Blog de la compañía La aplicación de la tecnología de conexión de red LIFCL-40-8BG400C LIFCL-40 CrossLink-NXTM FPGA

La Comisión consideró que la Comisión no podía tener en cuenta las conclusiones de la Comisión.Se aplicará el método de ensayo.LIFCL-40 CrossLink-NXTM FPGA para puentes MIPI y IA de borde.

- ¿ Qué?Se aplicará el método de ensayo.Resumen básico: Diseñado para visión integrada e inteligencia de borde

ElLas redesSe aplicará el método de ensayo.pertenece a la serie de FPGAs Lattice CrossLink-NXTM, basado en la plataforma de proceso FD-SOI Nexus de 28 nm, es un chip integrado específico para la visión que equilibra el bajo consumo de energía, el tamaño compacto,alta fiabilidadDiseñado para puentes de interfaz MIPI, fusión de sensores múltiples y escenarios de inferencia de IA de borde ligero,Responde perfectamente a los requisitos de actualización inteligente en toda la industria automotriz.Este chip está empaquetado en un BGA de 400 pines y ofrece amplios recursos lógicos e interfaces duras completas.Permite la conversión del protocolo MIPI y la integración de la computación de IA de borde sin periféricos adicionales, eliminando la arquitectura de doble chip (chip puente + acelerador de IA) que se encuentra en las soluciones tradicionales. Esto reduce significativamente la huella de hardware, el consumo de energía y el costo.

1. Parámetros clave del hardware

- Recursos lógicos y de memoria: Incorpora células lógicas de 39K con memoria en el chip de hasta 3 Mb (incluyendo EBR y LRAM).Su favorable relación memoria-lógica permite un almacenamiento en caché eficiente de datos de fotogramas de vídeo y el almacenamiento de pesos de modelos de IA, minimizando los accesos a la memoria externa y reduciendo la latencia de transmisión de datos.

- Potencia de computación: integra 56 módulos DSP multiplicadores de 18 × 18, proporcionando amplios recursos computacionales para soportar eficientemente la inferencia CNN ligera.Esto satisface las demandas computacionales de las tareas de IA de borde como la detección de objetos, clasificación de imágenes y reconocimiento de defectos.

- Ventajas de la interfaz codificada: Incorpora dos conjuntos de transceptores MIPI D-PHY codificados de 4 canales, cada canal operando a 2,5 Gbps con un ancho de banda agregado PHY de 10 Gbps.Apoya de forma nativa la entrada del sensor de imagen MIPI CSI-2 y la salida de la pantalla MIPI DSI, que permite la transmisión de señales MIPI de alta velocidad sin consumir recursos lógicos. Además, admite interfaces PCIe de 5 Gbps, LVDS/SubLVDS/OpenLDI programables,ofreciendo una compatibilidad excepcional de conversión de protocolo.

- Bajo consumo de energía y fiabilidad: alcanza un consumo de energía 75% menor en comparación con FPGA similares, con corriente de espera inferior a 70 μA.Soporta configuración rápida de E/S de 3 ms y arranque instantáneo del sistema de 8 msLa tasa de error suave se reduce en más de 100 veces, por lo que es adecuado para entornos industriales y automotrices exigentes, al tiempo que cumple con los requisitos para un funcionamiento estable a largo plazo.

2Ventajas tecnológicas fundamentales

En comparación con los chips puente ASIC tradicionales y los FPGA de uso general, elSe aplicará el método de ensayo.logra la integración en un solo chip de los puentes MIPI y la IA de borde. Combina la baja latencia y la alta estabilidad de los chips puente dedicados con la flexibilidad programable de los FPGA,permitir una rápida adaptación a diversos dispositivos MIPI y modelos de IA personalizados, manteniendo un bajo consumo de energía y un factor de forma compactoEsto resuelve los principales desafíos en los escenarios de computación de borde, incluida la potencia informática insuficiente, la incompatibilidad de la interfaz, las restricciones de potencia y los componentes de gran tamaño.

II. Funcionalidad de puente MIPI: adaptabilidad de alta velocidad, flexible y para múltiples escenarios

MIPI CSI-2/DSI representa las interfaces de alta velocidad más comunes para sensores y pantallas de imagen.Los procesadores convencionales y los controladores de host a menudo sufren de una disponibilidad limitada de la interfaz y una compatibilidad de protocolo inadecuada.Se aplicará el método de ensayo.aprovecha su núcleo duro nativo MIPI D-PHY y su arquitectura lógica programable para permitir una conversión de puentes y protocolos MIPI diversos, lo que satisface los requisitos de integración de múltiples sensores,Expansión de la interfaz, y el relé de señal, que ofrece una transmisión sin comprimir y de baja latencia de flujos de video de alta definición en todo el lugar.

1. Arquitectura típica de soluciones de puente MIPI

Puente de agregación de sensores multi-MIPI

Para aplicaciones como los sistemas de visión envolvente de automóviles, la inspección industrial con varias cámaras y la vigilancia panorámica de seguridad, elSe aplicará el método de ensayo.agrega datos de hasta 11 sensores MIPI CSI-2. Utilizando tecnología de canal virtual, arbitra y conjunta múltiples flujos de datos,Consolidación de datos de sensores dispersos en una sola salida de flujo de datos MIPI de alta velocidad al procesador hostEsto resuelve elegantemente la limitación de las interfaces MIPI insuficientes en el controlador host.Aprovecha la memoria en el chip y los búferes DDR externos para obtener imágenes panorámicas de ultra alta definición., que abastece a las aplicaciones de monitoreo visual de amplio campo.

MIPI y conversión del protocolo de interfaz heterogénea

Utilizando recursos programables de E/S y SERDES de alta velocidad, este chip facilita la conversión bidireccional entre MIPI CSI-2 e interfaces como PCIe, USB3.2 Gen1, LVDS y interfaces CMOS.Por ejemplo., convierte las señales de los sensores MIPI en vídeos USB3.0 para su conexión directa a PC/controladores integrados,o transforma las señales de visualización LVDS tradicionales en señales MIPI DSI para conducir pantallas de alta definiciónEsto facilita las actualizaciones inteligentes de los equipos heredados y la interconectividad de dispositivos multiplataforma, lo que permite la adaptación de la interfaz sin reemplazar los controladores centrales.

Repetición y división de la señal MIPI

Para las transmisiones a larga distancia y los escenarios de multiplexación de varios dispositivos, esto permite la amplificación repetitiva de la señal MIPI y la salida de uno a muchos.Esto garantiza la integridad de la transmisión de señales de alta velocidad al tiempo que suministra simultáneamente una sola señal de sensor a múltiples unidades de visualización / procesamiento, mejorando la escalabilidad del sistema. Adecuado para el infoentretenimiento automotriz, el enlace de pantallas industriales y aplicaciones similares.

2Ventajas fundamentales de la puente de implementación

- Transmisión de baja latencia: un MIPI D-PHY codificado en conjunto con una arquitectura lógica programable consigue una latencia de reenvío de video por debajo del nivel de milisegundos.Esto garantiza un rendimiento de vídeo de alta definición en tiempo real, por lo que es adecuado para escenarios de monitorización dinámica y control en tiempo real.

- Transmisión sin pérdidas: admite el reenvío de datos de vídeo sin pérdidas, preservando la calidad original de la imagen y evitando la degradación causada por la compresión y la decodificación.Esto cumple con las demandas de alta precisión de inspección visual.

- Adaptabilidad programable: la configuración flexible del número de canales MIPI, las velocidades de transmisión y los parámetros del protocolo permite una rápida adaptación a diversos modelos de sensores y pantallas,acortamiento de los ciclos de desarrollo de productos.

III. Implementación de la Inferencia de Inteligencia Artificial de Edge: inteligencia en tiempo real ligera, de baja potencia y en el dispositivo

Se aplicará el método de ensayo.aprovecha la pila de soluciones Lattice sensAITM y la cadena de herramientas de desarrollo Radiant para realizar inferencias de IA ligeras en el borde sin depender de la potencia de computación en la nube o de controladores de gama alta.Se consigue un proceso de circuito completamente cerrado que abarca la adquisición de la transmisión de vídeo MIPI, el preprocesamiento, la inferencia de IA, la salida de resultados., aliviando la presión computacional en el controlador principal y proporcionando una verdadera inteligencia de borde.

1. Proceso de implementación de IA en el borde

Adaptación y optimización del modelo

Se seleccionan modelos ligeros como MobileNet, YOLO-tiny y CNN, adaptados a escenarios de borde con computación y almacenamiento restringidos.y compilación para comprimir pesos para adaptación de almacenamiento en chipEsto garantiza una alineación perfecta entre los modelos y los recursos de hardware del chip.

Preprocesamiento de vídeo y coordinación de la inferencia

Aprovechando la lógica programable del chip, el preprocesamiento de imagen se ejecuta sincrónicamente durante la transmisión de puente MIPI.y Recorte de la región de interés (ROI) para eliminar los datos redundantesLos datos de imagen preprocesados se alimentan directamente en la unidad de aceleración DSP para completar tareas de inferencia como la detección de objetos,reconocimiento facialEsta operación de tubería de extremo a extremo garantiza un procesamiento sin problemas sin cuellos de botella de los datos.

Producción de inferencia e interoperabilidad

Los resultados de inferencia de IA se pueden emitir de forma síncrona a través de MIPI, GPIO, UART u otras interfaces.Estas salidas pueden ser superpuestas en el flujo de vídeo en bruto para su visualización o transmitidas al chip de control principal para activar acciones posterioresEsto consigue un circuito cerrado inteligente de "percepción-decisión-ejecución" sin la participación de la nube, ofreciendo tiempos de respuesta más rápidos y una mayor privacidad de los datos.

2. Escenarios típicos de aplicaciones de IA de borde

- Inspección de visión industrial: se integra con las cámaras industriales MIPI para realizar la identificación de defectos en tiempo real, el recuento de piezas y la verificación de especificaciones,sustitución de la inspección manual al tiempo que se mejora la exactitud y la eficiencia.

- Percepción inteligente en el vehículo: agrega los datos de las cámaras MIPI instaladas en el vehículo para permitir el monitoreo de la fatiga del conductor, la detección de obstáculos y las advertencias de salida del carril,apoyo a sistemas avanzados de asistencia al conductor con bajo consumo de energía adecuados para entornos de potencia automotriz.

- Vigilancia de seguridad: implementa detección de forma humana, alertas de intrusión perimetral y reconocimiento facial.La inferencia local y la alerta reducen la carga de transmisión en la nube al tiempo que mejoran la capacidad de respuesta de la alerta.

- Interacción con la electrónica de consumo: impulsa cámaras y pantallas MIPI para reconocimiento de gestos y desbloqueo facial, con un funcionamiento de baja potencia optimizado para la duración de la batería del dispositivo portátil.

IV. Solución de convergencia de un solo chip: ventajas sinérgicas del puente MIPI + AI de borde

Las soluciones tradicionales de visión de borde utilizan predominantemente una arquitectura de doble chip de “MIPI chip de puente + chip acelerador de IA”, “que sufre de complejidad de hardware, consumo de energía elevado,aumento de la latencia, y los costos persistentemente elevados.Se aplicará el método de ensayo.logre la integración en un solo chip del puente MIPI y la IA de borde, lo que genera importantes beneficios sinérgicos fundamentales:

- Hardware minimalista, factor de forma drásticamente reducido: el reemplazo de soluciones de doble chip por un solo chip reduce el espacio de distribución de las PCB, lo que permite la adaptación a un diseño compacto,dispositivos portátiles mientras se reducen los costos de BOM y se simplifica la depuración de hardware.

- Funcionamiento de baja potencia, resistencia sin preocupaciones: la tecnología de proceso FD-SOI combinada con la optimización del núcleo duro logra un consumo total de energía del sistema inferior a 1,5 W,con una potencia de espera en el rango de microamperiosEsto facilita el funcionamiento con batería en escenarios de borde sin enfriamiento activo.

- Baja latencia de cadena completa: Elimina los retrasos de transmisión de datos entre chips, lo que permite una captura de video sin fisuras, puentes e inferencia de IA para cumplir con los estrictos requisitos en tiempo real.

- Alta fiabilidad para entornos adversos: admite rangos de temperatura industriales/automotrices con una robusta resistencia a las interferencias.La capacidad de encendido instantáneo garantiza un encendido rápido del dispositivo para aplicaciones industriales y automotrices.

V. Conclusión

Las redesSe aplicará el método de ensayo.CrossLink-NXTM FPGA logra una integración perfecta de núcleos de hardware MIPI nativos, una potencia de cómputo sustancial, características de bajo consumo y programabilidad.logran una integración sin fisuras de un solo chip de puente MIPI y AI de bordeEsto resuelve los desafíos de incompatibilidad de la interfaz y conectividad de múltiples sensores en escenarios de visión integrados al tiempo que permite una inferencia inteligente en tiempo real en el borde, equilibrando el rendimiento,Consumo de energíaYa sea en visión industrial, inteligencia automotriz, vigilancia de seguridad o electrónica de consumo, este chip representa una opción ideal para el peso ligero,soluciones de inteligencia de visión de borde de baja potenciaFacilitar las actualizaciones inteligentes rápidas para los dispositivos al tiempo que se alinea con el panorama en evolución de la computación de borde.