隨著邊緣人工智能(Edge AI)的日益普及，相機(jī)在工業(yè)和自動(dòng)化行業(yè)中的部署速度和規(guī)模正在呈現(xiàn)大幅增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，有望從2022年的35億美元增長(zhǎng)到2030年的近80億美元。

而視覺(jué)，或者說(shuō)智能視覺(jué)技術(shù)之所以在新時(shí)代變得必不可少，是因?yàn)闄C(jī)器系統(tǒng)必須通過(guò)視覺(jué)理解周?chē)h(huán)境，做出相應(yīng)的決策和行動(dòng)，視覺(jué)信息為自動(dòng)駕駛和機(jī)器人提供了關(guān)鍵的安全和避障能力，這是生死攸關(guān)問(wèn)題。這意味著，未來(lái)的智能視覺(jué)系統(tǒng)將繼續(xù)依賴(lài)深度學(xué)習(xí)模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提高圖像的分析和識(shí)別能力，并利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)和自主自適應(yīng)學(xué)習(xí)，使系統(tǒng)能夠從環(huán)境中不斷學(xué)習(xí)和改進(jìn)，并適應(yīng)新的場(chǎng)景和任務(wù)。

但相關(guān)問(wèn)題也隨之而來(lái)，比如自動(dòng)化攝像機(jī)需要足夠強(qiáng)的處理能力和靈活性以簡(jiǎn)化部署；需要降低功耗、降低總擁有成本(TCO)和設(shè)計(jì)尺寸，以擴(kuò)大人工智能和視覺(jué)應(yīng)用的潛力……等等。工程設(shè)計(jì)人員一直在追問(wèn)，“有沒(méi)有一款具備高度可擴(kuò)展性、低價(jià)格、低功耗，且提供靈活互連、支持各種I/O標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的解決方案，能夠完美解決這些挑戰(zhàn)？”

很幸運(yùn)，集成USB器件功能的萊迪思CrossLinkU-NX FPGA產(chǎn)品系列的出現(xiàn)，讓工業(yè)和自動(dòng)化行業(yè)看到了新的希望。

作為業(yè)界首款擁有硬核USB的人工智能&嵌入式視覺(jué)應(yīng)用FPGA，通過(guò)將萊迪思領(lǐng)先的低功耗、小尺寸與流行的USB互連接口相結(jié)合，CrossLinkU-NX FPGA不但重新定義了“計(jì)算、工業(yè)、汽車(chē)和消費(fèi)電子市場(chǎng)應(yīng)用中基于USB的設(shè)計(jì)”，也同步拓展了萊迪思在嵌入式視覺(jué)傳感器與USB主機(jī)接口領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

CrossLinkU-NX FPGA基于屢獲殊榮的萊迪思Nexus平臺(tái)，其原生版本CrossLink-NX FPGA結(jié)合了28nm FD-SOI技術(shù)和優(yōu)化的FPGA架構(gòu)，減少了100倍的軟錯(cuò)誤率，功耗降低達(dá)75%，兩個(gè)硬核4通道MIPI D-PHY收發(fā)器速率為10Gbps/PHY，與同行相比性能提升約2倍。采用小尺寸WLCS封裝，最小僅為4mm x 4mm，比同類(lèi)型產(chǎn)品縮小近10倍。

在此基礎(chǔ)上，CrossLinkU-NX FPGA通過(guò)硬核USB控制器和物理層(PHY)、獨(dú)特的低功耗待機(jī)模式和一整套參考設(shè)計(jì)，加速設(shè)計(jì)配備了USB的系統(tǒng)并簡(jiǎn)化散熱管理。其主要特性和性能亮點(diǎn)包括以下三方面內(nèi)容：

帶有USB功能的視覺(jué)處理FPGA

o 速率高達(dá)480Mbps的硬核USB 2.0和高達(dá)5Gbps的USB 3.2

o 集成式USB PHY架構(gòu)，降低了分立式PHY組件所需的總擁有成本和面積

o 33K邏輯單元密度與64DSP組合，減少了USB設(shè)備控制器所需的FPGA邏輯資源

低功耗待機(jī)模式，始終在線(AON)

o 靜態(tài)功耗低于70μA，能夠有效延長(zhǎng)電池壽命并簡(jiǎn)化系統(tǒng)熱管理。得益于專(zhuān)用模塊對(duì)FPGA進(jìn)入和退出待機(jī)狀態(tài)的管理，數(shù)據(jù)顯示，在典型應(yīng)用中，與競(jìng)品相比，CrossLinkU-NX FPGA能夠降低約6倍的功耗。

o 瞬時(shí)配置—FPGA器件配置小于15ms，優(yōu)化典型嵌入式視覺(jué)應(yīng)用的功耗

完整的參考設(shè)計(jì)集

o 提供萊迪思PropelTM模板、主機(jī)驅(qū)動(dòng)和示例主機(jī)工具，用于USB到I/O橋接和MIPI CSI-2到USB橋接應(yīng)用。設(shè)計(jì)人員不但能夠快速的學(xué)習(xí)當(dāng)前主流的設(shè)計(jì)案例，獲得ISP/Edge AI方面的功能定制，還能在評(píng)估版和與PC相連的USB加持下快速展開(kāi)原型設(shè)計(jì)，加速FPGA上的USB器件實(shí)現(xiàn)。

坦率地說(shuō)，嵌入式視覺(jué)是一個(gè)讓設(shè)計(jì)人員又愛(ài)又恨的領(lǐng)域，因?yàn)樗麄儽仨氁诓粩鄤?chuàng)新的新產(chǎn)品、新功能與日益嚴(yán)格的功耗和小尺寸要求之間“做斗爭(zhēng)”，這考驗(yàn)著他們的智慧。作為低功耗FPGA行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，萊迪思正在幫助用戶(hù)走出傳統(tǒng)通用型應(yīng)用市場(chǎng)，提供更具行業(yè)差異性和區(qū)分度的FPGA解決方案。

審核編輯：彭菁