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用FPGA实现全高清HDR摄像机设计

作者:佚名  来源:EDN China  发布日期:2011-07-15 19:44:48

据有关数据显示,摄像机在中国安防市场电子产品收入中占到了37%的份额。目前,摄像机制造商正在寻求更高的像素密度(更多的数据)和高动态范围(更多的数据+更多的处理)。并且有超过70%的厂商表示要将产品转移到兆像素传感器和高动态范围(HDR)性能。而以往传统的视频摄像机的实现方法,一般采用DSP、ASIC和ASSP等进行数据的处理。但随着爆炸式增长的处理量要求,带来了兆像素摄像机和HDR的出现,DSP、ASIC和ASSP由于更高的处理需求、可编程以及成本的要求,已不能满足客户的需求。而通过固有的并行性,FPGA提供的各种性能,很容易重新编程,从而满足市场的需要。

HDR-60及其重要特性

日前,莱迪思半导体(Lattice)公司推出了莱迪思HDR-60摄像机开发套件,这是一款基于LatticeECP3 FPGA系列可量产的高清(HD)摄像机开发系统。预载入了莱迪思合作伙伴Helion GmbH带有即插即用的评估版图像信号处理(ISP)流水线的IP核,该开发套件开箱即可使用。据了解,具有丰富的图像处理IP库包含超过90个IP,Helion GmbH提供了从传感器到显示ISP的全面支持,包括:传感器和显示器接口、彩色流水线、图像增强、外设和叠加等功能,可实现60帧的1080p,支持高达16兆像素的传感器。流模式下的全60帧,不需要外部帧缓冲器。根据变化的光线进行即时快速的自动曝光调整,具有高于120dB的高动态范围(HDR)性能和超延迟。除了2个USB端口外,开发套件还有一个RJ45以太网端口、BroADCom Broadreach PHY和内置的 BNC连接器,通过RG6同轴电缆以100Mbps实现最远可达700m的以太网信号传输,使客户能在其设计中集成压缩编码器。开发套件还支持使用标准低成本的USB电缆方便地进行编程。

独特设计优势

开发套件为摄像机制造商提供了几大独特的优势,包括完全集成的HDR图像信号处理流水线,从传感器到HDMI/DVI显示器。使用一个Aptina 720p HDR传感器和一个计划于2011年第二季度推出的1080p HDR传感器,该开发套件还提供了业界领先和最快的自动曝光、高于120dB的系统动态范围、高效的自动白平衡算法和2D降噪——在FPGA中所有都使用流模式而无需外部帧缓冲器,实现了超低延迟并进一步降低了系统成本。板上DDR2存储器还可以实现多种应用,诸如3D降噪、来自多个传感器的图像拼接、图像旋转和图像扭曲恢复。莱迪思表示,开发套件中预载入的可量产评估板摄像机参考设计是经得起时间考验的,包括的IP具有参数设置功能,支持最高可达16兆像素,保障了客户投资。除了板上的HDR ISP流水线参考设计,开发套件还拥有全面的ISP库支持。ISP IP可根据客户需求,使用单独的许可证或获奖的低功耗的LatticeECP3 FPGA系列器件绑定的许可证。

配套资源免费

莱迪思HDR-60摄像机开发套件外形大小符合市售摄像机外壳尺寸并能够同时支持两个传感器,开发套件可实现快速评估和高清HDR摄像机样机的设计,适用于安防、交通控制、视频会议和汽车应用。图1为HDR彩色图像信号处理(ISP)流水线参考设计框图。

莱迪思半导体公司高级产品营销经理Niladri Roy 指出,“莱迪思HDR-60摄像机开发套件的目的就是要为摄像机生产商提供高质量的HDR摄像机参考设计,帮助其快速开始基于FPGA的高清摄像机设计开发,从而在实现了最低系统材料成本的同时,满足了原有的系统基础结构并保障了客户的投资价值。莱迪思HDR-60开发套件以不到同类开发套件一半的价格提供了两倍的功能。”本刊记者了解到,所有购买莱迪思HDR-60摄像机开发套件的客户可免费获得原理图和布线文件(R-60摄像机开发套件的售价为399美元)。

Tag标签: FPGA   实现   高清  
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