มพลังแยกต่างหาก ในการใช้งานแต่ละฟังก์ชัน คุณต้องปรับแต่ง I/O อย่างง่ายดาย
การประยุกต์ใช้โปรเซสเซอร์โมบายล์ MIPI ได้ขยายไปสู่การใช้งานทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม เช่น การผลิตยานยนต์ ด้วยจำนวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ที่เพิ่มขึ้นและจำนวนกล้องที่เพิ่มขึ้น ระบบขับเคลื่อนเสริมขั้นสูง (ADAS) และโซนาร์เพื่อความบันเทิงด้านข้อมูลจึงต้องการสะพานวิดีโอมากขึ้น
เดิมทีกล้องนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยให้ผู้ขับขี่สามารถสังเกตการถอยหลังได้ และตอนนี้ผู้ผลิตใช้กล้องนี้เพื่อมอบมุมมองที่ครบถ้วนของรถ ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตรถยนต์บางรายกำลังเปลี่ยนกระจกมองหลังด้วยกล้อง ซึ่งจะช่วยลดแรงต้านของอากาศและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง โซลูชันสะพานวิดีโอที่สร้างโดยนักออกแบบช่วยให้ผู้ผลิตสามารถสรุปข้อมูลของเซ็นเซอร์ภาพหลายตัวและส่งผ่านอินเทอร์เฟซ CSI-2 เดียวไปยัง AP
สวิตช์สากล เพื่อแก้ปัญหาความต้องการโซลูชันบริดจ์พื้นฐาน ผู้ออกแบบมักใช้สวิตช์สากล HD3SS 3212 ของ Texas Instruments เป็นตัวอย่างทั่วไปของสวิตช์พาสซีฟมัลติเพล็กเซอร์ / ดีมัลติเพล็กเซอร์อเนกประสงค์ 2 ช่องสัญญาณ สำหรับการส่งสัญญาณระหว่างสองตำแหน่งบนบอร์ด (รูปที่ 2) อุปกรณ์นี้เข้ากันได้กับมาตรฐาน MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS และ PCIe Gen IIII รองรับอัตราข้อมูลสูงสุด 10 Gbps
นักออกแบบสามารถใช้อุปกรณ์กับแอพพลิเคชั่นอินเทอร์เฟซที่ต้องการช่วงแรงดันไฟโหมดทั่วไป 0 ถึง 2 V และแอมพลิจูดดิฟเฟอเรนเชียล 1800 mVPP การติดตามแบบปรับได้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าช่องสัญญาณจะไม่เปลี่ยนแปลงตลอดช่วงแรงดันไฟฟ้าของโหมดทั่วไป
HD3SS3212 มาพร้อมกับเครื่องมือและซอฟต์แวร์สนับสนุนที่หลากหลาย รวมถึงโมดูลการประเมินและบอร์ดประเมินผลสำหรับบอร์ด minidock USB Type-C และการออกแบบอ้างอิงพร้อมการสนับสนุนวิดีโอและการชาร์จ
โซลูชันที่ตั้งโปรแกรมได้ อีกวิธีหนึ่งในการแก้ปัญหานี้คือการใช้โซลูชันบริดจ์วิดีโอกึ่งกำหนดเองหรือกำหนดเอง อย่างไรก็ตาม โซลูชันเหล่านี้มักจะเน้นที่ช่วงการใช้งานที่ค่อนข้างแคบ ด้วยวงจรการพัฒนาที่ยาวขึ้นและต้นทุนด้านวิศวกรรมที่ไม่ปกติ (NRE) ที่สูงขึ้น ASIC เป็นเรื่องปกติ
ในการสร้างช่องว่างระหว่างสะพานวิดีโอสากลและแบบกำหนดเอง สะพานวิดีโอจำเป็นต้องมีการผสมผสานระหว่างการออกแบบที่ยืดหยุ่นและวงจรการพัฒนา FPGA ที่สั้น รวมทั้งฟังก์ชันการทำงานของผลิตภัณฑ์มาตรฐานแอปพลิเคชันเฉพาะ (ASSP) สำหรับคุณสมบัติเหล่านี้ เราอาจต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับ Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board และ ASSP ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PASSP) (รูปที่ 3) CrossLinkIF-MD6000 มาพร้อมกับบอร์ดประเมินผลซึ่งทำหน้าที่เป็น IP ที่ไม่ได้ใช้งานในซอฟต์แวร์ Diamond Design ของ Lattice PASSP แต่ละตัวล้อมรอบฮาร์ดบล็อก MIPI D-PHY สองบล็อกโดยการย้ายโครงสร้าง FPGA แต่ละบล็อก MIPI D-PHY มีช่องข้อมูลสูงสุดสี่ช่องและนาฬิกาสำหรับรองรับการส่งและรับ (TX และ RX) D-PHY ส่งความละเอียดสูงพิเศษ 4K ด้วยอัตรา 12 Gb / s I / O ที่ตั้งโปรแกรมได้สองกลุ่มรองรับอินเทอร์เฟซและโปรโตคอลที่หลากหลาย รวมถึง Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 และ MIPI DSI และ CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS และ OpenLDI
โครงสร้าง FPGA ที่อยู่ติดกันประกอบด้วย 5, 936 LUT, 180 KB block RAM และ 47 KB ของ RAM แบบกระจาย LUT ถูกแจกจ่ายไปตามรีจิสเตอร์เฉพาะในหน่วยฟังก์ชันที่ตั้งโปรแกรมได้ (PFU) ซึ่งใช้เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของฟังก์ชันลอจิก อัลกอริธึม RAM และ ROM เครือข่ายการกำหนดเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมได้เชื่อมต่อกับบล็อก PFU
SYSMEM Embedded Block RAM (EBR) ของกลุ่ม I / O ที่ตั้งโปรแกรมได้, I2C แบบฝังและ MIPI D-PHY แบบฝังจะกระจายระหว่างคอลัมน์ PFU บล็อก PFU สามารถกำหนดค่าได้ด้วยซอฟต์แวร์การออกแบบเพชรของ Lattice และการเดินสายแต่ละการออกแบบ
ขั้นตอนการกำหนดค่าและการตั้งค่ามีเครื่องมือสนับสนุนและซอฟต์แวร์ให้เลือกหลากหลาย นอกจากอุปกรณ์บริดจ์แล้ว LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board ยังเพิ่มขั้วต่อประเภท Mini USB B ให้กับ FTDI ใช้ SPI เพื่อเพิ่ม FTDI ให้กับวงจร CrossLink เพิ่ม FTDI ไปยังอุปกรณ์ X03LF โดยใช้ทรัพยากร JTAG และ GPIO ในเวลาเดียวกัน คุณยังสามารถเรียกดูการสาธิตได้หลายแบบ ข้อมูลบอร์ดลิงค์ TX / RX ที่เป็นตัวเลือก และเอกสารประกอบอื่นๆ ชุดนี้ยังรวมถึงบอร์ดอินเทอร์เฟซ XNUMX บอร์ด LIFMD-IOL-EVN SMA IO บอร์ดอินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่อและบอร์ด IO link แบบแยกสาขา นอกจากนี้ บอร์ดพัฒนา LIF-MD6000 Raspberry PI ยังมีการออกแบบอ้างอิงและ CrossLink soft IP เพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์รับภาพ Raspberry PI สองตัวเข้ากับบอร์ดโปรเซสเซอร์ Raspberry PI
เพื่อลดความซับซ้อนและเร่งการพัฒนา Lattice Semiconductor ได้จัดเตรียมโมดูล soft IP ที่ออกแบบไว้ล่วงหน้าสำหรับโซลูชันบริดจ์วิดีโอทั่วไปสี่ตัว โซลูชันแรกแสดงวิธีเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ภาพ CSI-2 หลายตัวกับเอาต์พุต CSI-2 เดียว (รูปที่ 4) โซลูชันนี้ใช้แอปพลิเคชันต่างๆ รวมถึง AP ในการออกแบบที่ไม่มีอินเทอร์เฟซเพียงพอที่รองรับจำนวนเซ็นเซอร์ภาพ หรือกระบวนการล่าช้าระหว่างเซ็นเซอร์ภาพและข้อมูลการถ่ายภาพ
