Pengembang sistem tertanam menggunakan inovasi prosesor seluler, antarmuka standar MIPI yang diterima secara luas, serta generasi baru sensor dan tampilan gambar berbiaya rendah untuk membangun produk berbiaya rendah berkinerja tinggi, tetapi masih perlu menyelesaikan banyak tantangan.
Sebagai peningkatan kinerja yang cepat, bagaimana memprediksi jenis dan kuantitas yang dibutuhkan untuk antarmuka yang dibutuhkan? Bagaimana cara menggunakan prosesor ini untuk memiliki nilai tampilan tradisional dan/atau sensor gambar untuk nilai tampilan tradisional dan/atau sensor gambar saat menggunakan prosesor ini? Bagaimana cara cepat, murah menjembatani berbagai jenis antarmuka, memastikan bahwa desainnya berhasil?
Artikel ini akan memperkenalkan dampak dan masalah desain yang terkait dengan migrasi ke antarmuka baru dan menjembatani perangkat baru dan lama, dan memperkenalkan beberapa solusi dan metode aplikasi yang layak.
Menjembatani antarmuka video baru Permintaan masyarakat akan solusi jembatan video berbiaya rendah yang inovatif semakin meningkat. Misalnya, membangun sistem pemantauan, drone atau desainer kamera DSLR ingin menggunakan inovasi terbaru dari prosesor aplikasi seluler (AP) yang sedang panas. Untuk tujuan ini, mereka biasanya harus mengubah sinyal dari antarmuka sensor gambar tradisional berpemilik ke antarmuka sensor gambar MIPI CSI-2 seluler yang digunakan pada sebagian besar AP.
Jika perancang membuat headphone virtual reality (VR) generasi berikutnya, Anda perlu mengonversi video dari antarmuka MIPI DSI tunggal dan membaginya ke dua tampilan MIPI DSI. Ini tidak hanya meningkatkan kinerja sistem, tetapi juga efek perendaman produk lebih kuat (Gambar 1). Jika AP hanya menyediakan antarmuka DSI tunggal atau salah satu antarmuka yang tersedia sudah khusus digunakan untuk fitur lain, bagaimana mendukung aplikasi yang muncul ini?
Demikian pula, pengembang solusi antarmuka manusia-mesin (HMI) atau tampilan cerdas mungkin juga ingin mempertahankan nilai investasi besar dalam tampilan kelas industri. Tetapi melakukan ini, mereka harus menerima antarmuka CSI-2 pada AP seluler dari OpenLDI / LVDS atau jembatan antarmuka khusus.
Terkadang, Anda mungkin perlu menempatkan beberapa aliran video ke output bingkai yang lebih besar, menciptakan persepsi yang mendalam atau meningkatkan sistem realitas. Saat ini, solusi menjembatani yang terletak di antara sensor kamera dan prosesor gambar dapat ditangkap tepat waktu untuk menangkap beberapa output CSI-2 tepat waktu dan mencapai penundaan minimum. Ini membutuhkan kontrol pin universal. Beberapa aliran video sintetis juga perlu berbagi jam yang sama, dan dalam beberapa kasus, program penyalaan terpisah mungkin diperlukan. Untuk mengimplementasikan setiap fungsi, Anda perlu menyesuaikan I/O dengan mudah.
Penerapan prosesor mobile MIPI bahkan telah merambah ke aplikasi industri tradisional, seperti manufaktur otomotif. Dengan bertambahnya jumlah peralatan elektronik otomotif dan jumlah kamera, sistem penggerak bantu canggih (ADAS) dan sonar hiburan informasi membutuhkan lebih banyak jembatan video.
Kamera awalnya dikembangkan untuk membantu pengemudi mengamati saat mundur, dan sekarang pabrikan menggunakan kamera untuk memberikan berbagai perspektif kendaraan. Misalnya, beberapa produsen mobil mengganti kaca spion dengan kamera, sehingga mengurangi hambatan udara dan meningkatkan efisiensi bahan bakar. Solusi jembatan video yang dibuat oleh perancang memungkinkan pabrikan untuk merangkum data dari beberapa sensor gambar dan mengirimkannya melalui antarmuka CSI-2 tunggal ke AP.
Saklar universal Untuk mengatasi permintaan solusi jembatan dasar, perancang umumnya menggunakan sakelar universal. HD3SS 3212 dari Texas Instruments adalah contoh khas dari sakelar pasif multiplexer / demultiplexer 2 saluran universal untuk mentransmisikan sinyal antara dua posisi di papan tulis (Gbr. 2). Perangkat ini kompatibel dengan standar MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS, dan PCIe Gen IIII yang mendukung kecepatan data hingga 10 Gbps.
Desainer dapat menggunakan perangkat untuk aplikasi antarmuka apa pun yang memerlukan rentang tegangan mode umum 0 hingga 2 V dan amplitudo diferensial 1800 mVPP. Pelacakan adaptif memastikan bahwa saluran tetap tidak berubah sepanjang rentang tegangan mode umum.
HD3SS3212 dilengkapi dengan berbagai alat dan perangkat lunak pendukung, termasuk modul evaluasi dan papan evaluasi untuk papan minidock USB Type-C, dan desain referensi dengan dukungan video dan pengisian daya.
Solusi yang dapat diprogram Cara lain untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan solusi jembatan video semi-kustom atau kustom. Namun, solusi ini biasanya berfokus pada rentang aplikasi yang relatif sempit, dengan siklus pengembangan yang lebih lama dan biaya rekayasa non-reguler (NRE) yang lebih tinggi, ASIC adalah tipikal.
Untuk menutupi kesenjangan antara jembatan video universal dan kustom, jembatan video memerlukan kombinasi fleksibilitas desain dan siklus pengembangan FPGA pendek, serta fungsionalitas produk standar aplikasi tertentu (ASSP). Untuk fitur-fitur ini, kita mungkin ingin mempelajari tentang Papan Evaluasi Tautan Induk LIF-MD6000 Lattice Semiconductor Crosslink dan ASSP (PASSP) yang dapat diprogram (Gambar 3). CrossLinkIF-MD6000 dilengkapi dengan papan evaluasi yang bertindak sebagai IP idle di Perangkat Lunak Desain Berlian Lattice. Setiap PASSP mengelilingi dua blok keras MIPI D-PHY dengan menggerakkan struktur FPGA. Setiap blok MIPI D-PHY memiliki hingga empat saluran data dan satu jam untuk mendukung transmisi dan penerimaan (TX, dan RX). D-PHY mentransmisikan hingga resolusi definisi ultra tinggi 4K, dengan kecepatan 12 Gb / dtk. Dua kelompok I/O yang dapat diprogram mendukung berbagai antarmuka dan protokol, termasuk Mipi D-PHY, MIPI CSI-2, dan MIPI DSI, serta CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS, dan OpenLDI.
Struktur FPGA yang berdekatan mencakup 5, 936 LUT, RAM blok 180 KB, dan RAM terdistribusi 47 KB. LUT didistribusikan di sepanjang register khusus di unit fungsional yang dapat diprogram (PFU), digunakan sebagai komponen dasar fungsi logika, algoritografi, RAM, dan ROM. Jaringan perutean yang dapat diprogram terhubung ke blok PFU.
RAM blok tertanam SYSMEM (EBR) dari grup I / O yang dapat diprogram, I2C tertanam dan MIPI D-PHY tertanam tersebar di antara kolom PFU. Blok PFU dapat dikonfigurasi dengan perangkat lunak desain Diamond dari Lattice dan menghubungkan setiap desain.
Prosedur konfigurasi dan pengaturan memiliki berbagai alat dan perangkat lunak pendukung untuk dipilih. Selain perangkat jembatan, Papan Evaluasi Tautan Master LIF-MD6000 juga menambahkan konektor tipe Mini USB B ke FTDI. Gunakan SPI untuk menambahkan FTDI ke sirkuit CrossLink, tambahkan FTDI ke perangkat X03LF menggunakan sumber daya JTAG dan GPIO. Pada saat yang sama, Anda juga dapat menelusuri beberapa demonstrasi, informasi papan tautan TX / RX opsional, dan dokumentasi lainnya. Kit ini juga mencakup dua papan antarmuka, papan antarmuka penghubung LIFMD-IOL-EVN SMA IO dan papan tautan IO bercabang. Selain itu, papan pengembangan Raspberry PI LIF-MD6000 mencakup desain referensi dan IP lunak CrossLink untuk menghubungkan dua sensor gambar Raspberry PI ke papan prosesor Raspberry PI.
Untuk menyederhanakan dan mempercepat pengembangan, Lattice Semiconductor menyediakan modul IP lunak pra-desain untuk empat solusi jembatan video umum. Solusi pertama menunjukkan cara menjembatani beberapa sensor gambar CSI-2 ke satu output CSI-2 (Gambar 4). Solusi ini menerapkan aplikasi yang menyertakan AP dalam desain yang tidak menyediakan antarmuka yang memadai yang mendukung jumlah sensor gambar, atau penundaan proses antara sensor gambar dan data pencitraan.
Solusi kedua berfokus pada jembatan antarmuka tampilan DSI 1: 2 dan 1: 1. Tujuan IP ini berada di luar kemampuan tampilan untuk kebutuhan bandwidth yang meningkat, sementara prosesor terus menyediakan fungsi antarmuka berkinerja tinggi. Dengan mengganti tampilan lama ke tampilan baru, Anda dapat memesan input AP yang besar saat meningkatkan. Bridge ini juga dapat memperluas output dari satu sumber ke dua tampilan DSI, bukan satu.
Solusi contoh ketiga menyediakan IP penting dari CMOS ke antarmuka MIPI D-PHY saat menggunakan perangkat LIF-MD6000. Meskipun Mipi D-PHY pada awalnya dikembangkan untuk menangani interkoneksi di smartphone dan layar, banyak prosesor dan layar sekarang masih menggunakan antarmuka RGB, CMOS atau MIPI D-PHY. Antara prosesor dengan antarmuka RGB dan layar dengan antarmuka MIPI DSI, atau antara kamera dengan antarmuka MOS dan prosesor dengan antarmuka CSI-2, solusinya dapat bertindak sebagai jembatan.
Jembatan antarmuka kamera keempat memecahkan masalah ketidakcocokan antara AP dan sensor gambar awal. Meskipun banyak AP sekarang menggunakan antarmuka MIPI CSI-2, beberapa sensor gambar resolusi tinggi menggunakan format output sub-LVDS khusus. Jembatan ini memecahkan ketidakcocokan antara dua jenis antarmuka. Jembatan juga dapat digunakan dalam LVDS, CSI-2, HISPI, dan format konversi bersama lainnya.
Meringkas Karena desainer memiliki semakin banyak komponen yang dikembangkan untuk peralatan genggam bergerak untuk lebih banyak aplikasi, mereka sering menemukan perangkat dalam sistem yang tidak dapat dihubungkan secara langsung. Terkadang jenis atau kuantitas antarmuka pada AP tidak sesuai dengan sensor gambar atau tampilan sistem.
Untuk beberapa aplikasi multiplexer / demultiplexer dasar, sakelar analog standar siap pakai dapat memenuhi permintaan. Namun, karena desainer melakukan beberapa tugas jembatan yang lebih kompleks, seperti mengonversi antarmuka yang tidak terkendali, menggabungkan beberapa aliran video, atau memisahkan aliran video ke beberapa antarmuka, solusi jembatan yang dapat diprogram berbasis FPGA memiliki sejumlah keunggulan.
Pertama, solusi ini memungkinkan Anda untuk menggunakan input yang ada dari perangkat lama, bahkan jika Anda menggunakan sensor gambar dan antarmuka MIPI dari antarmuka MIPI, itu masih berlaku. Kedua, melalui penghubung antara beberapa perangkat dari antarmuka yang berbeda, solusi jembatan ini memungkinkan Anda untuk memilih lebih banyak komponen.
produk kami yang lain:
