#可攜式裝置 #熱影像相機 #FPGA #應用處理器 #熱影像感測器 #條碼掃描器 #介面 #PCIe匯流排 #MIPI CSI-2 #CMOS #LVDS
【不怕異質介面＋熱干擾：FPGA 是「熱影像感測器」的好搭檔，高整合 SoC FPGA 可取代應用處理器】
電池供電器件的可攜性正不斷增長，而可攜式產品幾乎都會配備相機和顯示器。隨著這些器件發展、偏離智慧手機的特定架構，也帶來許多設計挑戰；其一就是與非應用處理器的相機或顯示器之介面連接。另一個問題是：智慧手機沒有獨特的週邊設備，例如，熱影像感測器或條碼掃描器；這對於可攜式產品的製造商和利用某些智慧手機晶片組的架構師來說，是一大難題。
「智慧手機晶片組」是邏輯上的起點，因為其架構擁有最低功耗和低廉成本點所要求的特性，這是醫療、工業和其他市場中絕大多數可攜式產品所需要的條件。許多智慧手機的相機和顯示器在嵌入式設計的使用甚至比處理器更廣泛，特別是影像感測器。應用處理器能驅動顯示器、連到無線網路數據機及與板上儲存介接，以利圖像或視訊的儲存；可惜的是，它不能與大多數的熱感測器直接連接。
智慧影像感測器擁有應用處理器上的第二代相機串列介面 (MIPI CSI-2)，但熱感測器經常使用 CMOS 平行介面或 LVDS 介面。此時，可設計一種低功耗小型 FPGA 將 CMOS 平行介面橋接至 CSI-2，且產生的熱量必須非常少，以免擾亂熱感測器。此外，應用處理器 CSI-2 介面僅能接收彩色像素資料，無法如熱感測器讀取溫度值；這種不匹配意味著須採用另一種器件來執行熱感測器的影像處理。
最常見且擁有良好輸送量的處理器介面是 PCIe 匯流排，而採用快閃記憶體的 FPGA 功耗比採用 SRAM 的 FPGA 低很多，不會產生很多的熱量而擾亂熱感測器，且擁有內建在硬邏輯之中的 PCIe Gen2 內核。它可將溫度資料轉換成選定調色板所對應的顏色，並將之儲存在片上的快閃記憶體或嵌入式的儲存區塊內；每一行都會經過處理並格式化，再透過 PCIe 傳送到應用處理器。
接收影像後，處理器可將它傳送到顯示器、在本機存放區保存或經由無線數據機傳送出去。縮時攝影相機(time lapse camera) 是可探討的另一種設計範例；它必須迅速捕捉、保存通電和關機之間的影像，且依靠電池運行長達數月之久。雖然應用處理器在關閉時的功耗很低，但通電使用時的功耗卻非常高；另它們回到極低功耗模式之前的時間是不確定的，這也會耗用電池的電量。
更好的選擇是可立即通電、採用快閃記憶體的 FPGA 系統單晶片 (SoC)，它具有數位訊號處理器 (DSP) 區塊可執行影像處理，能與影像感測器介面 CSI-2 介接、將影像保存到外部快閃記憶體，並在下載到 PC 時對 USB 介面管理；採用低端微控制器 (MCU) 將更具功率效率。這種器件內建 ARM Cortex- M3 和 USB OTG 控制器，使保存的影像可傳送到 PC 編輯或觀看。
延伸閱讀：
《為電池供電成像應用而設計的解決方案》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0527/35494.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
#美高森美Microsemi #IGLOO2 #SmartFusion2
★★【智慧應用開發論壇】(FB 不公開社團：https://www.facebook.com/groups/smart.application/) 誠邀各界擁有工程專業或實作經驗的好手參與討論，採「實名制」入社。申請加入前請至 https://goo.gl/forms/829J9rWjR3lVJ67S2 填寫基本資料，以利規劃議題方向；未留資料者恕不受理。★★
cmos影像感測器應用 在 CMOS影像感測器五大主流製程技術 - EDN Taiwan 的相關結果
如何才能確保CIS技術滿足更高階應用需求？本文先簡單介紹CIS技術的運作原理，再重點探討CIS特有之五種仍需要持續演進的製程技術。 ... <看更多>