Con l'integrazione di sistemi di visione artificiale ad alta intensità di calcolo ai margini della rete, le FPGA stanno diventando la piattaforma flessibile preferita per i progetti di nuova generazione. Oltre a richiedere una maggiore capacità di elaborazione a banda larga, i sistemi intelligenti implementati presentano dimensioni ridotte e severi vincoli termici e di consumo energetico.
L'iniziativa Smart Embedded Vision fornisce una suite FPGA composta da IP, hardware e strumenti per la progettazione di sistemi di visione artificiale di piccole dimensioni e a basso consumo energetico, destinati ai mercati industriale, medicale, radiotelevisivo, automobilistico, aerospaziale e della difesa.
In seguito al lancio di questa iniziativa, Microchip ha aggiunto i seguenti prodotti per soddisfare i requisiti di progettazione dei sistemi di visione intelligenti:
• IP Serial Digital Interface (SDI) – Questa interfaccia, progettata per la trasmissione di dati video non compressi su cavo coassiale, è disponibile in diverse velocità: HD-SDI (1,485 Gbps, 720p, 1080i), 3G-SDI (2,970 Gbps, 1080p60), 6G-SDI (5,94 Gbps, 2Kp30) e 12G-SDI (11,88 Gbps, 2Kp60).
• IP MIPI-CSI-2 con 1,5 Gbps per corsia – MIPI-CSI-2, comunemente utilizzato nelle telecamere industriali, è un'interfaccia per sensori che collega sensori di immagine e FPGA. La famiglia PolarFire raggiunge velocità di ricezione fino a 1,5 Gbps per corsia e velocità di trasmissione fino a 1 Gbps per corsia.
• SLVS-EC Rx a 2,3 Gbps per corsia – SLVS-EC Rx è un'interfaccia IP per sensori di immagine compatibile con telecamere ad alta risoluzione. I clienti possono implementare un core FPGA SLVS-EC Rx con due o otto corsie.
• MAC Gigabit per velocità multiple – La famiglia PolarFire raggiunge velocità di 1, 2,5, 5 e 10 Gbps sul livello fisico Ethernet, consentendo all'iniziativa di soddisfare l'esigenza di un MAC IP per l'interfaccia USXGMII (Universal Serial 10 GE Media Independent Interface) con negoziazione automatica.
• IP host e dispositivo CoaXPress v1.1 a 6,25 Gbps – CoaXPress è uno standard utilizzato nella visione artificiale ad alte prestazioni, in ambito medico e nell'ispezione industriale. Microchip, che segue la roadmap di sviluppo per questo standard, supporta CoaXPress v2.0, che raddoppia la larghezza di banda a 12,5 Gbps.
• HDMI 2.0b – Il core IP HDMI raggiunge risoluzioni fino a 4K a 60 fps per la trasmissione e 1080p a 60 fps per la ricezione.
• Pacchetto IP di elaborazione immagini PolarFire FPGA – Incorpora MIPI-CSI-2 e IP di elaborazione immagini per il rilevamento dei bordi, la composizione alfa e il miglioramento dell'immagine per la regolazione di colore, luminosità e contrasto.
• Ecosistema di terze parti ampliato – L'iniziativa Smart Embedded Vision include Kaya Instruments, che fornisce core IP PolarFire FPGA per CoaXPress v2.0 e visione 10 GigE all'ecosistema di terze parti di Microchip. Fanno parte di questo ecosistema anche Alma Technology, Bitec e ASIC Design Services, un'azienda di intelligenza artificiale che fornisce l'ambiente Core Deep Learning (CDL) per facilitare una piattaforma di elaborazione di immagini e video basata su reti neurali convoluzionali (CNN) a basso consumo per applicazioni di elaborazione embedded e edge computing.
Rispetto alle FPGA di fascia media basate su SRAM (Static Random-Access Memory) della concorrenza, le FPGA PolarFire riducono il consumo energetico totale tra il 30% e il 50%.
I membri di questa famiglia, che integrano da 100.000 a 500.000 elementi logici (LE), riducono il consumo di potenza statica da cinque a dieci volte, risultando ideali per una nuova linea di dispositivi edge che utilizzano calcoli intensivi, inclusi quelli installati in ambienti con limitazioni termiche e di alimentazione.
Oltre ai core IP per l'elaborazione di immagini ad alta velocità e al pacchetto IP di elaborazione immagini PolarFire, è disponibile un nuovo design di riferimento per telecamere con apprendimento automatico basato su MIPI-CSI2 per sistemi embedded intelligenti. Questo design di riferimento, basato sul kit di elaborazione di immagini e video FPGA PolarFire che utilizza algoritmi di inferenza di ASIC Design Services, è disponibile gratuitamente per la valutazione da parte dei clienti. Tutte le soluzioni Smart Embedded Vision sono supportate dalla suite di progettazione SoC Libero® di Microchip.
Tutti gli IP vengono forniti tramite la Libero® SoC Design Suite e possono essere implementati sul kit di elaborazione di immagini e video PolarFire FPGA, la piattaforma di valutazione per i progetti Smart Embedded Vision. Questi core IP sono ora disponibili:
• HD-SDI (1,485 Gbps, 720p, 1080i)
• 3G-SDI (2,970 Gbps, 1080p60)
• MIPI-CSI-2
• Core FPGA di ricezione SLVS-EC a doppia corsia
• CoaXPress v1.1 da 6,25 Gbps
• HDMI 2.0: trasmissione 4K a 60 fps e ricezione 1080p a 60 fps
I seguenti core IP verranno aggiunti gradualmente entro la fine del 2019:
• 6G-SDI (5,94 Gbps, 2Kp30)
• 12G-SDI (11,88 Gbps, 2Kp60)
• USXGMII MAC
• SLVS-EC Rx a otto corsie
• CoaXPress v2.0 a 6,25 Gbps
• HDMI 2.0b 4k a 60 fps in ricezione
Il pacchetto IP per l'elaborazione delle immagini PolarFire è ora disponibile al prezzo di 1.499 dollari, mentre il kit video MPF300-VIDEO-KIT, anch'esso disponibile, ha un prezzo di 999 dollari.
