Blog về công ty LIFCL-40-9BG400I Lattice CrossLink -NX Embedded FPGA Với 2.5G MIPI D-PHY

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp và tái chế cácLIFCL-40-9BG400ILattice CrossLink-NX FPGA nhúng, được trang bị một 2.5G MIPI D-PHY.

CácLIFCL-40-9BG400Ilà một thiết bị lõi FPGA được nhúng hiệu suất cao, năng lượng thấp từ dòng CrossLink-NX của Lattice Semiconductor, được thiết kế đặc biệt cho xử lý tín hiệu thị giác được nhúng cạnh,truyền dữ liệu hình ảnh tốc độ cao, tổng hợp tín hiệu cảm biến và ứng dụng suy luận AI cạnh nhẹ. được chế tạo bằng nền tảng quy trình Nexus 28nm FD-SOI tiên tiến của Lattice, thiết bị này cân bằng hoàn hảo bao bì nhỏ gọn,tiêu thụ năng lượng hoạt động cực thấp, khả năng cấu hình ngay lập tức cực nhanh và độ tin cậy cao, ổn định hoạt động công nghiệp.làm cho nó trở thành chip lõi logic có thể lập trình được ưa thích cho thị giác nhúng công nghiệp, cảm biến thông minh trên xe, kết nối hình ảnh độ nét cao trong thiết bị điện tử tiêu dùng và chuyển đổi tín hiệu trong các thiết bị đầu cuối thông minh.Nó chính xác đáp ứng các yêu cầu lõi kép của truyền dữ liệu hàng loạt tốc độ cao và kiểm soát logic thời gian thực trong các kịch bản nhúng đòi hỏi khác nhau.

Tôi.LIFCL-40-9BG400IQuy trình cơ bản và kiến trúc phần cứng cốt lõi

LIFCL-40-9BG400I FPGA nhúng được xây dựng trên một quy trình tùy chỉnh 28nm FD-SOI.nó có khả năng điều chỉnh thiên vị phản hồi lập trìnhĐiều này cho phép tối ưu hóa hiệu suất thiết bị và tỷ lệ tiêu thụ điện năng động, tinh chỉnh dựa trên nhu cầu khối lượng công việc nhúng thực tế, cho phép chế độ chờ năng lượng thấp dưới tải trọng nhẹ,tải trọng cao, hoạt động hiệu suất cao. Nó cũng tự hào khả năng chống lỗi mềm tốt nhất trong lớp trong số các FPGAs trong lớp của nó, với độ tin cậy vượt quá các đối thủ cạnh tranh tương đương hơn một trăm lần.Nó cung cấp sự ổn định đặc biệt trong hoạt động liên tục lâu dài và hoàn toàn phù hợp với môi trường làm việc khắc nghiệt như các trang web công nghiệp và ứng dụng ô tô, nơi nhiễu điện từ và biến động nhiệt độ là đáng kể.

Về cấu hình tài nguyên logic cốt lõi,LIFCL-40-9BG400Iđược trang bị các đơn vị xử lý logic khoảng 39K, đủ để hỗ trợ điều khiển thời gian logic nhúng phức tạp, mã hóa và giải mã dữ liệu tín hiệu đa kênh, xử lý trước dữ liệu hình ảnh,và triển khai các thuật toán suy luận AI nhẹNó có 2,9MB tài nguyên bộ nhớ nhúng công suất cao, bao gồm sự kết hợp của EBR và LRAM mô-đun.cho phép lưu trữ bộ nhớ cache của khung hình quan trọng, lưu trữ dữ liệu cấu hình và lưu trữ tạm thời dữ liệu trung gian cho các tính toán thời gian thực.Giảm tiêu thụ năng lượng tổng thể và yêu cầu không gian PCBNó cũng tích hợp 56 bộ nhân phần cứng 18 × 18 hiệu suất cao, cung cấp gia tốc phần cứng cho các hoạt động dấu phẩy nổi và gia tăng chuyên sâu như mở rộng hình ảnh,xử lý trước pixel và các hoạt động ma trận AI, do đó cải thiện đáng kể hiệu suất thời gian thực của xử lý dữ liệu thị giác nhúng.

CácLIFCL-40-9BG400Iđược đặt trong một gói gắn bề mặt CABGA thu nhỏ 400 chân với bố trí chân được tổ chức một cách khoa học, làm cho nó phù hợp với định tuyến PCB mật độ cao trong các thiết bị nhúng nhỏ gọn;nó hoạt động với điện áp cung cấp lõi tiêu chuẩn 1V, và kiến trúc nguồn điện ngoại vi đơn giản của nó đảm bảo khả năng tương thích với các mô-đun điện thông thường trong các hệ thống nhúng khác nhau.Thiết bị hoạt động trong phạm vi nhiệt độ công nghiệp, đảm bảo hiệu suất liên tục và ổn định trong một môi trường nhiệt độ rộng từ -40 °C đến + 100 °C. Nó chịu được nhiệt độ cực cao và cực thấp trong thiết bị ngoài trời,tủ điều khiển công nghiệp, và cả khoang xe bên trong và bên ngoài, hoạt động 24 giờ 7 ngày 7 ngày mà không bị suy giảm hiệu suất hoặc các vấn đề hoạt động.

II. Các đặc điểm chính củaLIFCL-40-9BG400Ilõi với tiêu chuẩn 2.5G MIPI D-PHY

Ưu điểm đặc biệt nhất của LIFCL-40-9BG400I nằm ở sự tích hợp bản địa của một máy thu lõi cứng MIPI D-PHY tốc độ 2,5G.Đây là phần cứng tối ưu hóa đặc biệt cho các kịch bản trao đổi dữ liệu hình ảnh tốc độ cao, chẳng hạn như chụp hình máy ảnh MIPI CSI-2 và điều khiển màn hình độ nét cao MIPI DSI, loại bỏ nhu cầu về chip giao diện PHY bên ngoài.phân tích và chuyển tiếp tín hiệu hình ảnh hàng loạt tốc độ cao, đơn giản hóa đáng kể kiến trúc phần cứng của các hệ thống hình ảnh nhúng, giảm tổn thất chuỗi tín hiệu và điểm hỏng ngoại vi và tăng tính ổn định truyền tín hiệu tổng thể.

Lõi cứng MIPI D-PHY này sử dụng kiến trúc phần cứng hai kênh, bốn kênh. Mỗi lõi cứng PHY hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu tốc độ cao tối đa 2,5 Gbps mỗi kênh;khi nhiều kênh hoạt động cùng nhau, chúng có thể dễ dàng đáp ứng các yêu cầu về chụp và truyền hình ảnh thời gian thực từ máy ảnh độ nét cao 1080p và độ phân giải 2K,cũng như nhu cầu truyền tín hiệu của các bảng hiển thị độ nét cao với tỷ lệ làm mới caoMô-đun PHY có tính năng hiệu chuẩn thời gian tín hiệu cấp phần cứng và khả năng chống nhiễu tín hiệu chênh lệch tối ưu.Trong môi trường hoạt động điện từ phức tạp điển hình của các thiết bị nhúng, nó có hiệu quả ngăn chặn sự suy yếu tín hiệu, thay đổi thời gian và mất dữ liệu trong quá trình truyền, đảm bảo tốc độ cao,Giao thông hai chiều không mất mát và chậm trễ của dữ liệu hình ảnh độ nét caoSo với các giải pháp truyền thống sử dụng chip giao diện MIPI bên ngoài với FPGA, kiến trúc D-PHY tích hợp bản địa làm giảm đáng kể độ trễ liên kết.Nó không yêu cầu thêm giải mã logic hoặc thích nghi, và khởi động liên kết tín hiệu được hoàn thành nhanh chóng khi bật điện, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu cốt lõi của xử lý hình ảnh chậm trong các thiết bị hình ảnh nhúng.

Hơn nữa, lõi cứng MIPI D-PHY hỗ trợ cấu hình và mở rộng tín hiệu linh hoạt, cho phép tổng hợp, chia tách, trùng lặp và kết nối nhiều tín hiệu hình ảnh MIPI.Nó có thể đồng thời chụp dữ liệu hình ảnh đa kênh từ nhiều camera độ nét cao để tổng hợp và xử lý trước trong thời gian thực, hoặc phân phối một tín hiệu hình ảnh độ nét cao duy nhất đến nhiều thiết bị đầu cuối hiển thị, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng hình ảnh nhúng đa dạng như thu thập đồng bộ nhiều camera,màn hình hiển thị đồng bộ đa màn hình, và phân chia tín hiệu hình ảnh và sao lưu. Nó cung cấp tính linh hoạt lập trình cực kỳ cao, không yêu cầu thay đổi mạch phần cứng;các yêu cầu về giao diện truyền hình ảnh khác nhau chỉ có thể được đáp ứng thông qua lập trình logic FPGA.

III. Ưu điểm hiệu suất khác biệt chính củaLIFCL-40-9BG400IThiết bị

Thứ nhất, LIFCL-40-9BG400I có khả năng cấu hình ngay lập tức cực nhanh, đây là điểm nổi bật chính cho các kịch bản khởi động thời gian thực nhúng.Thiết bị FPGA này hoàn thành cấu hình I / O chỉ trong 3 ms, với cấu hình thiết bị đầy đủ mất không quá 8 ms. Khởi động và tải logic được hoàn thành trong vòng vài mili giây sau khi bật điện, loại bỏ sự cần thiết của thời gian nóng lên lâu.Nó hoàn toàn phù hợp với các ứng dụng với yêu cầu bắt đầu độ trễ nghiêm ngặt, chẳng hạn như các hệ thống ô tô "khởi động và chạy", khôi phục năng lượng nhanh cho thiết bị công nghiệp và thức dậy ngay lập tức cho các thiết bị đầu cuối nhúng di động,do đó loại bỏ sự chậm trễ hoạt động do sự chậm trễ khởi động điển hình của FPGAs truyền thống.

Thứ hai,LIFCL-40-9BG400Ikết hợp tiêu thụ năng lượng thấp với độ tin cậy cao, làm cho nó phù hợp với các thiết bị thụ động nhúng, chạy bằng pin và không được giám sát lâu dài.Chips's trạng thái chờ tĩnh và năng lượng hoạt động năng động là một trong những thấp nhất trong ngànhNó không yêu cầu các mô-đun làm mát phức tạp, vì sự đối lưu tự nhiên là đủ để đáp ứng nhu cầu hoạt động liên tục kéo dài.làm cho nó phù hợp với các kịch bản nhạy cảm với năng lượng như thiết bị đầu cuối tầm nhìn IoT di động và thiết bị giám sát chạy pin ngoài trờiNgoài ra, thiết bị cung cấp khả năng chống bức xạ tuyệt vời và lỗi mềm.đảm bảo hiệu suất logic ổn định trong quá trình hoạt động lâu dài mà không có lỗi như hỏng chương trình hoặc gián đoạn logic, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đáng tin cậy cao bao gồm tự động hóa công nghiệp, giao thông đường sắt và hệ thống điều khiển công nghiệp trên xe.

Thứ ba,LIFCL-40-9BG400Icung cấp khả năng tương thích giao diện đặc biệt, tạo điều kiện kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi nhúng khác nhau.SubLVDS, OpenLDI, SGMII và các giao diện công nghiệp và hiển thị tốc độ cao phổ biến khác, cho phép kết nối và chuyển đổi giao thức chéo liền mạch giữa tín hiệu MIPI và tín hiệu LVDS, Ethernet và SGMII.Điều này phá vỡ các rào cản tương tác tín hiệu giữa các camera, các đơn vị xử lý FPGA, thiết bị đầu cuối hiển thị và bộ xử lý điều khiển cạnh, tạo điều kiện cho thiết kế tích hợp cho các hệ thống nhúng đa giao thức khác nhau.thiết bị đi kèm với phần mềm phát triển FPGA chuyên nghiệp Lattice Radiant, đơn giản hóa quá trình phát triển và gỡ lỗi. Nó hỗ trợ biên dịch logic nhanh, mô phỏng thời gian và lập trình trong mạch,rút ngắn đáng kể chu kỳ lặp lại R&D cho các sản phẩm thị giác nhúng trong khi giảm các rào cản phát triển và chi phí R&D.

