Os desenvolvedores de sistemas integrados están a usar a innovación do procesador móbil, a interface estándar MIPI amplamente aceptada, así como unha nova xeración de sensores de imaxe e pantallas de baixo custo para construír produtos de baixo custo de alto rendemento, pero aínda precisan resolver moitos desafíos.
Como mellora rápida do rendemento, como prever o tipo e a cantidade necesarias para a interface necesaria? Como usar estes procesadores para ter o valor da pantalla tradicional e/ou o sensor de imaxe para o valor da pantalla tradicional e/ou o sensor de imaxe mentres se usan estes procesadores? Como unir rapidamente e de baixo custo diferentes tipos de interfaces para garantir que o deseño teña éxito?
Este artigo presentará os problemas de impacto e deseño relacionados coa migración a novas interfaces e conectará dispositivos novos e antigos, e presentará algunhas solucións e métodos de aplicación factibles.
Ponte nova interface de vídeo A demanda da xente de solucións innovadoras de ponte de vídeo de baixo custo está aumentando. Por exemplo, a construción de sistemas de monitorización, os deseñadores de drons ou cámaras DSLR queren empregar a última innovación do procesador de aplicacións móbiles (AP) en funcionamento. Para este fin, normalmente teñen que converter os sinais da interface tradicional do sensor de imaxe propietario á interface móbil do sensor de imaxe MIPI CSI-2 empregada na maioría dos AP.
Se o deseñador constrúe a próxima xeración de auriculares de realidade virtual (VR), cómpre converter un vídeo dunha única interface MIPI DSI e dividilo nas dúas pantallas MIPI DSI. Isto non só mellora o rendemento do sistema, senón que tamén o efecto de inmersión do produto é máis forte (Figura 1). Se o AP só proporciona unha única interface DSI ou unha das interfaces dispoñibles que xa se usan especificamente para outras funcións, como admitir estas aplicacións emerxentes?
Do mesmo xeito, os desenvolvedores de solucións de interfaces humano-máquina (HMI) ou pantallas intelixentes tamén poden querer manter o valor do enorme investimento en pantallas de grao industrial. Pero para iso, teñen que recibir a interface CSI-2 no AP móbil desde o OpenLDI / LVDS ou a ponte de interface dedicada.
Ás veces, é posible que necesites poñer varios fluxos de vídeo a unha saída de fotogramas máis grande, creando unha percepción profunda ou mellorando o sistema de realidade. Neste momento, pódese capturar a tempo unha solución de ponte situada entre o sensor da cámara e o procesador de imaxe para capturar varias saídas CSI-2 a tempo e conseguir o mínimo demora. Isto require un control de pin universal. Varios fluxos de vídeo sintético tamén precisan compartir o mesmo reloxo e, nalgúns casos, pode ser necesario un programa de encendido independente. Para implementar cada función, debes personalizar facilmente E/S.
A aplicación dos procesadores móbiles MIPI mesmo se afondou en aplicacións industriais tradicionais, como a fabricación de automóbiles. Co crecente número de equipos electrónicos de automóbiles e o número de cámaras, o sistema de condución auxiliar avanzado (ADAS) e as sondas de entretemento de información requiren máis ponte de vídeo.
A cámara foi desenvolvida orixinalmente para axudar ao condutor a observar ao dar marcha atrás, e agora o fabricante usa a cámara para ofrecer unha gama completa de perspectivas do vehículo. Por exemplo, algúns fabricantes de automóbiles están a substituír o espello traseiro pola cámara, reducindo así a resistencia do aire e mellorando a eficiencia do combustible. A solución de ponte de vídeo construída polo deseñador permite ao fabricante resumir os datos de varios sensores de imaxe e transmitilos a través dunha única interface CSI-2 ao AP.
Interruptor universal Para resolver a demanda da solución de ponte básica, o deseñador xeralmente usa interruptores universais. O HD3SS 3212 de Texas Instruments é un exemplo típico dun interruptor pasivo multiplexador/demultiplexor universal de 2 canles para transmitir sinais entre dúas posicións da placa (Fig. 2). O dispositivo é compatible cos estándares MIPI DSI/CSI, FPDLINKII, LVDS e PCIe Gen IIII que admiten velocidades de datos de ata 10 Gbps.
Os deseñadores poden usar o dispositivo para calquera aplicación de interface que requira un rango de tensión de modo común de 0 a 2 V e unha amplitude diferencial de 1800 mVPP. O seguimento adaptativo garante que a canle permaneza inalterada en todo o intervalo de tensión do modo común.
O HD3SS3212 inclúe unha variedade de ferramentas e software de soporte, incluíndo módulos de avaliación e placas de avaliación para placas minidock USB Tipo-C, e deseño de referencia con soporte de vídeo e carga.
Solución programable Outra forma de resolver este problema é utilizar solucións de ponte de vídeo semipersonalizadas ou personalizadas. Non obstante, estas solucións adoitan centrarse en aplicacións de rangos aplicables relativamente estreitos, con ciclos de desenvolvemento máis longos e custos máis elevados de enxeñería non regular (NRE), o ASIC é un típico.
Para compensar a diferenza entre a ponte de vídeo universal e personalizada, as pontes de vídeo requiren unha combinación de flexibilidade de deseño e ciclos curtos de desenvolvemento de FPGA, así como a funcionalidade de produtos estándar de aplicacións específicas (ASSP). Para estas características, é posible que queiramos coñecer a placa de avaliación de enlaces mestres Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 e o seu ASSP programable (PASSP) (Figura 3). CrossLinkIF-MD6000 inclúese coa tarxeta de avaliación que actúa como IP inactiva no Diamond Design Software de Lattice. Cada PASSP rodea dous bloques duros MIPI D-PHY movendo a estrutura FPGA. Cada bloque MIPI D-PHY ten ata catro canles de datos e un reloxo para soportar a transmisión e recepción (TX e RX). D-PHY transmite ata 4K resolución de ultra alta definición, cunha velocidade de 12 Gb/s. Dous grupos de E/S programables admiten unha variedade de interfaces e protocolos, incluíndo Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 e MIPI DSI, e CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS e OpenLDI.
A estrutura FPGA adxacente inclúe 5, 936 LUT, 180 KB de RAM en bloque e 47 KB de RAM distribuída. A LUT distribúese ao longo do rexistro dedicado na unidade funcional programable (PFU), que se usa como compoñente básico das funcións lóxicas, de algoritmos, de RAM e de ROM. A rede de enrutamento programable conéctase ao bloque PFU.
A RAM de bloques embebidos SYSMEM (EBR) do grupo de E/S programables, I2C incrustado e MIPI D-PHY incorporado están espallados entre columnas PFU. O bloque PFU pódese configurar co software de deseño Diamond de Lattice e cableando cada deseño.
Os procedementos de configuración e configuración teñen unha variedade de ferramentas de apoio e software para a selección. Ademais dos dispositivos ponte, a placa de avaliación Master Link LIF-MD6000 tamén engade o conector tipo Mini USB B ao FTDI. Use SPI para engadir FTDI ao circuíto CrossLink, engade FTDI aos dispositivos X03LF usando recursos JTAG e GPIO. Ao mesmo tempo, tamén pode buscar varias demostracións, información opcional do taboleiro de enlace TX / RX e outra documentación. O kit tamén inclúe dúas placas de interface, placas de interface de conexión LIFMD-IOL-EVN SMA IO e unha placa de enlace IO de ramificación. Ademais, a placa de desenvolvemento Raspberry PI LIF-MD6000 inclúe un deseño de referencia e CrossLink IP soft para conectar dous sensores de imaxe Raspberry PI a unha placa procesadora Raspberry PI.
Para simplificar e acelerar o desenvolvemento, Lattice Semiconductor ofrece un módulo IP suave predeseño para catro solucións de ponte de vídeo comúns. A primeira solución que mostra como conectar varios sensores de imaxe CSI-2 a unha única saída CSI-2 (Figura 4). Esta solución aplica aplicacións que inclúen un AP no deseño que non proporciona unha interface suficiente que admita o número de sensores de imaxe, ou un atraso de proceso entre o sensor de imaxe e os datos de imaxe.
A segunda solución céntrase na ponte de interface de visualización DSI 1: 2 e 1: 1. Este obxectivo de IP supera as capacidades de visualización para os requisitos de ancho de banda crecentes, mentres que o procesador segue proporcionando unha función de interface de alto rendemento. Ao substituír as pantallas antigas por unha nova, podes reservar unha entrada de AP enorme mentres actualizas. Esta ponte tamén pode estender a saída dunha única fonte a dúas pantallas DSI en lugar dunha.
A terceira solución de exemplo proporciona unha IP crítica da interface CMOS a MIPI D-PHY cando se usan dispositivos LIF-MD6000. Aínda que Mipi D-PHY foi desenvolvido inicialmente para abordar as interconexións en teléfonos intelixentes e pantallas, moitos procesadores e pantallas agora seguen usando interfaces RGB, CMOS ou MIPI D-PHY. Entre o procesador coa interface RGB e unha pantalla coa interface MIPI DSI, ou entre a cámara coa interface MOS e un procesador coa interface CSI-2, a solución pode actuar como ponte.
A cuarta ponte de interface da cámara resolve o problema da falta de coincidencia entre o AP e o sensor de imaxe inicial. Aínda que moitos AP usan interfaces MIPI CSI-2, algúns sensores de imaxe de alta resolución usan formatos de saída sub-LVDS dedicados. Esta ponte resolve a incompatibilidade entre os dous tipos de interface. A ponte tamén se pode usar en LVDS, CSI-2, HISPI e outros formatos de conversión mutua.
Resumo Como os deseñadores teñen cada vez máis compoñentes desenvolvidos para equipos portátiles móbiles para máis aplicacións, adoitan atopar o dispositivo no sistema que non se pode conectar directamente. Ás veces, o tipo ou a cantidade de interface no AP non coincide co sensor de imaxe ou a pantalla do sistema.
Para algunhas aplicacións básicas do multiplexador/demultiplexor, os interruptores analóxicos estándar preparados poden satisfacer a demanda. Non obstante, a medida que os deseñadores realizan tarefas de ponte máis complexas, como converter interfaces inconscientes, combinar múltiples fluxos de vídeo ou dividir fluxos de vídeo en múltiples interfaces, as solucións de pontes programables baseadas en FPGA teñen unha serie de vantaxes.
En primeiro lugar, estas solucións permítenche utilizar a entrada existente do dispositivo antigo, aínda que use o sensor de imaxe e a interface MIPI da interface MIPI, aínda se aplica. En segundo lugar, a través da conexión entre varios dispositivos de diferentes interfaces, estas solucións ponte permítenche seleccionar máis compoñentes.
Noso outro produto:
