Ontwikkelaars van ingebedde systemen gebruiken de innovatie van de mobiele processor, de algemeen aanvaarde MIPI-standaardinterface, evenals een nieuwe generatie goedkope beeldsensoren en displays om hoogwaardige, goedkope producten te bouwen, maar moeten nog veel uitdagingen oplossen.
Als snelle prestatieverbetering, hoe het type en de hoeveelheid te voorspellen die nodig is voor de vereiste interface? Hoe deze processors te gebruiken om de waarde van het traditionele beeldscherm en/of de beeldsensor voor de waarde van het traditionele beeldscherm en/of beeldsensor te krijgen tijdens het gebruik van deze processors? Hoe snel, goedkoop verschillende interfacetypes overbruggen, ervoor zorgen dat het ontwerp succesvol is?
Dit artikel introduceert de impact en ontwerpproblemen met betrekking tot de migratie naar nieuwe interfaces en overbrugt nieuwe en oude apparaten, en introduceert enkele haalbare oplossingen en toepassingsmethoden.
Bridge nieuwe video-interface De vraag van mensen naar innovatieve, goedkope videobridge-oplossingen neemt toe. Ontwerpers van bijvoorbeeld monitoringsystemen, drones of DSLR-camera's willen gebruik maken van de nieuwste innovatie van de on-hot mobiele applicatieprocessor (AP). Hiertoe moeten ze meestal signalen van de eigen traditionele beeldsensorinterface converteren naar de mobiele MIPI CSI-2-beeldsensorinterface die op de meeste AP's wordt gebruikt.
Als de ontwerper de volgende generatie virtual reality (VR)-hoofdtelefoons bouwt, moet je een video converteren van een enkele MIPI DSI-interface en deze splitsen naar de twee MIPI DSI-schermen. Dit verbetert niet alleen de systeemprestaties, maar ook het onderdompelingseffect van het product is sterker (Figuur 1). Als het toegangspunt slechts een enkele DSI-interface biedt of een van de beschikbare interfaces die al specifiek voor andere functies worden gebruikt, hoe kunnen deze opkomende toepassingen dan worden ondersteund?
Evenzo kunnen ontwikkelaars van mens-machine-interface (HMI)-oplossingen of intelligente displays ook de waarde van enorme investeringen in industriële displays willen behouden. Maar om dit te doen, moeten ze de CSI-2-interface op het mobiele AP ontvangen van de OpenLDI / LVDS of een speciale interfacebrug.
Soms moet u mogelijk meerdere videostreams op een grotere frame-uitvoer plaatsen, om een diepe perceptie te creëren of het realiteitssysteem te verbeteren. Op dit moment kan een overbruggingsoplossing tussen de camerasensor en de beeldprocessor op tijd worden vastgelegd om meerdere CSI-2-uitgangen op tijd vast te leggen en de minimale vertraging te bereiken. Dit vereist universele pincontrole. Meerdere synthetische videostreams moeten ook dezelfde klok delen en in sommige gevallen kan een apart opstartprogramma nodig zijn. Om elke functie te implementeren, moet u eenvoudig I / O kunnen aanpassen.
De toepassing van mobiele MIPI-processors heeft zich zelfs verdiept tot traditionele industriële toepassingen, zoals de automobielindustrie. Met het groeiende aantal elektronische auto-apparatuur en het aantal camera's, vereisen het geavanceerde hulpaandrijfsysteem (ADAS) en informatie-entertainment-sonards meer videobrug.
De camera is oorspronkelijk ontwikkeld om de bestuurder te helpen bij het achteruitrijden, en nu gebruikt de fabrikant de camera om een volledig scala aan perspectieven van het voertuig te bieden. Sommige autofabrikanten vervangen bijvoorbeeld de achteruitkijkspiegel door de camera, waardoor de luchtweerstand wordt verminderd en het brandstofverbruik wordt verbeterd. De videobridge-oplossing die door de ontwerper is gebouwd, stelt de fabrikant in staat om de gegevens van meerdere beeldsensoren samen te vatten en deze via een enkele CSI-2-interface naar het AP te verzenden.
