Vývojári vstavaných systémov využívajú inováciu mobilného procesora, široko akceptované štandardné rozhranie MIPI, ako aj novú generáciu lacných obrazových snímačov a displejov na vytváranie vysokovýkonných lacných produktov, no stále potrebujú vyriešiť mnohé výzvy.
Ako rýchlo zlepšiť výkon, ako predpovedať typ a množstvo potrebné pre požadované rozhranie? Ako používať tieto procesory, aby mali hodnotu tradičného displeja a/alebo obrazového snímača za hodnotu tradičného displeja a/alebo obrazového snímača pri používaní týchto procesorov? Ako rýchlo a lacno premostiť rôzne typy rozhraní a zabezpečiť, aby bol návrh úspešný?
Tento článok predstaví vplyv a problémy s dizajnom súvisiace s migráciou na nové rozhrania a premostením nových a starých zariadení a predstaví niektoré realizovateľné riešenia a aplikačné metódy.
Premosťujte nové video rozhranie Dopyt ľudí po inovatívnych lacných riešeniach video mostov sa zvyšuje. Napríklad pri konštrukcii monitorovacích systémov, dronov alebo DSLR chcú dizajnéri kamier využiť najnovšiu inováciu on-hot mobile application procesor (AP). Na tento účel musia zvyčajne konvertovať signály z proprietárneho tradičného rozhrania obrazového snímača na mobilné rozhranie obrazového snímača MIPI CSI-2 používané na väčšine AP.
Ak dizajnér postaví ďalšiu generáciu slúchadiel pre virtuálnu realitu (VR), musíte skonvertovať video z jedného rozhrania MIPI DSI a rozdeliť ho na dva displeje MIPI DSI. To nielenže zlepšuje výkon systému, ale aj efekt ponorenia produktu je silnejší (obrázok 1). Ak AP poskytuje iba jedno rozhranie DSI alebo jedno z dostupných rozhraní, ktoré sa už špecificky používa pre iné funkcie, ako podporiť tieto vznikajúce aplikácie?
Podobne aj vývojári riešení rozhrania človek-stroj (HMI) alebo inteligentných displejov si môžu želať zachovať hodnotu obrovských investícií do displejov priemyselnej kvality. Ale urobte to, musia prijať rozhranie CSI-2 na mobilnom AP z OpenLDI / LVDS alebo dedikovaného mostíka rozhrania.
Niekedy možno budete musieť dať viac video streamov do väčšieho výstupu snímky, čím vytvoríte hlboké vnímanie alebo vylepšíte systém reality. V tomto čase je možné včas zachytiť premosťovacie riešenie umiestnené medzi snímačom fotoaparátu a obrazovým procesorom, aby sa zachytilo viacero výstupov CSI-2 a dosiahlo sa minimálne oneskorenie. To si vyžaduje univerzálne ovládanie kolíkov. Viaceré syntetické video streamy tiež musia zdieľať rovnaké hodiny a v niektorých prípadoch môže byť potrebný samostatný program na zapnutie. Na implementáciu každej funkcie je potrebné jednoducho prispôsobiť I/O.
Aplikácia mobilných procesorov MIPI sa dokonca prehĺbila do tradičných priemyselných aplikácií, ako je automobilová výroba. S rastúcim počtom automobilových elektronických zariadení a počtom kamier si pokročilý pomocný riadiaci systém (ADAS) a sonardy informačnej zábavy vyžadujú viac video mosta.
Kamera bola pôvodne vyvinutá, aby pomohla vodičovi pozorovať pri cúvaní a teraz ju výrobca používa na poskytovanie celej škály perspektív vozidla. Niektorí výrobcovia automobilov napríklad vymieňajú spätné zrkadlo za kameru, čím znižujú odpor vzduchu a zlepšujú spotrebu paliva. Konštruktérom navrhnuté riešenie video mosta umožňuje výrobcovi sumarizovať dáta viacerých obrazových snímačov a prenášať ich cez jediné rozhranie CSI-2 do AP.
Univerzálny prepínač Na vyriešenie požiadavky na riešenie základného mostíka používa projektant spravidla univerzálne prepínače. HD3SS 3212 od Texas Instruments je typickým príkladom univerzálneho 2-kanálového pasívneho prepínača multiplexora / demultiplexera na prenos signálov medzi dvoma pozíciami na doske (obr. 2). Zariadenie je kompatibilné so štandardmi MIPI DSI/CSI, FPDLINKII, LVDS a PCIe Gen IIII s podporou dátových rýchlostí až 10 Gb/s.
Dizajnéri môžu použiť zariadenie pre akékoľvek aplikácie rozhrania, ktoré vyžadujú rozsah napätia 0 až 2 V v bežnom režime a diferenciálnu amplitúdu 1800 mVPP. Adaptívne sledovanie zaisťuje, že kanál zostane nezmenený v celom rozsahu napätia v spoločnom režime.
HD3SS3212 sa dodáva s rôznymi nástrojmi a podporným softvérom, vrátane vyhodnocovacích modulov a vyhodnocovacích dosiek pre minidoky USB Type-C a referenčného dizajnu s podporou videa a nabíjania.
Programovateľné riešenie Ďalším spôsobom, ako vyriešiť tento problém, je použitie semi-custom alebo custom video bridge riešení. Tieto riešenia sú však zvyčajne zamerané na použiteľné rozsahy relatívne úzkych aplikácií, s dlhšími vývojovými cyklami a vyššími nákladmi na neregulárne inžinierstvo (NRE), typickým je ASIC.
Aby sa vyrovnala medzera medzi univerzálnym a vlastným videomostom, videomosty vyžadujú kombináciu flexibility dizajnu a krátkych vývojových cyklov FPGA, ako aj funkčnosť špecifických aplikačných štandardných produktov (ASSP). Pre tieto funkcie sa možno budeme chcieť dozvedieť o Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board a jej programovateľnom ASSP (PASSP) (obrázok 3). CrossLinkIF-MD6000 sa dodáva s hodnotiacou doskou, ktorá funguje ako nečinná IP v Diamond Design Software of Lattice. Každý PASSP obklopuje dva pevné bloky MIPI D-PHY pohybom štruktúry FPGA. Každý blok MIPI D-PHY má až štyri dátové kanály a hodiny pre podporu prenosu a príjmu (TX a RX). D-PHY prenáša až 4K ultra vysoké rozlíšenie s rýchlosťou 12 Gb/s. Dve skupiny programovateľných I/O podporujú rôzne rozhrania a protokoly, vrátane Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 a MIPI DSI a CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS a OpenLDI.
Priľahlá štruktúra FPGA obsahuje 5 936 LUT, 180 KB blokovej RAM a 47 KB distribuovanej RAM. LUT je distribuovaný pozdĺž vyhradeného registra v programovateľnej funkčnej jednotke (PFU), ktorá sa používa ako základná súčasť logických, algoritmických, RAM a ROM funkcií. Programovateľná smerovacia sieť sa pripája k bloku PFU.
SYSMEM embedded block RAM (EBR) programovateľnej I/O skupiny, embedded I2C a embedded MIPI D-PHY sú rozmiestnené medzi stĺpcami PFU. Blok PFU je možné nakonfigurovať pomocou softvéru Diamond Design od Lattice a zapojenia každého dizajnu.
Postupy konfigurácie a nastavenia majú na výber rôzne podporné nástroje a softvér. Okrem premosťovacích zariadení pridáva LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board k FTDI aj konektor typu Mini USB B. Pomocou SPI pridajte FTDI do obvodu CrossLink, pridajte FTDI do zariadení X03LF pomocou zdrojov JTAG a GPIO. Súčasne si môžete prezerať aj viaceré ukážky, informácie o voliteľnej TX / RX spojovacej doske a ďalšiu dokumentáciu. Súprava tiež obsahuje dve dosky rozhrania, dosky prepojovacieho rozhrania LIFMD-IOL-EVN SMA IO a dosku rozvetvených IO linkov. Vývojová doska LIF-MD6000 Raspberry PI navyše obsahuje referenčný dizajn a CrossLink soft IP na pripojenie dvoch obrazových snímačov Raspberry PI k procesorovej doske Raspberry PI.
Na zjednodušenie a urýchlenie vývoja poskytuje Lattice Semiconductor preddizajnovaný soft IP modul pre štyri bežné riešenia video mostov. Prvé riešenie ukazuje, ako premostiť viacero obrazových snímačov CSI-2 na jeden výstup CSI-2 (obrázok 4). Toto riešenie používa aplikácie zahŕňajúce AP v dizajne, ktorý neposkytuje dostatočné rozhranie, ktoré podporuje počet obrazových snímačov, alebo oneskorenie procesu medzi obrazovým snímačom a obrazovými dátami.
Druhé riešenie sa zameriava na premostenie rozhrania displeja 1: 2 a 1: 1 DSI. Tento cieľ IP presahuje možnosti zobrazenia pre rastúce požiadavky na šírku pásma, zatiaľ čo procesor naďalej poskytuje vysokovýkonnú funkciu rozhrania. Výmenou starých displejov za nový displej si môžete pri inovácii rezervovať obrovský vstup AP. Tento most môže tiež rozšíriť výstup jedného zdroja na dva DSI displeje namiesto jedného.
Tretí príklad riešenia poskytuje kritickú IP rozhrania CMOS na MIPI D-PHY pri použití zariadení LIF-MD6000. Hoci bol Mipi D-PHY pôvodne vyvinutý na riešenie prepojení v smartfónoch a displejoch, mnohé procesory a displeje teraz stále používajú rozhrania RGB, CMOS alebo MIPI D-PHY. Medzi procesorom s rozhraním RGB a displejom s rozhraním MIPI DSI alebo medzi fotoaparátom s rozhraním MOS a procesorom s rozhraním CSI-2 môže riešenie fungovať ako mostík.
Štvrtý most rozhrania fotoaparátu rieši problém nesúladu medzi AP a skorým obrazovým snímačom. Hoci mnohé prístupové body teraz používajú rozhrania MIPI CSI-2, niektoré obrazové snímače s vysokým rozlíšením používajú vyhradené výstupné formáty sub-LVDS. Tento most rieši nekompatibilitu medzi dvoma typmi rozhrania. Mostík je možné použiť aj v LVDS, CSI-2, HISPI a iných formátoch vzájomnej konverzie.
Zhrnutie Keďže dizajnéri majú stále viac komponentov vyvinutých pre mobilné ručné zariadenia pre viac aplikácií, často sa stretávajú so zariadením v systéme, ktoré nie je možné priamo pripojiť. Niekedy sa typ alebo množstvo rozhrania na AP nezhoduje s obrazovým snímačom alebo displejom systému.
Pre niektoré základné aplikácie multiplexora / demultiplexora môžu dopyt uspokojiť hotové štandardné analógové prepínače. Keďže však dizajnéri vykonávajú niektoré zložitejšie úlohy premostenia, ako je konverzia nekontroverzných rozhraní, kombinovanie viacerých video streamov alebo rozdelenie video streamov na viacero rozhraní, riešenia programovateľných mostíkov na báze FPGA majú množstvo výhod.
Po prvé, tieto riešenia umožňujú využívať existujúci vstup starého zariadenia, aj keď používate obrazový snímač a rozhranie MIPI rozhrania MIPI, stále to platí. Po druhé, vďaka premosteniu medzi viacerými zariadeniami s rôznymi rozhraniami vám tieto mostové riešenia umožňujú vybrať viac komponentov.
Náš ďalší produkt:
