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多核心DSP、新世代FPGA搶攻嵌入式視覺市場

上網時間: 2012年06月08日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:DSP  FPGA  嵌入式視覺 

在‘智慧系統’的趨勢帶動下,嵌入式視覺已經成為許多新一代電子產品開發時考慮加入,或是必要的功能。從醫療╱生物檢測到安防監控;從汽車攝影機到即時路況監控;從航太到工業自動化領域,許多應用都將藉由更先進的半導體技術,實現更加先進的嵌入式視覺,而且,整體部署成本還可能要比之前更低。

“多核心DSP能為強化許多種應用的視覺處理能力,”德州儀器(TI)行銷應用協理鄭曜庭說。TI稍早前推出三款基於該公司 KeyStone 多核心架構,採用 TMS320C66x 數位訊號處理器 (DSP) 系列的新款元件 TMS320C6654、TMS320C6655 以及 TMS320C6657 ,可在不影響性能條件下,針對任務關鍵型、工業自動化、測試設備、嵌入式視覺、影像、視訊監控、醫療、音視訊基礎設施等應用提供低功耗解決方案。

C6657採用2個1.25GHz的DSP核心,支持80GMAC與40GFLOP性能,而C6655與C6654單核心解決方案則分別支持高達40GMAC與20GLOPS以及27.2GMAC與13.6GLOPS的性能。在正常工作條件下,C6657、C6655以及C6654的功率分別為3.5W、2.5W以及2W。

TI的C66x是在同一個DSP核心中同時整合定點與浮點運算功能的產品。一年多前TI推出頻率達1.5GHz、整合定點與浮點功能的c66x架構時,高階影像、測試和自動化市場便是該產品主要瞄準的應用市場。

歷經一年多的發展,在今天嵌入式視覺日益被業界重視的今天,TI再瞄準高階視覺應用推出了多核心DSP產品,升級的功能將賦予終端系統更多智慧特性。舉例來說,鄭曜庭表示,未來安防監控系統中的智慧追蹤功能,將能自動追蹤並偵測影像的變化,以判斷是否具危險性。而當事件發生時,系統也能自動提高訊框率和解析度,這種功能可以在發生刑事案件時,立即擷取到關鍵影像,但平常卻不會太過過耗電。

據TI表示,在以萬顆為單位時,其C665x處理器的零售價會低於30美元。而且由於體積減小、成本壓低,這些多核心DSP也開始能應用在可攜式的醫療設備中了。此外,C665x還支援大容量晶片上記憶體和高頻寬的外部記憶體控制器,可用於在新一代航太系統;即時工業視覺檢測;生物檢測(如指紋或其他生物特徵辨識);革命性的醫療影像診斷系統;智慧型視覺安全設備,以及娛樂等領域。

另一家的DSP供應商──美商亞德諾(Analog Devices, Inc., ADI)也看到了嵌入式視覺商機。該公司稍早前也針對嵌入式視覺應用,推出了搭載高性能視訊分析加速器的1GHz雙核心Blackfin處理器ADSP-BF608以及ADSP-BF609。

這些元件最大的特色之一,就是附加的視訊分析加速器,也稱之為管線視覺處理器(PVP)。“PVP是一種靈活的影像處理引擎,它與Blackfin核心同時運作時,可支援多達五個視覺演算法,”ADI資深應用工程師郭兆桁說。PVP的功能模組包括卷積、縮放和算術模組,經過最佳化以後可以節省記憶體頻寬。

PVP的主要特色,是能夠處理對象檢測、對象跟蹤、對象識別三項主要處理,對汽車駕駛輔助系統(ADAS)、工業視覺、安防與監控來說,這些功能非常關鍵,郭兆衍說。PVP總共提供了十二個靈活配置的訊號處理模組,包括索貝爾(Sobel)-坎尼(Canny)-拉普拉斯(Laplace)-閾值(Thresholds)-長條圖(Histograms)-積分(Integrals)等常用運算功能均已整合在模組之中。“在交通標誌識別應用中,PVP便可以在影像處理部份擔負大部份的運算工作,其他部份再交給處理器。”

因此,搭載專屬視覺加速器的ADSP-BF60x,可讓寬廣範圍的多功能分析功能運用在嵌入式視覺應用裝置當中。以ADAS應用為例,郭兆衍強調,當PVP結合Blackfin時,最多可同時執行五項功能,包括前向碰撞的預警/應對;行人檢測;智慧遠光控制;交通標誌識別;路線偏離警告/車導保持輔助。這些都是根據歐洲車廠提出的需求所定義,目前市場上幾乎沒有其他競爭方案可以提供同等性能。

ADSP-BF608/609具備2組經過最佳化的500MHz核心,以及4.3Mbits的晶片內建SRAM和大量內建週邊。“具備每秒超過250億個來自於PVP數學運算能力的加速器,在結合2組Blackfin核心處理器之後,將能提供更加彈性化的處理器架構,”ADI行銷總監Colin Duggan說。


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