Universele schakelaar Om aan de vraag naar de basisbrugoplossing te voldoen, gebruikt de ontwerper over het algemeen universele schakelaars. De HD3SS 3212 van Texas Instruments is een typisch voorbeeld van een universele 2-kanaals multiplexer / demultiplexer passieve schakelaar voor het verzenden van signalen tussen twee posities op het bord (Fig. 2). Het apparaat is compatibel met MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS en PCIe Gen IIII-standaarden en ondersteunt gegevenssnelheden tot 10 Gbps.
Ontwerpers kunnen het apparaat gebruiken voor alle interfacetoepassingen die een common-mode-spanningsbereik van 0 tot 2 V en een differentiële amplitude van 1800 mVPP vereisen. Adaptieve tracking zorgt ervoor dat het kanaal onveranderd blijft in het common-mode spanningsbereik.
De HD3SS3212 wordt geleverd met een verscheidenheid aan tools en ondersteunende software, waaronder evaluatiemodules en evaluatiekaarten voor USB Type-C minidock-kaarten, en referentieontwerp met video- en oplaadondersteuning.
Programmeerbare oplossing Een andere manier om dit probleem op te lossen is het gebruik van semi-custom of custom video bridge-oplossingen. Deze oplossingen zijn echter meestal gericht op toepassingsbereiken, relatief smalle toepassingen, met langere ontwikkelingscycli en hogere niet-reguliere engineering (NRE) kosten, ASIC is een typisch voorbeeld.
Om de kloof tussen universele en aangepaste videobrug te dichten, vereisen videobruggen een combinatie van ontwerpflexibiliteit en korte FPGA-ontwikkelingscycli, evenals functionaliteit van specifieke toepassingsstandaardproducten (ASSP's). Voor deze functies willen we misschien meer weten over de Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board en de programmeerbare ASSP (PASSP) (Figuur 3). CrossLinkIF-MD6000 wordt geleverd met het evaluatiebord dat fungeert als inactief IP in de Diamond Design Software van Lattice. Elke PASSP omringt twee MIPI D-PHY harde blokken door de FPGA-structuur te verplaatsen. Elk MIPI D-PHY-blok heeft maximaal vier datakanalen en een klok voor ondersteuning voor verzending en ontvangst (TX en RX). D-PHY verzendt tot 4K ultra high definition resolutie, met een snelheid van 12 Gb/s. Twee groepen programmeerbare I / O ondersteunen een verscheidenheid aan interfaces en protocollen, waaronder Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 en MIPI DSI, en CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS en OpenLDI.
De aangrenzende FPGA-structuur omvat 5, 936 LUT, 180 KB blok-RAM en 47 KB gedistribueerd RAM. De LUT wordt verdeeld langs het speciale register in de programmeerbare functionele eenheid (PFU), die wordt gebruikt als de basiscomponent van logica, algoritografie, RAM en ROM-functies. Programmeerbaar routeringsnetwerk maakt verbinding met het PFU-blok.
Het SYSMEM embedded block RAM (EBR) van de programmeerbare I/O groep, embedded I2C en embedded MIPI D-PHY zijn verdeeld over PFU kolommen. Het PFU-blok kan worden geconfigureerd met de Diamond-ontwerpsoftware van Lattice en elk ontwerp bedraden.
De configuratie- en instellingsprocedures hebben een verscheidenheid aan ondersteuningstools en software voor selectie. Naast bridge-apparaten voegt het LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board ook de Mini USB B-type connector toe aan de FTDI. Gebruik SPI om FTDI toe te voegen aan het CrossLink-circuit, voeg FTDI toe aan X03LF-apparaten met behulp van JTAG- en GPIO-bronnen. Tegelijkertijd kunt u ook bladeren door meerdere demonstraties, optionele TX / RX-linkbordinformatie en andere documentatie. De kit bevat ook twee interfacekaarten, LIFMD-IOL-EVN SMA IO aansluitende interfacekaarten en een vertakkende IO-linkkaart. Bovendien bevat het LIF-MD6000 Raspberry PI-ontwikkelbord een referentieontwerp en CrossLink soft IP om twee Raspberry PI-beeldsensoren aan te sluiten op een Raspberry PI-processorbord.
Om de ontwikkeling te vereenvoudigen en te versnellen, biedt Lattice Semiconductor een vooraf ontworpen zachte IP-module voor vier veelvoorkomende videobrugoplossingen. De eerste oplossing die laat zien hoe u meerdere CSI-2-beeldsensoren kunt overbruggen naar een enkele CSI-2-uitgang (Afbeelding 4). Deze oplossing past toepassingen toe zoals een AP in het ontwerp die niet voldoende interface biedt die het aantal beeldsensoren ondersteunt, of een procesvertraging tussen de beeldsensor en de beeldgegevens.
De tweede oplossing is gericht op 1: 2 en 1: 1 DSI-weergave-interfacebrug. Dit IP-doel overtreft de weergavemogelijkheden voor toenemende bandbreedtevereisten, terwijl de processor een hoogwaardige interfacefunctie blijft bieden. Door de oude schermen te vervangen door een nieuw scherm, kunt u enorme AP-invoer reserveren tijdens het upgraden. Deze bridge kan ook de output van een enkele bron uitbreiden naar twee DSI-schermen in plaats van één.
De derde voorbeeldoplossing biedt een kritieke IP van CMOS naar MIPI D-PHY-interface bij gebruik van LIF-MD6000-apparaten. Hoewel Mipi D-PHY in eerste instantie is ontwikkeld om interconnecties in smartphones en beeldschermen aan te pakken, gebruiken veel processors en beeldschermen nu nog steeds RGB-, CMOS- of MIPI D-PHY-interfaces. Tussen de processor met de RGB-interface en een display met de MIPI DSI-interface, of tussen de camera met de MOS-interface en een processor met de CSI-2-interface, kan de oplossing als brug fungeren.
De vierde camera-interfacebrug lost het probleem van de mismatch tussen het toegangspunt en de vroege beeldsensor op. Hoewel veel toegangspunten nu MIPI CSI-2-interfaces gebruiken, gebruiken sommige beeldsensoren met hoge resolutie speciale sub-LVDS-uitvoerformaten. Deze brug lost de incompatibiliteit tussen de twee interfacetypes op. De bridge kan ook worden gebruikt in LVDS, CSI-2, HISPI en andere formaten voor wederzijdse conversie.
Samenvattend Omdat ontwerpers steeds meer componenten voor mobiele handheld-apparatuur voor meer toepassingen laten ontwikkelen, komen ze vaak het apparaat in het systeem tegen dat niet direct kan worden aangesloten. Soms komt het interfacetype of de hoeveelheid op het AP niet overeen met de beeldsensor of weergave van het systeem.
Voor sommige basismultiplexer-/demultiplexertoepassingen kunnen kant-en-klare standaard analoge schakelaars aan de vraag voldoen. Omdat ontwerpers echter complexere bridgetaken uitvoeren, zoals het converteren van oncontroleerbare interfaces, het combineren van meerdere videostreams of het splitsen van videostreams naar meerdere interfaces, hebben FPGA-gebaseerde programmeerbare bridge-oplossingen een aantal voordelen.
Ten eerste kun je met deze oplossingen de bestaande invoer van het oude apparaat gebruiken, zelfs als je de beeldsensor en de MIPI-interface van de MIPI-interface gebruikt, is deze nog steeds van toepassing. Ten tweede kunt u met deze bridge-oplossingen meer componenten selecteren door de overbrugging tussen meerdere apparaten met verschillende interfaces.
Onze andere producten:
