Microchip amplía su oferta de FPGA para visión embebida inteligente de alta resolución

Microchip, a través de su filial Microsemi, acaba de anunciar su iniciativa Smart Embedded Vision, que suministra soluciones para diseñar sistemas de visión artificial inteligente con las redes lógicas programables (Field Programmable Gate Arrays, FPGA) PolarFire de bajo consumo de Microchip. De esta manera, Microchip amplía su oferta de FPGA para visión embebida inteligente de alta resolución con nuevos interfaces de alta velocidad para proceso de imágenes, un paquete de propiedad intelectual (IP) para procesamiento de imágenes y un ecosistema ampliado de proveedores.

A medida que los sistemas de visión artificial que recurren a una computación intensiva se integran en el margen de la red, las FPGA se convierten en la plataforma flexible preferida para diseños de próxima generación. Además de exigir una mayor capacidad de procesamiento de gran ancho de banda, los sistemas inteligentes instalados tienen un tamaño reducido y unas estrictas limitaciones térmicas y de consumo.

La iniciativa Smart Embedded Vision proporciona un conjunto de FPGA formado por IP, hardware y herramientas para diseños de visión artificial de bajo consumo y pequeño tamaño destinados a los mercados de la industria, medicina, radiodifusión, automóvil, aeroespacial y de defensa.

Tras el lanzamiento de esta iniciativa, Microchip ha añadido estos productos para atender los requisitos de diseño de los sistemas de visión inteligente:

• IP de interfaz digital serie (Serial Digital Interface, SDI) – Este interfaz, destinado al transporte de flujo de datos de vídeo sin comprimir a través de cableado coaxial, se suministra en varias velocidades: HD-SDI (1,485 Gbps, 720p, 1080i), 3G-SDI (2,970 Gbps, 1080p60), 6G-SDI (5,94 Gbps, 2Kp30) y 12G-SDI (11,88 Gbps, 2Kp60).
• IP MIPI-CSI-2 con 1,5 Gbps por carril – MIPI-CSI-2, que se suele utilizar en cámaras industriales, es un interfaz de sensor que conecta sensores de imagen y FPGA. La familia PolarFire alcanza velocidades de recepción de hasta 1,5 Gbps por carril y transmite a velocidades de hasta 1 Gbps por carril.
• SLVS-EC Rx de 2,3 Gbps por carril – SLVS-EC Rx es una IP de interfaz a sensor de imagen compatible con cámaras de alta resolución. Los clientes pueden implementar un núcleo FPGA de SLVS-EC Rx con dos u ocho carriles.
• MAC Gigabit para varias velocidades – La familia PolarFire alcanza velocidades de 1, 2,5, 5 y 10 Gbps a través de la capa física de Ethernet, por lo que permite a la iniciativa cubrir la necesidad de IP MAC para interfaz USXGMII (Universal Serial 10 GE Media Independent Interface) con negociación automática.
• IP host y dispositivo CoaXPress v1.1 a 6,25 Gbps – CoaXPress es un estándar utilizado en visión artificial de altas prestaciones, medicina e inspección industrial. Microchip, que sigue el plan de desarrollo de este estándar, es compatible con CoaXPress v2.0, el cual duplica el ancho de banda hasta 12,5 Gbps.
• HDMI 2.0b – El núcleo de IP de HDMI alcanza una resolución de hasta 4K a 60 fps en transmisión y 1080p a 60 fps en recepción.
• Paquete de IP de proceso de imágenes con FPGA PolarFire - Incorpora MIPI-CSI-2 e IP de procesamiento de imagen para detección de margen, composición alfa y mejora de imagen destinado a ajustes de color, brillo y contraste.
• Ecosistema de terceros ampliado – La iniciativa Smart Embedded Vision incluye a Kaya Instruments, que suministra núcleos de IP de FPGA PolarFire para CoaXPress v2.0 y visión 10 GigE al ecosistema de terceros de Microchip. También pertenecen a este ecosistema Alma Technology, Bitec y ASIC Design Services, firma especializada en inteligencia artificial que suministra el entorno Core Deep Learning (CDL) para facilitar una plataforma de proceso de imágenes y vídeo basada en una red de redes neuronales (Convolutional Neural Network, CNN) de bajo consumo destinada a aplicaciones embebidas y de computación de margen.

Las FPGA PolarFire disminuyen al consumo total entre un 30% y un 50% respecto a las FPGA de gama media basadas en SRAM (Static Random-Access Memory) de sus competidores.

Los miembros de esta familia, que integran de 100K a 500K elementos lógicos (Logic Elements, LE), reducen entre cinco y diez veces el consumo en estático, por lo que son ideales para una nueva línea de dispositivos en el margen que recurren a una computación intensiva, entre ellos los instalados en entornos con limitaciones térmicas y de consumo.

Además de núcleos de IP para proceso de imágenes a alta velocidad y el paquete de IP para proceso de imágenes con PolarFire, está disponible un nuevo diseño de referencia de cámara para aprendizaje automático basado en MIPI-CSI2 destinado a sistemas embebidos inteligentes. Este diseño de referencia se basa en el kit de proceso de imágenes y vídeo PolarFire FPGA que utiliza algoritmos de inferencia de ASIC Design Services, es gratuito para su evaluación por parte de los clientes. Todas las soluciones de Smart Embedded Vision cuentan con el soporte de Libero SoC Design Suite, la herramienta de desarrollo de Microchip.

Toda la IP se suministra a través de Libero SoC Design Suite y se puede implementar en el kit de proceso de imágenes y vídeo PolarFire FPGA, la plataforma de evaluación para diseños Smart Embedded Vision. Estos núcleos de IP ya se encuentran disponibles:

• HD-SDI (1,485 Gbps, 720p, 1080i)
• 3G-SDI (2,970Gbps, 1080p60)
• MIPI-CSI-2
• Núcleo SLVS-EC Rx FPGA de dos carriles
• CoaXPress v1.1 de 6,25 Gbps
• HDMI 2.0 4k a 60 fps en transmisión y 1080p a 60 fps en recepción