Utvecklare av inbyggda system använder den mobila processorns innovation, allmänt accepterade MIPI-standardgränssnitt, samt en ny generation av billiga bildsensorer och skärmar för att bygga högpresterande lågkostnadsprodukter, men måste fortfarande lösa många utmaningar.
Som snabb prestandaförbättring, hur förutsäger man vilken typ och mängd som krävs för det nödvändiga gränssnittet? Hur använder man dessa processorer för att få värdet av den traditionella displayen och/eller bildsensorn för värdet av den traditionella displayen och/eller bildsensorn när man använder dessa processorer? Hur snabbt, låg kostnad överbryggar olika gränssnittstyper, säkerställa att designen är framgångsrik?
Den här artikeln kommer att introducera effekterna och designfrågorna relaterade till migreringen till nya gränssnitt och överbrygga nya och gamla enheter, och introducera några genomförbara lösningar och tillämpningsmetoder.
Överbrygga nytt videogränssnitt Människors efterfrågan på innovativa lågkostnadslösningar för videobryggor ökar. Till exempel vill konstruerande övervakningssystem, drönare eller DSLR-kameradesigners använda den senaste innovationen av on-hot mobilapplikationsprocessor (AP). För detta ändamål måste de vanligtvis konvertera signaler från det egenutvecklade traditionella bildsensorgränssnittet till det mobila MIPI CSI-2 bildsensorgränssnittet som används på de flesta AP:er.
Om designern bygger nästa generations virtuell verklighet (VR) hörlurar, måste du konvertera en video från ett enda MIPI DSI-gränssnitt och dela upp den till de två MIPI DSI-skärmarna. Detta förbättrar inte bara systemets prestanda, utan även produktens nedsänkningseffekt är starkare (Figur 1). Om AP bara tillhandahåller ett enda DSI-gränssnitt eller ett av de tillgängliga gränssnitten som redan används specifikt för andra funktioner, hur stödjer man dessa nya applikationer?
På liknande sätt kan utvecklare av HMI-lösningar (Human-Machine Interface) eller intelligenta bildskärmar också vilja behålla värdet av enorma investeringar i bildskärmar av industriell kvalitet. Men gör detta, de måste ta emot CSI-2-gränssnittet på den mobila AP från OpenLDI / LVDS eller dedikerad gränssnittsbrygga.
Ibland kan du behöva lägga flera videoströmmar till en större bildruta, vilket skapar en djup uppfattning eller förbättrar verklighetssystemet. Vid denna tidpunkt kan en överbryggningslösning placerad mellan kamerasensorn och bildprocessorn fångas i tid för att fånga flera CSI-2-utgångar i tid och uppnå minimal fördröjning. Detta kräver universell stiftkontroll. Flera syntetiska videoströmmar behöver också dela samma klocka, och i vissa fall kan ett separat startprogram krävas. För att implementera varje funktion måste du vara lätt anpassad I/O.
Användningen av MIPI mobila processorer har till och med fördjupats till traditionella industriella tillämpningar, såsom biltillverkning. Med det växande antalet elektroniska fordonsutrustningar och antalet kameror kräver det avancerade auxiliary driving-systemet (ADAS) och informationsunderhållningsekolod mer videobrygga.
Kameran utvecklades ursprungligen för att hjälpa föraren att observera vid backning, och nu använder tillverkaren kameran för att ge ett komplett utbud av perspektiv på fordonet. Till exempel byter vissa biltillverkare ut backspegeln mot kameran, vilket minskar luftmotståndet och förbättrar bränsleeffektiviteten. Videobrygglösningen som konstruerats av designern gör det möjligt för tillverkaren att sammanfatta data från flera bildsensorer och överföra den via ett enda CSI-2-gränssnitt till AP.
Universalbrytare För att lösa efterfrågan på den grundläggande brygglösningen använder konstruktören i allmänhet universalbrytare. HD3SS 3212 från Texas Instruments är ett typiskt exempel på en universell 2-kanals multiplexer/demultiplexer passiv switch för att överföra signaler mellan två positioner på kortet (Fig. 2). Enheten är kompatibel med MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS och PCIe Gen IIII standarder stöder upp till 10 Gbps datahastigheter.
Designers kan använda enheten till alla gränssnittstillämpningar som kräver 0 till 2 V common mode spänningsområde och 1800 mVPP differentialamplitud. Adaptiv spårning säkerställer att kanalen förblir oförändrad genom hela spänningsområdet för common mode.
HD3SS3212 kommer med en mängd olika verktyg och stödprogram, inklusive utvärderingsmoduler och utvärderingskort för USB Type-C minidockkort, och referensdesign med video- och laddningsstöd.
Programmerbar lösning Ett annat sätt att lösa detta problem är att använda semi-anpassade eller anpassade videobrygglösningar. Men dessa lösningar är vanligtvis fokuserade på tillämpliga intervall relativt smala applikationer, med längre utvecklingscykler och högre icke-vanliga ingenjörskostnader (NRE), ASIC är en typisk.
