Avec l'intégration de systèmes de vision industrielle à forte intensité de calcul en périphérie de réseau, les FPGA s'imposent comme la plateforme flexible de choix pour les conceptions de nouvelle génération. Outre une capacité de traitement à bande passante plus élevée, les systèmes intelligents déployés doivent présenter un encombrement réduit et des contraintes strictes en matière de consommation thermique et énergétique.
L'initiative Smart Embedded Vision fournit une suite FPGA composée de propriété intellectuelle, de matériel et d'outils pour des conceptions de vision industrielle de petite taille et à faible consommation destinées aux marchés industriels, médicaux, de la radiodiffusion, de l'automobile, de l'aérospatiale et de la défense.
Suite au lancement de cette initiative, Microchip a ajouté ces produits pour répondre aux exigences de conception des systèmes de vision intelligents :
• Interface SDI (Serial Digital Interface) IP : conçue pour la transmission de données vidéo non compressées sur câble coaxial, cette interface est disponible en plusieurs débits : HD-SDI (1,485 Gbit/s, 720p, 1080i), 3G-SDI (2,970 Gbit/s, 1080p60), 6G-SDI (5,94 Gbit/s, 2Kp30) et 12G-SDI (11,88 Gbit/s, 2Kp60).
• Interface MIPI-CSI-2 IP (1,5 Gbit/s par voie) : couramment utilisée dans les caméras industrielles, l’interface MIPI-CSI-2 permet de connecter des capteurs d’image à des FPGA. La gamme PolarFire atteint des débits de réception jusqu’à 1,5 Gbit/s par voie et des débits de transmission jusqu’à 1 Gbit/s par voie.
• SLVS-EC Rx à 2,3 Gbit/s par voie – SLVS-EC Rx est une interface IP de capteur d'image compatible avec les caméras haute résolution. Les clients peuvent déployer un cœur FPGA SLVS-EC Rx à deux ou huit voies.
• MAC Gigabit pour plusieurs vitesses – La famille PolarFire atteint des vitesses de 1, 2,5, 5 et 10 Gbit/s sur la couche physique Ethernet, permettant ainsi de répondre au besoin d'une interface IP MAC pour l'interface USXGMII (Universal Serial 10 GE Media Independent Interface) à négociation automatique.
• IP hôte et périphérique CoaXPress v1.1 à 6,25 Gbit/s – CoaXPress est une norme utilisée dans les domaines de la vision industrielle haute performance, du médical et de l'inspection industrielle. Microchip, qui suit la feuille de route de développement de cette norme, prend en charge CoaXPress v2.0, qui double la bande passante à 12,5 Gbit/s.
• HDMI 2.0b – Le cœur IP HDMI atteint des résolutions jusqu'à 4K à 60 ips en transmission et 1080p à 60 ips en réception.
• Module IP de traitement d'images FPGA PolarFire – Intègre MIPI-CSI-2 et un module IP de traitement d'images pour la détection des contours, la composition alpha et l'amélioration d'image (ajustements de couleur, de luminosité et de contraste).
• Écosystème tiers étendu – L'initiative Smart Embedded Vision inclut Kaya Instruments, qui fournit des cœurs IP FPGA PolarFire pour CoaXPress v2.0 et la vision 10 GigE à l'écosystème tiers de Microchip. Cet écosystème comprend également Alma Technology, Bitec et ASIC Design Services, une société d'IA qui fournit l'environnement Core Deep Learning (CDL) pour faciliter une plateforme de traitement d'images et de vidéos basse consommation basée sur un réseau neuronal convolutif (CNN) pour les applications embarquées et de périphérie.
Les FPGA PolarFire réduisent la consommation d'énergie totale de 30 % à 50 % par rapport aux FPGA de milieu de gamme basés sur la SRAM (mémoire vive statique) de leurs concurrents.
Les membres de cette famille, qui intègrent de 100 000 à 500 000 éléments logiques (LE), réduisent la consommation d'énergie statique de cinq à dix fois, ce qui les rend idéaux pour une nouvelle gamme de dispositifs de périphérie utilisant des calculs intensifs, y compris ceux installés dans des environnements avec des limitations thermiques et de puissance.
Outre les cœurs IP de traitement d'images haute vitesse et le package IP de traitement d'images PolarFire, une nouvelle conception de référence de caméra d'apprentissage automatique basée sur MIPI-CSI2 pour systèmes embarqués intelligents est disponible. Cette conception de référence, basée sur le kit de traitement d'images et de vidéos FPGA PolarFire utilisant des algorithmes d'inférence d'ASIC Design Services, est proposée gratuitement à l'évaluation client. Toutes les solutions de vision embarquée intelligente sont compatibles avec la suite logicielle de conception SoC Libero® de Microchip.
L'ensemble des blocs IP est fourni via la suite logicielle Libero® SoC Design Suite et peut être déployé sur le kit de traitement d'images et de vidéos FPGA PolarFire, la plateforme d'évaluation des systèmes de vision embarqués intelligents. Ces cœurs IP sont désormais disponibles :
• HD-SDI (1,485 Gbit/s, 720p, 1080i)
• 3G-SDI (2,970 Gbit/s, 1080p60)
• MIPI-CSI-2
• Cœur FPGA de réception SLVS-EC double voie
• CoaXPress v1.1 (6,25 Gbit/s)
• HDMI 2.0 : transmission 4K à 60 i/s et réception 1080p à 60 i/s
Les cœurs IP suivants seront ajoutés progressivement jusqu'à fin 2019 :
• 6G-SDI (5,94 Gbit/s, 2K à 30 images/s)
• 12G-SDI (11,88 Gbit/s, 2K à 60 images/s)
• MAC USXGMII
• Récepteur SLVS-EC à huit voies
• CoaXPress v2.0 (6,25 Gbit/s
• Réception HDMI 2.0b 4K à 60 images/s
Le progiciel de traitement d'images PolarFire est désormais disponible au prix de 1 499 $ et le kit vidéo MPF300, également disponible, est proposé à 999 $.
