Розробники вбудованих систем використовують інновації мобільного процесора, загальноприйнятий стандартний інтерфейс MIPI, а також нове покоління недорогих датчиків зображення та дисплеїв для створення високопродуктивних недорогих продуктів, але все ще потрібно вирішити багато проблем.
Як передбачити тип і кількість, необхідні для необхідного інтерфейсу, у міру швидкого підвищення продуктивності? Як використовувати ці процесори, щоб мати значення традиційного дисплея та/або датчика зображення для значення традиційного дисплея та/або датчика зображення під час використання цих процесорів? Як швидко та недорого об’єднати різні типи інтерфейсів, щоб дизайн був успішним?
У цій статті будуть представлені питання впливу та дизайну, пов’язані з міграцією на нові інтерфейси та зв’язуванням нових і старих пристроїв, а також деякі можливі рішення та методи застосування.
Новий відеоінтерфейс Bridge Попит людей на інноваційні недорогі рішення для відеомостів зростає. Наприклад, розробляючи системи моніторингу, дрони або DSLR-камери, дизайнери хочуть використовувати останні інновації процесора мобільних додатків (AP). З цією метою їм зазвичай доводиться перетворювати сигнали з власного традиційного інтерфейсу датчика зображення в мобільний інтерфейс датчика зображення MIPI CSI-2, який використовується на більшості точок доступу.
Якщо дизайнер створює наступне покоління навушників віртуальної реальності (VR), вам потрібно конвертувати відео з одного інтерфейсу MIPI DSI і розділити його на два дисплея MIPI DSI. Це не тільки покращує продуктивність системи, але й ефект занурення продукту стає сильнішим (Малюнок 1). Якщо точка доступу надає лише один інтерфейс DSI або один із доступних інтерфейсів, які вже використовуються для інших функцій, як підтримувати ці нові програми?
Аналогічно, розробники рішень людино-машинного інтерфейсу (HMI) або інтелектуальних дисплеїв можуть також захотіти зберегти цінність величезних інвестицій у дисплеї промислового класу. Але для цього вони повинні отримати інтерфейс CSI-2 на мобільній точці доступу від OpenLDI / LVDS або виділеного інтерфейсного мосту.
Іноді вам може знадобитися помістити кілька відеопотоків на більший вихід кадру, створюючи глибоке сприйняття або покращуючи систему реальності. У цей час можна вчасно захопити об’єднання, розташоване між датчиком камери та процесором зображення, щоб вчасно захопити кілька виходів CSI-2 і досягти мінімальної затримки. Для цього потрібен універсальний контроль штифтів. Кілька синтетичних відеопотоків також повинні використовувати один годинник, а в деяких випадках може знадобитися окрема програма включення. Щоб реалізувати кожну функцію, вам потрібно легко налаштувати введення-виведення.
Застосування мобільних процесорів MIPI навіть розширилося до традиційних промислових застосувань, таких як автомобільне виробництво. Із зростанням кількості автомобільного електронного обладнання та кількості камер удосконалена допоміжна система водіння (ADAS) та інформаційно-розважальні сонари вимагають більше відеомоста.
Камера спочатку була розроблена, щоб допомогти водієві спостерігати під час руху заднім ходом, а тепер виробник використовує камеру, щоб забезпечити повний спектр перспектив автомобіля. Наприклад, деякі виробники автомобілів замінюють заднє дзеркало на камеру, тим самим зменшуючи опір повітря та покращуючи паливну ефективність. Сконструйоване конструктором рішення для відеомосту дозволяє виробнику узагальнювати дані кількох датчиків зображення та передавати їх через єдиний інтерфейс CSI-2 до точки доступу.
Універсальний перемикач Щоб задовольнити попит на базове мостове рішення, конструктор зазвичай використовує універсальні перемикачі. HD3SS 3212 від Texas Instruments є типовим прикладом універсального 2-канального пасивного комутатора/демультиплексора для передачі сигналів між двома позиціями на платі (рис. 2). Пристрій сумісний зі стандартами MIPI DSI / CSI, FPDLINKII, LVDS і PCIe Gen IIII, підтримує швидкість передачі даних до 10 Гбіт/с.
Конструктори можуть використовувати пристрій для будь-яких інтерфейсних програм, які потребують діапазону синфазної напруги від 0 до 2 В і диференціальної амплітуди 1800 mVPP. Адаптивне відстеження гарантує, що канал залишається незмінним у всьому діапазоні напруги синфазного режиму.
HD3SS3212 постачається з різноманітними інструментами та програмним забезпеченням для підтримки, включаючи модулі оцінки та оціночні плати для плат міні-док-станції USB Type-C, а також еталонний дизайн із підтримкою відео та заряджання.
Програмоване рішення Іншим способом вирішення цієї проблеми є використання напівкористувацьких або налаштованих рішень для відеомостів. Однак ці рішення зазвичай зосереджені на застосовних діапазонах відносно вузьких додатків, з більш тривалими циклами розробки та більшими витратами на нерегулярні розробки (NRE), ASIC є типовим.
Щоб заповнити розрив між універсальним і користувацьким відеомостами, відеомости вимагають поєднання гнучкості дизайну і коротких циклів розробки FPGA, а також функціональності стандартних продуктів для конкретних прикладних програм (ASSP). Щодо цих функцій, ми можемо побажати дізнатися про плату оцінки головного зв’язку Lattice Semiconductor Crosslink LIF-MD6000 та її програмований ASSP (PASSP) (Малюнок 3). CrossLinkIF-MD6000 постачається з платою оцінювання, яка діє як неактивна IP у програмному забезпеченні Diamond Design від Lattice. Кожен PASSP оточує два жорстких блоку MIPI D-PHY шляхом переміщення структури FPGA. Кожен блок MIPI D-PHY має до чотирьох каналів даних і годинник для підтримки передачі та прийому (TX та RX). D-PHY передає до 4K надвисокої роздільної здатності зі швидкістю 12 Гбіт/с. Дві групи програмованого введення-виводу підтримують різноманітні інтерфейси та протоколи, включаючи Mipi D-PHY, MIPI CSI-2 і MIPI DSI, а також CMOS, RGB, MIPI DPI, MIPI DBI, SUBLVDS, SLVS, LVDS і OpenLDI.
Сусідня структура FPGA включає 5 936 LUT, 180 КБ блокової ОЗП і 47 КБ розподіленої ОЗП. LUT розподіляється по спеціальному регістру в програмованому функціональному блоці (PFU), який використовується як основний компонент функцій логіки, алгоритмографії, RAM і ROM. Програмована мережа маршрутизації підключається до блоку PFU.
SYSMEM вбудований блок RAM (EBR) програмованої групи вводу-виводу, вбудований I2C і вбудований MIPI D-PHY розподіляються між стовпцями PFU. Блок PFU можна налаштувати за допомогою програмного забезпечення Diamond Design для Lattice та підключення кожної конструкції.
Процедури конфігурації та налаштування мають різноманітні інструменти підтримки та програмне забезпечення для вибору. На додаток до пристроїв-мост, оціночна плата LIF-MD6000 Master Link також додає роз’єм Mini USB типу B до FTDI. Використовуйте SPI, щоб додати FTDI до схеми CrossLink, додайте FTDI до пристроїв X03LF, використовуючи ресурси JTAG і GPIO. У той же час ви також можете переглядати кілька демонстрацій, додаткову інформацію про плату підключення TX/RX та іншу документацію. У комплект також входять дві інтерфейсні плати, інтерфейсні плати для підключення LIFMD-IOL-EVN SMA і розгалужену плату введення-виведення. Крім того, плата розробника Raspberry PI LIF-MD6000 включає в себе еталонний дизайн і програмне забезпечення CrossLink для підключення двох датчиків зображення Raspberry PI до плати процесора Raspberry PI.
Щоб спростити та прискорити розробку, Lattice Semiconductor надає попередньо розроблений м’який IP-модуль для чотирьох поширених рішень для відеомостів. Перше рішення, яке показує, як підключити кілька датчиків зображення CSI-2 до одного виходу CSI-2 (Малюнок 4). Це рішення застосовує додатки, які включають у конструкцію точки доступу, яка не забезпечує достатнього інтерфейсу, який підтримує кількість датчиків зображення, або затримку процесу між датчиком зображення та даними зображення.
Друге рішення зосереджено на мосту інтерфейсу дисплея DSI 1:2 і 1:1. Ця ціль IP виходить за межі можливостей дисплея для зростаючих вимог до пропускної здатності, в той час як процесор продовжує забезпечувати високопродуктивну функцію інтерфейсу. Замінивши старі дисплеї на новий, ви можете зарезервувати величезний вхід AP під час оновлення. Цей міст також може розширити вихід одного джерела на два дисплеї DSI замість одного.
Третій приклад рішення забезпечує критичну IP-адресу інтерфейсу CMOS до MIPI D-PHY при використанні пристроїв LIF-MD6000. Незважаючи на те, що Mipi D-PHY спочатку розроблявся для вирішення взаємозв’язків у смартфонах і дисплеях, багато процесорів і дисплеїв зараз все ще використовують інтерфейси RGB, CMOS або MIPI D-PHY. Між процесором з інтерфейсом RGB і дисплеєм з інтерфейсом MIPI DSI або між камерою з інтерфейсом MOS і процесором з інтерфейсом CSI-2 рішення може діяти як міст.
Четвертий інтерфейсний міст камери вирішує проблему невідповідності між точкою доступу та початковим датчиком зображення. Хоча зараз багато точок доступу використовують інтерфейси MIPI CSI-2, деякі датчики зображення з високою роздільною здатністю використовують спеціальні вихідні формати суб-LVDS. Цей міст вирішує несумісність між двома типами інтерфейсу. Міст також можна використовувати в LVDS, CSI-2, HISPI та інших форматах взаємного перетворення.
Підсумок Оскільки дизайнери розробляють все більше компонентів для мобільного портативного обладнання для більшої кількості застосувань, вони часто стикаються з пристроєм у системі, який неможливо підключити безпосередньо. Іноді тип або кількість інтерфейсу на AP не відповідає датчику зображення або дисплею системи.
Для деяких базових додатків мультиплексора/демультиплексора готові стандартні аналогові комутатори можуть задовольнити попит. Однак, оскільки розробники виконують деякі складніші завдання мосту, такі як перетворення неконтрольованих інтерфейсів, об’єднання кількох відеопотоків або розділення відеопотоків на кілька інтерфейсів, програмовані мостові рішення на основі FPGA мають ряд переваг.
По-перше, ці рішення дозволяють використовувати наявний вхід старого пристрою, навіть якщо ви використовуєте датчик зображення та інтерфейс MIPI інтерфейсу MIPI, він все ще застосовується. По-друге, завдяки місту між кількома пристроями з різними інтерфейсами ці мостові рішення дозволяють вибрати більше компонентів.
Наш інший продукт:
