Blog về công ty Cung cấp FPGA xử lý và tầm nhìn nhúng CrossLink-NX:LIFCL-17,LIFCL-33,LIFCL-40

FPGA Lập trình lại cho Thị giác và Xử lý Nhúng Lattice CrossLink-NX: LIFCL-17, LIFCL-33, LIFCL-40

Công ty TNHH Điện tử Thâm Quyến Mingjiada,với tư cách là nhà phân phối độc lập được ủy quyền của các linh kiện điện tử nổi tiếng toàn cầu, tận dụng nhiều năm kinh nghiệm trong ngành và hệ thống chuỗi cung ứng ổn định để cung cấp cho khách hàng các giải pháp linh kiện điện tử toàn diện.

Ưu điểm cung cấp

1. Dải chip toàn diện: bao phủ nhiều lĩnh vực

MCU/MPU: Đa dụng, công suất thấp, cấp ô tô

Chip bộ nhớ: DRAM (DDR3/4/5), NAND, NOR, EEPROM, eMMC, UFS, SSD

Truyền thông/RF: 5G, Bluetooth, WiFi, GNSS, truyền thông vệ tinh, chip liên quan đến Starlink

Cấp ô tô/Công nghiệp: MCU cấp ô tô, SoC, quản lý năng lượng, IGBT, thiết bị nguồn

Tín hiệu tương tự/hỗn hợp: ADC/DAC, bộ khuếch đại thuật toán, quản lý năng lượng, chip giao diện

Chip AI/Chuyên dụng: FPGA, bộ xử lý, cảm biến, mô-đun quang học

Lĩnh vực ứng dụng: 5G, năng lượng mới, IoT, điện tử ô tô, y tế, điều khiển công nghiệp, trạm gốc truyền thông, AI, thiết bị đeo thông minh, hàng không vũ trụ

2. Chuỗi cung ứng và tồn kho: Hàng tồn kho dồi dào, giao hàng nhanh chóng

Tồn kho phong phú: Hơn 2 triệu SKU trong kho

Số lượng đặt hàng linh hoạt: Hỗ trợ mẫu số lượng nhỏ và đơn hàng số lượng lớn

Giao hàng toàn cầu: Mạng lưới logistics toàn cầu, thanh toán đa tệ, bao phủ Châu Á-Thái Bình Dương, Châu Âu và Châu Mỹ

3. Chất lượng và đảm bảo: Sản phẩm OEM chính hãng, chứng nhận chuyên nghiệp

100% Sản phẩm chính hãng: Kiểm soát kênh nghiêm ngặt để loại bỏ hàng tân trang hoặc hàng mới rời

Chứng nhận cấp ô tô/công nghiệp: Dải sản phẩm rộng tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn AEC-Q100/101 và ASIL-B/D

Kênh cung cấp ổn định: Quan hệ đối tác lâu dài với các nhà sản xuất và nhà phân phối, mang lại lợi thế đáng kể trong việc tìm nguồn cung ứng các mẫu khan hiếm

Hoàn thành đơn hàng một cửa: Bao phủ toàn diện Danh mục Vật liệu (BOM) trên tất cả các danh mục, giảm thiểu quản lý nhà cung cấp

I. Nền tảng cốt lõi của dòng CrossLink-NX: Ưu điểm chính của kiến trúc nền tảng Nexus

Toàn bộ dòng FPGA Lattice CrossLink-NX được xây dựng bằng quy trình FD-SOI (Floating-Domain Silicon-on-Insulator) 28nm hàng đầu trong ngành. Được tối ưu hóa thông qua kiến trúc FPGA Nexus độc quyền, thiết kế giải quyết các thách thức cốt lõi của các kịch bản thị giác biên nhúng từ công nghệ quy trình cơ bản đến thích ứng kiến trúc, mang lại bước nhảy vọt đa chiều so với các FPGA cạnh tranh cùng loại. Về kiểm soát tiêu thụ điện năng, dòng thiết bị này đạt mức tiết kiệm năng lượng lên tới 75% so với các FPGA truyền thống cùng loại. Điều này làm cho chúng hoàn toàn phù hợp với các kịch bản nhạy cảm về năng lượng như thiết bị thị giác di động chạy bằng pin, thiết bị giám sát trong xe hoạt động lâu dài và các nút thu thập dữ liệu và cảm biến công suất thấp trong công nghiệp. Không cần thêm các mạch làm mát hoặc điều chỉnh nguồn phức tạp, giúp đơn giản hóa đáng kể kiến trúc thiết kế phần cứng tổng thể. Về độ tin cậy, quy trình FD-SOI giảm đáng kể tỷ lệ lỗi mềm của thiết bị và mang lại khả năng chống nhiễu điện từ và biến động nhiệt độ khắc nghiệt vượt trội. Điều này cho phép hoạt động ổn định, không bị gián đoạn trong thời gian dài trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, điều kiện điện từ phức tạp của ô tô và các kịch bản an ninh ngoài trời mọi thời tiết, đáp ứng các yêu cầu chứng nhận độ tin cậy cơ bản cho cấp công nghiệp và ô tô.

Về kiến trúc phần cứng, dòng CrossLink-NX có đặc điểm cốt lõi là tỷ lệ lưu trữ trên logic cực cao, với tối đa 170 bit lưu trữ trên mỗi đơn vị logic. Nó tích hợp tài nguyên RAM trên chip dung lượng lớn, cho phép các hoạt động cốt lõi như bộ đệm khung hình ảnh, tiền xử lý dữ liệu pixel và lưu trữ tạm thời dữ liệu suy luận AI trung gian mà không cần truy cập thường xuyên vào bộ nhớ ngoài. Điều này làm giảm hiệu quả độ trễ truyền dữ liệu và tăng cường hiệu suất thời gian thực của xử lý hình ảnh. Hơn nữa, thiết bị tích hợp một loạt các giao diện phần cứng chuyên dụng, loại bỏ nhu cầu về các chip chuyển đổi giao diện bên ngoài bổ sung. Nó hỗ trợ gốc MIPI D-PHY 2.5Gbps, PCIe 5Gbps, I/O có thể lập trình 1.5Gbps và giao diện bộ nhớ DDR3 tốc độ cao 1066Mbps, và tương thích với các giao thức truyền hình ảnh phổ biến như LVDS, subLVDS và OpenLDI. Nó cung cấp một giải pháp một cửa cho tương tác dữ liệu hình ảnh toàn liên kết, bao gồm thu nhận tín hiệu cảm biến hình ảnh, chuyển tiếp dữ liệu video, ghép nối hình ảnh đa kênh và điều khiển thiết bị hiển thị, thực sự hiện thực hóa việc tích hợp chuyển đổi giao diện hình ảnh, tiền xử lý dữ liệu và tăng tốc tính toán biên trong một chip duy nhất. Về đóng gói, nó đáp ứng nhu cầu thu nhỏ cực đoan, với kích thước gói nhỏ nhất chỉ 4mm x 4mm. Điều này làm cho nó phù hợp với bố cục PCB của phần cứng nhúng siêu nhỏ, đáp ứng các yêu cầu thiết kế của các kịch bản hạn chế không gian như thiết bị thông minh di động, mô-đun cảm biến công nghiệp nhỏ và thiết bị thị giác nhúng trong xe.

II. Định vị chính xác ba mô hình cốt lõi: LIFCL-17, LIFCL-33 và LIFCL-40 với thông số kỹ thuật phần cứng được phân cấp

LIFCL-17, LIFCL-33 và LIFCL-40, được thiết kế với logic cốt lõi với số lượng ô logic tăng dần, mở rộng đồng bộ tài nguyên bộ nhớ và sức mạnh xử lý DSP, và nâng cấp phân cấp trong khả năng mở rộng giao diện. Chúng bao phủ chính xác ba cấp độ: ứng dụng cơ bản cấp nhập, kịch bản phổ biến tầm trung và xử lý thị giác phức tạp cao cấp. Người dùng có thể linh hoạt chọn các mô hình dựa trên số lượng cảm biến được kết nối, độ phức tạp xử lý hình ảnh và yêu cầu về sức mạnh xử lý suy luận AI, tránh lãng phí tài nguyên phần cứng dư thừa đồng thời cân bằng chi phí và hiệu suất. Ba thiết bị chia sẻ kiến trúc chung, sử dụng cùng các công cụ thiết kế và tương thích với cùng hệ sinh thái phần mềm. Chân phần cứng và mã có thể được di chuyển và tái sử dụng nhanh chóng, giảm đáng kể chi phí R&D và chu kỳ phát triển cho các lần lặp và nâng cấp sản phẩm.

1. Lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng cấp nhập, nhẹ: FPGA LIFCL-17

Là mô hình cấp nhập trong dòng CrossLink-NX, LIFCL-17 có cấu hình cốt lõi gồm 17K ô logic. Với thông số kỹ thuật phần cứng được tinh giản, nó ưu tiên giá trị vượt trội và tiêu thụ điện năng cực thấp, và được tùy chỉnh đặc biệt cho các kịch bản xử lý thị giác nhúng một kênh. Mô hình này có bộ nhớ RAM trên chip cơ bản tích hợp và một đơn vị xử lý DSP cấp nhập. Không cần cấu hình tính toán phức tạp, nó có thể xử lý hiệu quả các tác vụ tiền xử lý thị giác cơ bản như thu nhận dữ liệu cảm biến hình ảnh MIPI một kênh, chuyển đổi định dạng video đơn giản, khử nhiễu tín hiệu hình ảnh cơ bản và chuyển tiếp/chuyển tiếp tín hiệu video một kênh. Nó cũng có thể thực hiện các tác vụ phát hiện và suy luận AI biên nhẹ, cho phép các chức năng phân tích thông minh có công suất tính toán thấp như đếm đối tượng và phát hiện chuyển động đơn giản. Với nhiều tùy chọn gói nhỏ gọn, nó phù hợp với nhiều bố cục PCB nhỏ gọn. Nó có mức tiêu thụ điện năng thấp nhất trong toàn bộ dòng sản phẩm, làm cho nó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng cấp nhập nhạy cảm về chi phí, tinh giản tính năng và hạn chế không gian như thiết bị thị giác di động chạy bằng pin, camera an ninh gia đình nhỏ, mô-đun cảm biến phát hiện vị trí công nghiệp một kênh và mô-đun hỗ trợ thị giác cho thiết bị gia dụng thông minh. Đối với các dự án chỉ yêu cầu thu nhận dữ liệu thị giác cơ bản và chuyển tiếp/tiền xử lý dữ liệu đơn giản, LIFCL-17 thay thế hoàn hảo các kết hợp FPGA + chip giao diện bên ngoài truyền thống với chi phí phần cứng và tiêu thụ điện năng thấp nhất, đơn giản hóa kiến trúc hệ thống và rút ngắn chu kỳ phát triển.

2. Đa năng tầm trung phổ biến: FPGA LIFCL-33

LIFCL-33 là mô hình tầm trung hàng đầu trong dòng CrossLink-NX, với số lượng ô logic được nâng cấp là 33K. Dựa trên LIFCL-17, nó mở rộng toàn diện tài nguyên bộ nhớ trên chip, các đơn vị xử lý DSP và số lượng giao diện I/O có thể lập trình, đạt được sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất, tiêu thụ điện năng và chi phí. Hiện tại, đây là mô hình phổ biến nhất được áp dụng rộng rãi trong các dự án thị giác nhúng sản xuất hàng loạt. Mô hình này hỗ trợ tổng hợp đồng bộ nhiều cảm biến hình ảnh và có thể đồng thời nhận dữ liệu hình ảnh MIPI CSI-2 từ nhiều nguồn, cho phép các tác vụ xử lý thị giác tầm trung như ghép nối hình ảnh đa kênh, căn chỉnh hình ảnh đồng bộ, cắt và thay đổi kích thước video độ nét cao theo thời gian thực và tiền xử lý cải thiện chất lượng hình ảnh. Về sức mạnh tính toán AI biên, tài nguyên DSP dồi dào hỗ trợ suy luận nhẹ cho các mô hình học sâu quy mô trung bình, đáp ứng các yêu cầu thị giác thông minh biên thông thường như phát hiện lỗi cơ bản của các bộ phận công nghiệp, giám sát thị giác hỗ trợ lái xe trong xe và nhận dạng hình người trong các khu vực an ninh thương mại. Kết hợp khả năng mở rộng tuyệt vời với sự ổn định, nó tương thích với nhiều điều kiện nhiệt độ hoạt động công nghiệp và ô tô. Trong khi vẫn giữ được những ưu điểm cốt lõi của dòng CrossLink-NX - tiêu thụ điện năng cực thấp và gói nhỏ gọn - nó khắc phục những hạn chế của các mô hình cấp nhập về sức mạnh tính toán và khả năng giao diện. Phù hợp với phần lớn các kịch bản sản xuất hàng loạt phổ biến trong thị giác nhúng công nghiệp, nhận thức ô tô nhẹ và an ninh thông minh thương mại, đây là một lựa chọn toàn diện cân bằng giữa tính thực tế và hiệu quả chi phí.

