基于 Zynq MPSoC 的 3D骨科矯形足部掃描儀

Elinvision致力于生產(chǎn)醫(yī)用 3D 掃描儀，面向足科和骨科矯形等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。此外，Elinvision 也面向化肥、糖果、煙草和PET瓶制造企業(yè)，提供計(jì)算機(jī)視覺質(zhì)量檢測系統(tǒng)技術(shù)。

全球有 40 多個(gè)國家和地區(qū)在使用 Elinvision 的 3D 足部掃描儀，主要用于足科、骨科矯形診所、研究中心、體育實(shí)驗(yàn)室和定制鞋店等場所。該產(chǎn)品以耐用性、準(zhǔn)確性和可靠性著稱，無需像市面上其他便攜式測量工具一樣必須反復(fù)重新校準(zhǔn)。

圖 1：Elinvision iQube S+ 便攜式足部掃描儀

最初，此類工具是基于 CPU進(jìn)行開發(fā)的，但最終 Elinvision 轉(zhuǎn)而采用賽靈思 FPGA 架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了更高的掃描質(zhì)量，同時(shí)降低了掃描儀的硬件尺寸和成本。Elinvision 向賽靈思自適應(yīng) SoC 遷移后，推出了便攜式無線 3D 足部掃描儀

核心架構(gòu)演進(jìn)：從 CPU到 FPGA到 Zynq MPSoC

自 2000 年以來，Elinvision一直致力于借助最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)及與各大學(xué)密切合作，為其3D足部掃描儀開發(fā)視覺數(shù)據(jù)處理解決方案。在2012年，Elinvision決定將其核心架構(gòu)從 CPU 轉(zhuǎn)向賽靈思FPGA，并因此降低了產(chǎn)品硬件尺寸和成本。此外，由于FPGA 架構(gòu)能夠支持同時(shí)連接和處理來自更多攝像頭的數(shù)據(jù)，使得其新產(chǎn)品掃描質(zhì)量也得到了顯著提高。

近期，Elinvision正在努力開發(fā)運(yùn)行速度更快、更可靠并且便于攜帶的新一代 3D足部掃描儀。Elinvision希望獲得一種能夠進(jìn)一步提供高計(jì)算性能且具有高能效的解決方案。在諸多嵌入式系統(tǒng)處理器中，Elinvision 選擇將賽靈思 Zynq® UltraScale+? MPSoC器件納入到自身最新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。

高性能和靈活性是選型關(guān)鍵

Elinvision研發(fā)部主管Mindaugas ?ulcas表示：“我們之所以為新設(shè)計(jì)選擇賽靈思 Zynq UltraScale+，是因?yàn)槲覀儗?duì)計(jì)算系統(tǒng)的要求很高?！?

Elinvision的足底和全足 3D掃描儀能夠精確采集人體足部尺寸，打造出無需試穿即合腳的定制鞋墊鞋品。其最新（也是最小的）iQube S+便攜式掃描儀的重量僅為12磅，僅需 5秒即可完成足部測量，精準(zhǔn)度可達(dá) 1mm，而較大尺寸的 iQube S+ 則可提供更完整的足部掃描，精準(zhǔn)度可達(dá) 0.5mm。

“系統(tǒng)的靈活性和賽靈思長期的支持，有助于我們靈活適應(yīng)不同的客戶要求，以及不斷變化的圖像傳感器市場動(dòng)態(tài)發(fā)展。只要修改一小部分的 FPGA設(shè)計(jì)，我們就可以在不改變印刷電路板、系統(tǒng)架構(gòu)或程序代碼的前提下，打造不同的產(chǎn)品?！?

Zynq UltraScale+MPSoC器件提供了64 位處理器可擴(kuò)展性，同時(shí)結(jié)合了實(shí)時(shí)控制與圖形、視頻、波形和數(shù)據(jù)包處理的軟、硬引擎。該器件建立在通用的實(shí)時(shí)處理器及可編程邏輯平臺(tái)上，能夠?yàn)椴煌淖凅w提供支持，這些變體包括雙核應(yīng)用處理器(CG)器件和四核應(yīng)用處理器 GPU (EG)器件，為廣泛應(yīng)用提供了無限的可能性。

Zynq UltraScale+MPSoC

Zynq 帶來的可持續(xù)競爭優(yōu)勢(shì)及機(jī)遇

Mindaugas表示賽靈思Zynq MPSoC 是 Elinvision打造市場領(lǐng)先產(chǎn)品的助力器。

Zynq處理器提供的并行圖像數(shù)據(jù)處理，有助于Elinvision加快其掃描儀的操作速度，同時(shí)Zynq 處理器類似FPGA的靈活應(yīng)變能力，也為 Elinvision擴(kuò)展其系統(tǒng)功能提供了支持。

Mindaugas 指出：“賽靈思器件不斷為我們的系統(tǒng)提供新的機(jī)遇。低功耗和快速的數(shù)據(jù)處理，使我們能夠打造運(yùn)行速度更快的便攜式無線3D 足部掃描儀。該掃描儀可與移動(dòng)應(yīng)用配合使用，并在競爭中一枝獨(dú)秀。”

此外，Mindaugas還強(qiáng)調(diào)了與賽靈思合作的愉悅體驗(yàn)：“賽靈思生態(tài)系統(tǒng)易于使用和理解。他們提供了高質(zhì)量的調(diào)試工具、大量的示例項(xiàng)目選擇以及活躍的社區(qū)，這些都有助于我們解決產(chǎn)品開發(fā)過程中遇到的各種問題，并推進(jìn)產(chǎn)品的上市進(jìn)程。我們使用賽靈思器件已有近十年，我們認(rèn)為賽靈思的器件年年都在不斷實(shí)現(xiàn)新的突破。”