โซลูชันที่สองมุ่งเน้นไปที่บริดจ์อินเทอร์เฟซการแสดงผล DSI 1: 2 และ 1: 1 วัตถุประสงค์ IP นี้อยู่นอกเหนือความสามารถในการแสดงผลสำหรับความต้องการแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่โปรเซสเซอร์ยังคงมีฟังก์ชันอินเทอร์เฟซประสิทธิภาพสูง การเปลี่ยนจอแสดงผลเก่าเป็นจอแสดงผลใหม่ ช่วยให้คุณจองอินพุต AP จำนวนมากขณะอัปเกรดได้ บริดจ์นี้ยังสามารถขยายเอาต์พุตของแหล่งเดียวไปยังจอแสดงผล DSI สองจอแทนที่จะเป็นหนึ่งจอ
โซลูชันตัวอย่างที่สามจัดเตรียม IP ที่สำคัญของอินเทอร์เฟซ CMOS กับ MIPI D-PHY เมื่อใช้อุปกรณ์ LIF-MD6000 แม้ว่า Mipi D-PHY จะได้รับการพัฒนาในขั้นต้นเพื่อจัดการกับการเชื่อมต่อระหว่างกันในสมาร์ทโฟนและจอแสดงผล แต่ขณะนี้โปรเซสเซอร์และจอแสดงผลจำนวนมากยังคงใช้อินเทอร์เฟซ RGB, CMOS หรือ MIPI D-PHY ระหว่างโปรเซสเซอร์ที่มีอินเทอร์เฟซ RGB และจอแสดงผลที่มีอินเทอร์เฟซ MIPI DSI หรือระหว่างกล้องที่มีอินเทอร์เฟซ MOS และโปรเซสเซอร์ที่มีอินเทอร์เฟซ CSI-2 โซลูชันสามารถทำหน้าที่เป็นบริดจ์ได้
บริดจ์อินเทอร์เฟซของกล้องที่สี่แก้ปัญหาความไม่ตรงกันระหว่าง AP กับเซ็นเซอร์ภาพรุ่นแรก แม้ว่า AP จำนวนมากจะใช้อินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2 แต่เซ็นเซอร์ภาพความละเอียดสูงบางตัวใช้รูปแบบเอาต์พุต LVDS ย่อยเฉพาะ บริดจ์นี้แก้ไขความไม่ลงรอยกันระหว่างอินเทอร์เฟซสองประเภท บริดจ์ยังสามารถใช้ใน LVDS, CSI-2, HISPI และรูปแบบอื่นๆ ของการแปลงร่วมกัน
สรุป เนื่องจากนักออกแบบมีส่วนประกอบมากขึ้นเรื่อยๆ ที่พัฒนาขึ้นสำหรับอุปกรณ์พกพาแบบพกพาเพื่อการใช้งานที่มากขึ้น พวกเขามักจะพบอุปกรณ์ในระบบที่ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงได้ บางครั้งประเภทหรือปริมาณอินเทอร์เฟซบน AP ไม่ตรงกับเซ็นเซอร์ภาพหรือการแสดงผลของระบบ
สำหรับการใช้งานมัลติเพล็กเซอร์ / ดีมัลติเพล็กเซอร์พื้นฐานบางอย่าง สวิตช์อะนาล็อกมาตรฐานสำเร็จรูปอาจตอบสนองความต้องการ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่นักออกแบบทำงานบริดจ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การแปลงอินเทอร์เฟซที่ไม่ขัดแย้ง การรวมสตรีมวิดีโอหลายรายการ หรือการแยกสตรีมวิดีโอออกเป็นหลายอินเทอร์เฟซ โซลูชันบริดจ์ที่ตั้งโปรแกรมได้บน FPGA มีข้อดีหลายประการ
ขั้นแรก โซลูชันเหล่านี้อนุญาตให้คุณใช้อินพุตที่มีอยู่ของอุปกรณ์เก่า แม้ว่าคุณจะใช้เซ็นเซอร์ภาพและอินเทอร์เฟซ MIPI ของอินเทอร์เฟซ MIPI ก็ยังคงมีผลอยู่ ประการที่สอง ด้วยการเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์หลายเครื่องที่มีอินเทอร์เฟซต่างกัน โซลูชันบริดจ์เหล่านี้ทำให้คุณสามารถเลือกส่วนประกอบเพิ่มเติมได้
สินค้าอื่น ๆ ของเรา:
