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FPGA原型系統在影像處理和整合矽智慧財產權的應用

影像視覺已經在現代社會產生了全面性的影響。從個人應用到工業
應用的每個層面,我們都依賴著錄影和影像。資訊娛樂、電玩、醫
療、科學視覺、安全、行動裝置、金融和國防等等都需要廣泛地使
用影像。我們對影像依賴之深,使得影像處理已經變成一門不可或
缺的產業。現今的錄影和靜態影像處理器必須滿足使用者挑剔的要
求,在某些狀況甚至背負著攸關成敗的關鍵。視覺娛樂和電玩的消
費者需要無比精細的影像,好讓他們有身歷其境的真實感;用於醫
療和國防設備的影像則需要極度精確並能即時傳遞。


設計和整合的複雜產生有效的驗證

錄影和靜態影像處理在今天已經變得極其複雜。供應商必須提
供可以處理種種技術的設計,例如:拜爾轉型(Bayer
transformation)、去馬賽克、抑制雜訊、濾色、銳利化影像、
觸控、記憶體控制和速度—上述功能運轉的速度和錄影/影像
最終呈現的速度。

除了設計需要複雜的技術,還有越來越競爭的環境,導致這些設
計也必須執行大量的數位訊號處理(digital signal processing)
演算。為了讓供應商的技術與時俱進,開發者也必須使用最有
效率、有效能的設計和驗證工具/方法。圖形智慧財產權核
(IP core)需要大量的測試模式來進行完整的硬體驗證和軟
體測試。對於打算 整合複雜IP core,如圖像處理的系統單
晶片(SoC)設計者,他們 需要花非常大的力氣在驗證上,
例如:驗證所有的硬體功能是否正 常,評估SoC流排的效能
和測試軟體的性能。


FPGA原型系統提供成功的視野

使用電腦去驗證錄影和靜態影像是否正確或良好是件困難重重的事。通常最有效率的驗證方法是靠人的肉眼。如果要使用合適的人為檢視,用模擬來處理影像實在是慢到不行,然而,使用FPGA原型系統可以讓設計快速運行,使得人為驗證影像成為一個可行的方法。設計者通常需要多次複製才能執行平行任務,導致仿真非常昂貴。針對成本和效益的議題,FPGA原型系統成功地提出對策—運用夠快且符合成本的方式,執行大量歸回測試。FPGA原型系統不但讓設計團隊得以有效能、有效率地執行測試,也讓軟體開發者在拿到矽片前,早早得以接觸運作完全的硬體。

大部分影像處理的設計都很大,而FPGA的性能也被要求要能跟上腳步。S2C的Prodigy Logic Modules系列提供各種尺寸的設計,最大的設計可達十五億個閘。我們多樣化的多媒體HDMI和MIPI子卡,可以讓設計迅速地建構原型和運轉內電路測試;我們的設計服務團隊具備了開發客戶子卡的專業和經驗,滿足了影像處理設計者的需要。擁有容易使用和可快速擴增的FPGA原型平台,以及一個在平台上的已驗證過的繪圖處理器,顯著地減少SoC整合的痛苦。


transaction驗證加速程序

使用S2C專利申請中的ProtoBridge™ System可以執行transaction驗證,顯著地加快驗證程序,全速處理影像最高可達1000MB/s。這個高速的解決方案是使用了transaction層級的介面去連結介於行為模型和硬體系統之間的抽象層級,讓硬體提供了軟體在主機運轉和FPGA原型系統平台(通常包括了記憶體、處理器和高速介面)之間的溝通。ProtoBridge在軟體程式和跟AXI相容的硬體系統提供了一個transactor介面。ProtoBridge提供的介面包括兩個主要的部分:一個是從AXI到PCIe的橋樑,用於連接到電腦主機,另一個是透過這道橋樑跟設計溝通的C-API。從軟體到AXI的transactor給予設計者在建構ARM系統更多的彈性。除此之外,再結合PCIe介面,將為數據密集的應用系統提供了一個完美的開發平台。

這樣的系統讓設計者在設計專案時,可以在演算法驗證、IP設計、模擬加速和邊角案例的測試,獲得FPGA原型系統最佳的益處。


一案到底的解決方案

S2C整個Prodigy Complete Prototyping Platform在您設計流程的每個環節都提供了解決之道。我們提供最全面的原型邏輯模組,以符合您在設計的尺寸,甚至在測試前原型系統IP的最大程式庫的需要。同時,我們也參考設計流程去加速和簡化您的原型系統程序。我們的Prodigy Cloud Cube™是企業等級的FPGA原型系統,最多可以支援三十二顆FPGA。當Prodigy Cloud Cube結合了Prodigy Logic Modules一起使用時,可以讓原型系統根據設計的大小擴增。Prodigy Player Pro Software協助配置原型並且提供遠端系統監控和控制。在Player Pro裡的編譯功能提供了先進的切割技術,而即將上市的Prodigy Multi-Debug Module將免除手動除錯每一顆FPGA這件艱辛和容易出錯的的苦差事。而另一個近期即將推出的解決方案,Neuro™軟體將負責協助散落不同地理位置的硬體和設計團隊管理平行/遠端軟體開發。無庸置疑的,S2C整套的Prodigy FPGA原型系統是市面上能幫您完成下一個設計最全面的解決方案。