3. Mô hình hàng đầu cao cấp, hiệu suất cao: FPGA LIFCL-40

Là mô hình hàng đầu cao cấp của dòng CrossLink-NX, LIFCL-40 có 40K ô logic hàng đầu, dung lượng RAM trên chip lớn nhất trong dòng (lên tới 3MB), tài nguyên tính toán DSP toàn diện nhất và số lượng giao diện lõi cứng tốc độ cao cao nhất. Nó được thiết kế đặc biệt cho các kịch bản ứng dụng phức tạp, cao cấp như xử lý thị giác đồng thời đa kênh, xử lý video độ phân giải cao theo thời gian thực và suy luận AI biên phức tạp có độ chính xác cao. Mô hình này hỗ trợ tổng hợp đồng bộ và xử lý tích hợp dữ liệu từ tối đa 13 cảm biến hình ảnh MIPI, cho phép các tác vụ tính toán cường độ cao như mã hóa và giải mã video HD 4K theo thời gian thực, ghép nối và hợp nhất đa góc nhìn liền mạch, trích xuất đặc trưng hình ảnh có độ chính xác cao và tăng tốc song song các thuật toán thị giác phức tạp. Trong lĩnh vực suy luận AI biên, tài nguyên tính toán và logic dồi dào hỗ trợ hoạt động của các mô hình mạng nơ-ron nhẹ có độ chính xác cao, quy mô lớn, đáp ứng các yêu cầu tính toán của các kịch bản đòi hỏi cao như phát hiện lỗi có độ chính xác cao trong công nghiệp, ghép nối tầm nhìn toàn cảnh đa camera trong xe, nhận dạng và theo dõi đa mục tiêu theo thời gian thực trong giao thông thông minh và các thiết bị thị giác thông minh thương mại cao cấp. Mặc dù là một mô hình hàng đầu, nó vẫn giữ các đặc tính tiêu thụ điện năng thấp cốt lõi của nền tảng Nexus, mang lại lợi thế tiết kiệm năng lượng đáng kể so với các FPGA truyền thống có hiệu suất tương đương. Không yêu cầu thiết kế quản lý nhiệt bổ sung, nó cân bằng hiệu suất xử lý vượt trội với các yêu cầu về kích thước thiết bị nhỏ gọn và hoạt động công suất thấp, làm cho nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các kịch bản thị giác nhúng cao cấp và xử lý biên hiệu suất cao.

III. Ba kịch bản ứng dụng cốt lõi: Đáp ứng nhu cầu thị giác nhúng và xử lý biên trên tất cả các ngành công nghiệp

1. Tổng hợp cảm biến thị giác nhúng và chuyển tiếp video

Kết nối đa cảm biến và chuyển tiếp tín hiệu video đại diện cho các kịch bản ứng dụng cơ bản và cốt lõi nhất cho ba FPGA trong dòng CrossLink-NX. Tận dụng các giao diện phần cứng tốc độ cao chuyên dụng cho thị giác gốc như MIPI và LVDS, chúng cho phép chuyển tiếp dữ liệu liền mạch giữa các cảm biến hình ảnh, thiết bị hiển thị và bộ xử lý máy chủ mà không cần chip chuyển đổi bên ngoài. LIFCL-17 được thiết kế để chuyển tiếp một-một đơn giản của một cảm biến, đáp ứng các yêu cầu truyền tín hiệu thị giác cơ bản của các thiết bị nhỏ; LIFCL-33 hỗ trợ tổng hợp đồng bộ và chuyển tiếp tín hiệu của 2-4 cảm biến, phục vụ các kịch bản công nghiệp và an ninh tầm trung liên quan đến thu thập dữ liệu cơ bản đa kênh; LIFCL-40 cho phép tổng hợp dữ liệu quy mô lớn từ mười cảm biến trở lên và ghép nối, tích hợp dữ liệu hình ảnh, cung cấp luồng dữ liệu video thống nhất, tiêu chuẩn hóa cho bộ điều khiển máy chủ phía sau. Điều này làm giảm đáng kể tải xử lý dữ liệu trên bộ xử lý máy chủ và đơn giản hóa kiến trúc hệ thống tổng thể, làm cho nó được áp dụng rộng rãi trong các mảng cảm biến thị giác công nghiệp, mô-đun thu nhận đa camera trong xe và các thiết bị thu nhận video đa kênh cho các ứng dụng an ninh.

2. Tiền xử lý hình ảnh theo thời gian thực và tăng tốc thuật toán chất lượng hình ảnh

Tận dụng tỷ lệ bộ nhớ trên logic cao và tài nguyên DSP dồi dào, ba mô hình FPGA này có thể độc lập xử lý các tác vụ tăng tốc phần cứng thuật toán tiền xử lý hình ảnh khác nhau mà không cần dựa vào CPU chính. Điều này bao gồm các hoạt động xử lý chất lượng hình ảnh cơ bản như khử nhiễu hình ảnh, hiệu chỉnh màu sắc, điều chỉnh cân bằng trắng, cắt và thay đổi kích thước hình ảnh, chuyển đổi tốc độ khung hình và hiệu chỉnh biến dạng. Kiến trúc xử lý song song phần cứng mang lại độ trễ thấp hơn và hiệu suất thời gian thực cao hơn so với xử lý bằng phần mềm trên CPU. LIFCL-17 cấp nhập đáp ứng các yêu cầu tối ưu hóa chất lượng hình ảnh cơ bản; LIFCL-33 tầm trung phù hợp với tiền xử lý thông thường của video độ nét cao; và LIFCL-40 cao cấp hỗ trợ hiệu chỉnh chất lượng hình ảnh phức tạp theo thời gian thực và xử lý đồng bộ đa góc nhìn cho video HD 4K. Điều này giúp cải thiện hiệu quả chất lượng hình ảnh, cung cấp hỗ trợ dữ liệu thô chất lượng cao cho suy luận AI và nhận dạng hình ảnh tiếp theo, và được áp dụng rộng rãi cho các kịch bản như kiểm tra thị giác công nghiệp, chụp ảnh trong xe và tối ưu hóa hình ảnh cho các thiết bị camera thông minh.

3. Giảm tải sức mạnh tính toán suy luận AI nhẹ ở biên

Giải quyết các điểm yếu về sức mạnh tính toán không đủ của CPU chính của các thiết bị biên nhúng, độ trễ suy luận AI cao và tiêu thụ điện năng cao, ba FPGA trong dòng CrossLink-NX có thể hoạt động như các bộ tăng tốc giảm tải tính toán AI chuyên dụng. Chúng xử lý các tác vụ suy luận mô hình học sâu nhẹ ở biên, cho phép các chức năng phân tích thông minh như phát hiện đối tượng, đếm đối tượng, nhận dạng hình người và phân loại lỗi. Điều này cho phép ra quyết định thông minh theo thời gian thực tại địa phương, mà không cần dựa vào sức mạnh tính toán của đám mây. LIFCL-17 phù hợp với các tác vụ AI tải tính toán thấp như đếm đơn giản và phát hiện cơ bản; LIFCL-33 hỗ trợ các ứng dụng AI phổ biến như nhận dạng đối tượng tiêu chuẩn và phát hiện phân loại cơ bản; LIFCL-40 có khả năng xử lý các yêu cầu AI biên đòi hỏi tính toán cao, như nhận dạng đa đối tượng có độ chính xác cao và phân tích thông minh các điều kiện hoạt động phức tạp. Với phân bổ tài nguyên tính toán linh hoạt, tiêu thụ điện năng có thể kiểm soát và triển khai thuận tiện, các thiết bị này hoàn toàn phù hợp với các kịch bản AI biên nhúng như kiểm tra thông minh biên công nghiệp, nhận thức biên và cảnh báo sớm trong xe, và cảnh báo sớm thông minh và chụp ảnh an ninh.