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

而視覺，或者說智能視覺技術(shù)之所以在新時代變得必不可少，是因?yàn)闄C(jī)器系統(tǒng)必須通過視覺理解周圍環(huán)境，做出相應(yīng)的決策和行動，視覺信息為自動駕駛和機(jī)器人提供了關(guān)鍵的安全和避障能力，這是生死攸關(guān)問題。這意味著，未來的智能視覺系統(tǒng)將繼續(xù)依賴深度學(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)新的場景和任務(wù)。

但相關(guān)問題也隨之而來，比如自動化攝像機(jī)需要足夠強(qiáng)的處理能力和靈活性以簡化部署；需要降低功耗、降低總擁有成本(TCO)和設(shè)計(jì)尺寸，以擴(kuò)大人工智能和視覺應(yīng)用的潛力……等等。工程設(shè)計(jì)人員一直在追問，“有沒有一款具備高度可擴(kuò)展性、低價格、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&嵌入式視覺應(yīng)用FPGA，通過將萊迪思領(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)、汽車和消費(fèi)電子市場應(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，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倍的軟錯誤率，功耗降低達(dá)75%，兩個硬核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，比同類型產(chǎn)品縮小近10倍。

在此基礎(chǔ)上，CrossLinkU-NX FPGA通過硬核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，能夠有效延長電池壽命并簡化系統(tǒng)熱管理。得益于專用模塊對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，與競品相比，CrossLinkU-NX FPGA能夠降低約6倍的功耗。

o 瞬時配置—FPGA器件配置小于15ms，優(yōu)化典型嵌入式視覺應(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，還能在評估版和與PC相連的USB加持下快速展開原型設(shè)計(jì)，加速FPGA上的USB器件實(shí)現(xiàn)。

坦率地說，嵌入式視覺是一個讓設(shè)計(jì)人員又愛又恨的領(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”，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走出傳統(tǒng)通用型應(yīng)用市場，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