IV. Các kịch bản ứng dụng lõi nhúng điển hình choLIFCL-40-9BG400I

1. Industrial Embedded Vision and Industrial Control: Nó có thể phục vụ như là đơn vị xử lý cốt lõi cho các thiết bị kiểm tra thị giác độ nét cao công nghiệp. Thông qua một IP cứng 2.5G MIPI D-PHY,nó kết nối với các máy ảnh quét khu vực và quét đường dây công nghiệp độ nét cao để thực hiện phát hiện thời gian thực các khiếm khuyết bề mặt đồ đạc, đo kích thước và xử lý hình ảnh trước.Nó kết nối đồng bộ với bảng điều khiển công nghiệp và bảng hiển thị công nghiệp để đạt được quản lý tích hợp của việc thu thập hình ảnh, xử lý thời gian thực, hiển thị nội bộ kết quả và tải dữ liệu,làm cho nó phù hợp với các kịch bản như kiểm tra chất lượng tự động trên các dây chuyền sản xuất công nghiệp và giám sát hoạt động và bảo trì trực quan của thiết bị công nghiệp.

2. Ứng dụng cảm biến thông minh trên xe và màn hình buồng lái: Được thiết kế cho các camera nhận thức ADAS hướng về phía trước trên xe và các hệ thống xem xung quanh đồng bộ đa camera,nó truyền nhiều luồng dữ liệu video trên xe trong thời gian thực thông qua giao diện MIPI tốc độ caoNó thực hiện các nhiệm vụ xử lý trước như khâu hình ảnh và điều chỉnh biến dạng,trong khi đồng thời điều khiển các tín hiệu hiển thị MIPI cho các cụm nhạc cụ trong cabin độ nét cao và màn hình điều khiển trung tâmNó đáp ứng các yêu cầu về hoạt động ổn định trong các biến động nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường điện từ điển hình của các ứng dụng ô tô.đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của các hệ thống thị giác trên xe.

3. Trạm nhìn AI nhẹ dựa trên cạnh: Tận dụng các trình nhân phần cứng tích hợp và các tài nguyên logic,Giải pháp này triển khai các thuật toán suy luận AI nhận dạng hình ảnh nhẹ và phát hiện đối tượngKết hợp với một 2.5G MIPI D-PHY, nó cho phép chụp hình ảnh thời gian thực từ camera đầu cuối và phân tích suy luận AI địa phương.nó đạt được nhận dạng thông minh offline địa phương, làm cho nó phù hợp với các kịch bản nhúng AI cạnh nhẹ như giám sát an ninh thông minh, cảm biến thị giác nhà thông minh và đầu cuối cảm biến thông minh IoT.

4Thiết bị chuyển đổi và chuyển đổi tín hiệu video độ nét cao: Tập trung vào việc chuyển đổi giao thức chéo giữa MIPI và các giao diện tốc độ cao khác nhau,các thiết bị này tạo điều kiện chuyển đổi giao thức tín hiệu giữa máy ảnh MIPI và EthernetHọ đáp ứng các yêu cầu kết nối giữa tín hiệu của thiết bị video độ nét cao trong thiết bị điện tử tiêu dùng, thiết bị hình ảnh y tế nhỏ gọn,và các thiết bị đầu cuối hình ảnh nhúng di động, hợp lý hóa kiến trúc phần cứng và tăng cường thu nhỏ và tích hợp các thiết bị.