Els desenvolupadors de sistemes incrustats utilitzen la innovació del processador mòbil, una interfície estàndard MIPI àmpliament acceptada, així com una nova generació de sensors d’imatge i pantalles de baix cost per crear productes d’alt rendiment i de baix cost, però encara han de resoldre molts reptes.
Com a millora ràpida del rendiment, com predir el tipus i la quantitat requerits per a la interfície requerida? Com utilitzar aquests processadors per tenir el valor de la pantalla tradicional i/o el sensor d'imatge pel valor de la pantalla tradicional i/o el sensor d'imatge mentre s'utilitzen aquests processadors? Com connectar ràpidament i de baix cost diferents tipus d'interfície, assegurar-se que el disseny tingui èxit?
Aquest article introduirà els problemes d'impacte i de disseny relacionats amb la migració a noves interfícies i connectar dispositius nous i antics, i introduirà algunes solucions i mètodes d'aplicació factibles.
Pont nova interfície de vídeo La demanda de la gent de solucions innovadores de pont de vídeo de baix cost està augmentant. Per exemple, els dissenyadors de sistemes de monitorització, drons o càmeres DSLR volen utilitzar l'última innovació del processador d'aplicacions mòbils (AP) en funcionament. Amb aquesta finalitat, normalment han de convertir els senyals de la interfície tradicional del sensor d'imatge patentada a la interfície mòbil del sensor d'imatge MIPI CSI-2 emprada a la majoria dels AP.
Si el dissenyador crea la propera generació d'auriculars de realitat virtual (VR), haureu de convertir un vídeo des d'una única interfície MIPI DSI i dividir-lo a les dues pantalles MIPI DSI. Això no només millora el rendiment del sistema, sinó que també l'efecte d'immersió del producte és més fort (figura 1). Si l’AP només proporciona una única interfície DSI o una de les interfícies disponibles que ja s’utilitzen específicament per a altres funcions, com donar suport a aquestes aplicacions emergents?
De la mateixa manera, els desenvolupadors de solucions d'interfície home-màquina (HMI) o pantalles intel·ligents també poden voler retenir el valor de la gran inversió en pantalles de grau industrial. Però, per fer-ho, han de rebre la interfície CSI-2 a l’AP mòbil des de l’OpenLDI / LVDS o pont d’interfície dedicat.
De vegades, és possible que hàgiu de posar diversos fluxos de vídeo a una sortida de fotogrames més gran, creant una percepció profunda o millorant el sistema de realitat. En aquest moment, una solució de pont situada entre el sensor de la càmera i el processador d'imatge es pot capturar a temps per capturar múltiples sortides CSI-2 a temps i aconseguir el retard mínim. Això requereix un control universal de pins. Diversos fluxos de vídeo sintètics també han de compartir el mateix rellotge i, en alguns casos, pot ser necessari un programa d’engegada independent. Per implementar cada funció, heu de personalitzar fàcilment les E / S.
L’aplicació dels processadors mòbils MIPI fins i tot s’ha aprofundit en les aplicacions industrials tradicionals, com la fabricació d’automocions. Amb el creixent nombre d'equips electrònics d'automoció i el nombre de càmeres, el sistema de conducció auxiliar avançat (ADAS) i els sonards d'entreteniment d'informació requereixen més pont de vídeo.
La càmera es va desenvolupar originalment per ajudar el conductor a observar quan marxa enrere i ara el fabricant utilitza la càmera per proporcionar una gamma completa de perspectives del vehicle. Per exemple, alguns fabricants d'automòbils estan substituint el mirall posterior per la càmera, reduint així la resistència de l'aire i millorant l'eficiència del combustible. La solució de pont de vídeo construïda pel dissenyador permet al fabricant resumir les dades de diversos sensors d'imatge i transmetre-les a través d'una única interfície CSI-2 a l'AP.
Interruptor universal Per tal de resoldre la demanda de la solució de pont bàsic, el dissenyador generalment utilitza interruptors universals. L'HD3SS 3212 de Texas Instruments és un exemple típic d'un commutador passiu universal de multiplexor / demultiplexador de 2 canals per transmetre senyals entre dues posicions a la placa (Fig. 2). El dispositiu és compatible amb els estàndards MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS i PCIe Gen IIII que admeten velocitats de dades de fins a 10 Gbps.
Els dissenyadors poden utilitzar el dispositiu per a qualsevol aplicació d'interfície que requereixi un rang de voltatge de mode comú de 0 a 2 V i una amplitud diferencial de 1800 mVPP. El seguiment adaptatiu garanteix que el canal es mantingui sense canvis en tot el rang de tensió de mode comú.
El HD3SS3212 inclou una gran varietat d’eines i programari de suport, inclosos mòduls d’avaluació i plaques d’avaluació per a plaques minidock USB tipus C, i disseny de referència amb suport de vídeo i càrrega.
Solució programable Una altra manera de solucionar aquest problema és utilitzar solucions de pont de vídeo semi-personalitzades o personalitzades. No obstant això, aquestes solucions se solen centrar en aplicacions d'aplicacions relativament estretes amb rangs aplicables, amb cicles de desenvolupament més llargs i costos d'enginyeria no regulars (NRE) més alts, l'ASIC és el típic.
Per tal de compensar la bretxa entre el pont de vídeo personalitzat i el personalitzat, els ponts de vídeo requereixen una combinació de flexibilitat de disseny i cicles curts de desenvolupament FPGA, així com la funcionalitat de productes estàndard d'aplicació específics (ASSP). Per a aquestes funcions, és possible que vulgueu conèixer la placa d’avaluació d’enllaços mòbils LIF-MD6000 Lattice Semiconductor Crosslink i el seu ASSP programable (PASSP) (Figura 3). CrossLinkIF-MD6000 es proporciona amb la placa d’avaluació que actua com a IP inactiva al programari de disseny de diamants de Lattice. Cada PASSP envolta dos blocs durs MIPI D-PHY movent l'estructura FPGA. Cada bloc MIPI D-PHY té fins a quatre canals de dades i un rellotge de suport per a la transmissió i recepció (TX i RX). D-PHY transmet fins a una resolució ultra alta definició 4K, amb una velocitat de 12 Gb / s. Dos grups d'E/S programables admeten una varietat d'interfícies i protocols, com ara Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 i MIPI DSI, i CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS i OpenLDI.
L'estructura FPGA adjacent inclou 5, 936 LUT, 180 KB de RAM de blocs i 47 KB de RAM distribuïda. La LUT es distribueix al llarg del registre dedicat a la unitat funcional programable (PFU), que s'utilitza com a component bàsic de les funcions de lògica, algoritografia, RAM i ROM. La xarxa d’encaminament programable es connecta al bloc PFU.
El bloc RAM incrustat SYSMEM (EBR) del grup d'E/S programable, I2C incrustat i MIPI D-PHY incrustat es distribueixen entre columnes PFU. El bloc PFU es pot configurar amb el programari de disseny Diamond de Lattice i el cablejat de cada disseny.
Els procediments de configuració i configuració tenen diverses eines i programari de suport per a la selecció. A més dels dispositius pont, la placa d’avaluació de l’enllaç principal LIF-MD6000 també afegeix el connector tipus Mini USB B al FTDI. Utilitzeu SPI per afegir FTDI al circuit CrossLink, afegiu FTDI als dispositius X03LF mitjançant recursos JTAG i GPIO. Al mateix temps, també podeu examinar diverses demostracions, informació opcional del tauler d’enllaços TX / RX i altra documentació. El kit també inclou dues plaques d'interfície, plaques d'interfície de connexió LIFMD-IOL-EVN SMA IO i una placa d'enllaç IO de ramificació. A més, la placa de desenvolupament LIF-MD6000 Raspberry PI inclou un disseny de referència i una IP suau CrossLink per connectar dos sensors d’imatge Raspberry PI a una placa de processador Raspberry PI.
Per simplificar i accelerar el desenvolupament, Lattice Semiconductor proporciona un mòdul IP suau de predisseny per a quatre solucions de pont de vídeo habituals. La primera solució que mostra com connectar múltiples sensors d’imatge CSI-2 a una única sortida CSI-2 (Figura 4). Aquesta solució que s'aplica a les aplicacions inclouen un AP al disseny que no proporciona una interfície suficient que admeti el nombre de sensors d'imatge o un retard de procés entre el sensor d'imatge i les dades d'imatge.
La segona solució se centra en el pont d'interfície de visualització DSI 1: 2 i 1: 1. Aquest objectiu IP supera les capacitats de visualització per als requisits creixents d’amplada de banda, mentre que el processador continua oferint una funció d’interfície d’alt rendiment. Si substituïu les pantalles antigues per una nova, podeu reservar una entrada d'AP enorme mentre actualitzeu. Aquest pont també pot ampliar la sortida d'una única font a dues pantalles DSI en lloc d'una.
El tercer exemple de solució proporciona una IP crítica de la interfície CMOS a MIPI D-PHY quan s’utilitzen dispositius LIF-MD6000. Tot i que Mipi D-PHY es desenvolupa inicialment per fer front a les interconnexions en telèfons intel·ligents i pantalles, molts processadors i pantalles encara fan servir interfícies RGB, CMOS o MIPI D-PHY. Entre el processador amb la interfície RGB i una pantalla amb la interfície MIPI DSI, o entre la càmera amb la interfície MOS i un processador amb la interfície CSI-2, la solució pot actuar com a pont.
El quart pont d'interfície de càmera resol el problema de la desajust entre l'AP i el primer sensor d'imatge. Tot i que ara molts AP utilitzen interfícies MIPI CSI-2, alguns sensors d'imatge d'alta resolució utilitzen formats de sortida sub-LVDS dedicats. Aquest pont resol la incompatibilitat entre els dos tipus d'interfície. El pont també es pot utilitzar en LVDS, CSI-2, HISPI i altres formats de conversió mútua.
Resum A mesura que els dissenyadors tenen cada cop més components desenvolupats per a equips mòbils de mà per a més aplicacions, sovint es troben amb el dispositiu del sistema que no es pot connectar directament. De vegades, el tipus d’interfície o la quantitat de l’AP no coincideixen amb el sensor d’imatge o la visualització del sistema.
Per a algunes aplicacions bàsiques de multiplexor / demultiplexor, els commutadors analògics estàndard ja fets poden satisfer la demanda. Tanmateix, a mesura que els dissenyadors fan algunes tasques de pont més complexes, com ara convertir interfícies poc controlades, combinar diversos fluxos de vídeo o dividir fluxos de vídeo a diverses interfícies, les solucions de pont programables basades en FPGA tenen una sèrie d’avantatges.
En primer lloc, aquestes solucions us permeten utilitzar l'entrada existent del dispositiu antic, encara que utilitzeu el sensor d'imatge i la interfície MIPI de la interfície MIPI, encara s'aplica. En segon lloc, mitjançant el pont entre diversos dispositius de diferents interfícies, aquestes solucions de pont permeten seleccionar més components.
El nostre altre producte:
