På det seneste har vores kunde Tagarno været flittigt omtalt i medierne med deres successfulde high-end 2. generation ”lup” med FPGA. Som med den første generation har Axcon igen arbejdet tæt sammen med Tagarno for at skabe et nyt højtteknologisk produkt.
Det nye produkt har øget videokvalitet og båndbredde og er blevet rigtigt interessant til andre anvendelser bla. indenfor industrien. Oprindeligt er produktet en synsforstærker til svagtseende, men som følge af den højere billedkvalitet og generelle teknologiniveau, er der mange flere anvendelsesmuligheder.
Som projekt er det en rigtig god illustration af, hvorledes FPGA går hånd-i-hånd med videobehandling. Yderligere er det også en meget god case, hvor kundens udviklingsafdeling har haft et tæt samarbejde med vores udviklere.
32-bit Soft-Core CPU
Teknisk set består designet af en FPGA med en system-on-chip løsning med bl.a. en 32 bit RISC CPU, DDR2 memory controller, kamera interface samt en video processor IP, som er bygget helt specielt til dette projekt. Video processoren sørger bl.a. for filtrering/billedbehandling, samt understøttelse af picture-in-picture, hvor to High Definition (HD) video streams fra to Sony kameraer blandes og vises samtidigt med et tredie billede i høj opløsning. Specielt picture-in-picture i høj opløsning er en af de ting, som standard videoprocessorer har svært ved at løse. Videoprocessorer er typisk tilegnet TV segmentet, hvor anvendelsen er fokuseret omkring 2 kilder. Fleksibiliteten for systemet er i denne generation øget ved at tilføje USB forbindelse, som tilvejebringer en højhastighedsforbindelse samt en mulighed for at styre enheden fra f.eks. en PC.
I kraft af de to HD kamera interfaces og DVI input/output er der et stort behov for båndbredde igennem systemet. Alle video streams skal håndteres ved fuld båndredde og med minimal forsinkelse for at give en ægte real-time oplevelse.
Høj båndbredde
Udover filtreringsalgoritmerne, som i systemet kører real-time på de forskellige video streams, har en af de gode tekniske udfordringer været at få udnyttet båndbredden til DDR2 hukommelsen effektivt til buffering og video streaming uden at udsulte den øvrige del af systemet for båndbredde til f.eks. RISC CPU’ens instruction-fecth. Jo bedre det kan optimeres – jo mere attraktiv pris på hukommelse! Så udfordringen ligger i at tilvejebringe ca. 500Mbyte/s videobåndbredde med god båndbredde margin til øvrige funktioner.
Alt i alt et meget interessant projekt, hvor løsningen er baseret på en FPGA i et attraktivt prisleje for et serieproduceret produkt.
Skulle du have lyst til at høre mere om mulighederne indenfor system-on-chip løsninger til dit projekt eller om mulighederne f.eks. videobehandling i FPGA, så skal du være velkommen til at kontakte Anders Enggaard.
Se Elektronik & Data’s artikel: Tagarno udvikler industriel kamerateknologi (pdf).
Se omtale af 1. generationsproduktet her: FPGA’en bruges som lup
Electronic Supply har også en historie om projektet:
http://www.electronic-supply.dk/article/view.html?id=21269