För att kompensera gapet mellan universell och anpassad videobrygga kräver videobryggor en kombination av designflexibilitet och korta FPGA-utvecklingscykler, såväl som funktionalitet hos specifika applikationsstandardprodukter (ASSP). För dessa funktioner kanske vi vill lära oss mer om Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board och dess programmerbara ASSP (PASSP) (Figur 3). CrossLinkIF-MD6000 är försedd med utvärderingskortet som fungerar som ledig IP i Diamond Design Software of Lattice. Varje PASSP omger två MIPI D-PHY hårda block genom att flytta FPGA-strukturen. Varje MIPI D-PHY-block har upp till fyra datakanaler och en klocka för stöd för sändning och mottagning (TX och RX). D-PHY sänder upp till 4K ultrahögupplösning, med en hastighet på 12 Gb/s. Två grupper av programmerbara I/O stöder en mängd olika gränssnitt och protokoll, inklusive Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 och MIPI DSI, och CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS och OpenLDI.
Intilliggande FPGA-struktur inkluderar 5, 936 LUT, 180 KB block RAM och 47 KB distribuerat RAM. LUT distribueras längs det dedikerade registret i den programmerbara funktionella enheten (PFU), som används som den grundläggande komponenten av logik-, algoritm-, RAM- och ROM-funktioner. Programmerbart routingnätverk ansluter till PFU-blocket.
SYSMEM inbäddade block RAM (EBR) för den programmerbara I/O-gruppen, inbäddad I2C och inbäddad MIPI D-PHY sprids mellan PFU-kolumner. PFU-blocket kan konfigureras med Diamond-designmjukvaran från Lattice och kablage varje design.
Konfigurations- och inställningsprocedurerna har en mängd olika stödverktyg och programvara för val. Förutom bryggenheter lägger LIF-MD6000 Master Link Evaluation Board också till Mini USB B-typkontakten till FTDI. Använd SPI för att lägga till FTDI till CrossLink-kretsen, lägg till FTDI till X03LF-enheter med JTAG- och GPIO-resurser. Samtidigt kan du också bläddra i flera demonstrationer, valfri information om TX/RX-länkkort och annan dokumentation. Satsen innehåller också två gränssnittskort, LIFMD-IOL-EVN SMA IO-anslutande gränssnittskort och ett förgrenat IO-länkkort. Dessutom innehåller LIF-MD6000 Raspberry PI-utvecklingskortet en referensdesign och CrossLink soft IP för att ansluta två Raspberry PI-bildsensorer till ett Raspberry PI-processorkort.
För att förenkla och påskynda utvecklingen tillhandahåller Lattice Semiconductor en fördesignad mjuk IP-modul för fyra vanliga videobrygglösningar. Den första lösningen som visar hur man överbryggar flera CSI-2-bildsensorer till en enda CSI-2-utgång (Figur 4). Denna lösning tillämpar applikationer som inkluderar ett AP i designen som inte ger ett tillräckligt gränssnitt som stöder antalet bildsensorer, eller en processfördröjning mellan bildsensorn och bilddata.
Den andra lösningen fokuserar på 1:2 och 1:1 DSI-gränssnittsbrygga. Detta IP-mål är bortom skärmkapaciteten för ökande bandbreddskrav, medan processorn fortsätter att tillhandahålla en högpresterande gränssnittsfunktion. Genom att ersätta de gamla skärmarna till en ny skärm kan du reservera enorma AP-ingång medan du uppgraderar. Denna brygga kan också utöka utsignalen från en enda källa till två DSI-skärmar istället för en.
Den tredje exempellösningen tillhandahåller en kritisk IP för CMOS till MIPI D-PHY-gränssnitt vid användning av LIF-MD6000-enheter. Även om Mipi D-PHY initialt utvecklades för att hantera sammankopplingar i smartphones och skärmar, använder många processorer och skärmar nu fortfarande RGB, CMOS eller MIPI D-PHY-gränssnitt. Mellan processorn med RGB-gränssnittet och en display med MIPI DSI-gränssnittet, eller mellan kameran med MOS-gränssnittet och en processor med CSI-2-gränssnittet, kan lösningen fungera som en brygga.
Den fjärde kameragränssnittsbryggan löser problemet med oöverensstämmelse mellan AP och den tidiga bildsensorn. Även om många AP:er nu använder MIPI CSI-2-gränssnitt, använder vissa högupplösta bildsensorer dedikerade sub-LVDS-utgångsformat. Denna brygga löser inkompatibiliteten mellan de två gränssnittstyperna. Bryggan kan också användas i LVDS, CSI-2, HISPI och andra format för ömsesidig konvertering.
Sammanfattning Eftersom designers har fler och fler komponenter utvecklade för mobil handhållen utrustning för fler applikationer, stöter de ofta på enheten i systemet som inte kan kopplas direkt. Ibland stämmer inte gränssnittstypen eller kvantiteten på AP:en överens med bildsensorn eller systemets display.
För vissa grundläggande multiplexer-/demultiplexerapplikationer kan färdiga analoga standardswitchar möta efterfrågan. Men eftersom designers utför en del mer komplexa brygguppgifter, som att konvertera oklara gränssnitt, kombinera flera videoströmmar eller dela videoströmmar till flera gränssnitt, har FPGA-baserade programmerbara brygglösningar ett antal fördelar.
För det första låter dessa lösningar dig använda den befintliga ingången på den gamla enheten, även om du använder bildsensorn och MIPI-gränssnittet för MIPI-gränssnittet, gäller det fortfarande. För det andra, genom bryggningen mellan flera enheter med olika gränssnitt, låter dessa brygglösningar dig välja fler komponenter.
Vår andra produkt:
