攝像機(jī)領(lǐng)域合作共贏：Lattice秀FPGA安防領(lǐng)域新成果

【導(dǎo)讀】雖然一些芯片廠商在談到自己的時(shí)候總想與FPGA撇清界限，強(qiáng)調(diào)不需要FPGA，但是上面的例子也恰恰可以印證一點(diǎn)：不管視頻處理器如何強(qiáng)大，還是有 FPGA的用武之地的，也打消了視頻處理器與FPGA之間“有你沒我”那種完全競(jìng)爭(zhēng)的概念。

摘要：  雖然一些芯片廠商在談到自己的時(shí)候總想與FPGA撇清界限，強(qiáng)調(diào)不需要FPGA，但是上面的例子也恰恰可以印證一點(diǎn)：不管視頻處理器如何強(qiáng)大，還是有 FPGA的用武之地的，也打消了視頻處理器與FPGA之間“有你沒我”那種完全競(jìng)爭(zhēng)的概念。

關(guān)鍵字：  傳感器，  芯片，  處理器，  解決方案

隨著安防與監(jiān)控應(yīng)用對(duì)各種性能要求的提高，F(xiàn)PGA在該領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。近日，在北京舉辦的中國(guó)國(guó)際社會(huì)公共安全產(chǎn)品博覽會(huì)(安博會(huì))上，萊迪思(Lattice)就展示了采用其低密度和超低密度FPGA的新型攝像機(jī)設(shè)計(jì)解決方案和HDR-60開發(fā)套件，此外，Lattice市場(chǎng)營(yíng)銷解決方案總監(jiān)Ted Marena，Lattice工業(yè)和汽車市場(chǎng)戰(zhàn)略營(yíng)銷經(jīng)理Kambiz Khalilian以及Lattice北中國(guó)區(qū)域技術(shù)經(jīng)理宋鐵臣還向記者介紹了Lattice在安防領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)。

“前中后”通吃

基于Lattice FPGA的攝像機(jī)解決方案橫跨了常用的攝像機(jī)架構(gòu)：圖像傳感器接口、圖像信號(hào)處理(ISP)和視頻輸出接口，如圖所示。宋經(jīng)理介紹到：“很多傳感器有自己的接口，Lattice FPGA支持多種圖像傳感器接口，如Aptina的HiSPi、Panasonic的Sub-LVDS、Sony的串/并行Sub-LVDS以及MIPI 的CSI-2。此外，雙/多圖像傳感器橋接(允許單個(gè)ISP連接至一個(gè)以上的圖像傳感器)也可以用Lattice FPGA實(shí)現(xiàn)。Lattice還推出了SensorExtender(傳感器擴(kuò)展器)IP，允許圖像傳感器遠(yuǎn)離ISP，通過低成本的CAT5電纜將圖像傳感器距離延伸至10 m，并實(shí)現(xiàn)高達(dá)1 080 p的分辨率。”

常用的攝像機(jī)架構(gòu)

在圖像信號(hào)處理方面，Lattice的第三方Helion公司推出了基于Lattice FPGA的90多個(gè)獨(dú)立的圖像信號(hào)處理方面的IP，可實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍成像(HDR)、H.264編碼器、自動(dòng)對(duì)焦和視頻分析(人數(shù)統(tǒng)計(jì)、入侵檢測(cè)、目標(biāo)檢測(cè)以及攝像機(jī)篡改檢測(cè))等，客戶可根據(jù)需求定制IP，而且這些IP是可以免費(fèi)試用的。宋經(jīng)理還特別演示了HDR，可以看到它提高了圖像最亮和最暗區(qū)域之間的動(dòng)態(tài)范圍，簡(jiǎn)單地說就是以前圖像中不清楚的暗處和亮出都可以看清楚了，如圖所示。

高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)示例

在攝像機(jī)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，即視頻輸出上，由于現(xiàn)在輸出標(biāo)準(zhǔn)非常多而且復(fù)雜，如LVDS、SDI、HDMI、以太網(wǎng)MAC，還沒有哪個(gè)芯片廠商能把所有接口集成進(jìn)去，這就給FPGA留下了很多機(jī)會(huì)。使用FPGA可以利用不同的IP實(shí)現(xiàn)不同的接口，可以節(jié)省廠商的硬件開發(fā)成本。Lattice現(xiàn)有的方案有 HD-SDI IP和攝像機(jī)、HDMI以及USB 3.0解決方案。

合作共贏

宋經(jīng)理特別強(qiáng)調(diào)到：“在傳感器接口部分，TI、Hisilicon 以及NXP都使用了基于Lattice MachXO2的傳感器橋接，CSR使用了Lattice iCE40，TI還使用了基于Lattice MachXO2的雙傳感器橋接。而在視頻輸出部分，基于TI DM368的SDI攝像機(jī)也用了LatticeECP3-17 FPGA。”

雖然一些芯片廠商在談到自己的時(shí)候總想與FPGA撇清界限，強(qiáng)調(diào)不需要FPGA，但是上面的例子也恰恰可以印證一點(diǎn)：不管視頻處理器如何強(qiáng)大，還是有 FPGA的用武之地的，也打消了視頻處理器與FPGA之間“有你沒我”那種完全競(jìng)爭(zhēng)的概念。Ted他們也坦言：“總體上說，與DSP相比，F(xiàn)PGA成本相對(duì)較高，而且隨著DSP性能越來越強(qiáng)大，用FPGA實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法的需求其實(shí)在降低。但是當(dāng)接口非常豐富的時(shí)候，包括前端的傳感器接口和后端的顯示接口，只用視頻處理器就會(huì)很吃力，需要做很多不同的芯片來滿足要求，FPGA憑借其靈活性能夠應(yīng)付自如，而且增加的成本也不多?！?/P>

其實(shí)只要找準(zhǔn)自己的定位，互補(bǔ)不足，合作共贏應(yīng)該是最好的選擇。