安路科技FPSoC器件助力實現(xiàn)視頻圖像接口轉(zhuǎn)換和工業(yè)控制交互

安路科技精心打造的SF1系列FPSoC器件現(xiàn)已全面推出，集成邏輯單元、存儲單元、視頻處理單元、RISC-V MCU硬核等資源，助力實現(xiàn)視頻圖像接口轉(zhuǎn)換和工業(yè)控制交互。

隨著科技的發(fā)展，在消費電子與工業(yè)控制等應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)據(jù)交互的速度和帶寬要求日益提高。SF1系列FPSoC器件采用低功耗工藝，以單芯片實現(xiàn)FPGA和MCU芯片優(yōu)勢的融合，包含大容量存儲資源及其硬核控制器，支持單芯片加載、上電快速啟動、非易失性存儲等技術(shù)，同時MCU上集成AHB Slave、SPI、I2C、UART和GPIO等豐富的外設(shè)資源。

SF1系列FPSoC器件具有低功耗、高集成度和高靈活性等特性：

豐富的邏輯資源和外設(shè)接口，支持RV32IMCA指令集的RISC_V MCU硬核

可自由選擇的存儲方案，支持ERAM、FLASH和大容量PSRAM等

內(nèi)置兩個四通道MIPI硬核提供高達(dá)17.6Gbps帶寬的MIPI數(shù)據(jù)收發(fā)能力

支持4.5mm×4.5mm的超小封裝

可滿足視頻處理、消費電子等尺寸、重量、功耗和成本敏感型市場，輕松實現(xiàn)圖像傳感器和屏幕顯示的邏輯橋接、接口擴展、系統(tǒng)控制等功能，在簡化系統(tǒng)設(shè)計、節(jié)省PCB面積的同時，降低系統(tǒng)開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市時間。

工業(yè)自動化人機界面

人機界面在工業(yè)自動化中廣泛應(yīng)用，可以實時管理內(nèi)部模塊的運行，并在觸控屏幕上形象地顯示出來，操作者也可以通過屏幕向自動化設(shè)備發(fā)出控制信號，使得各個模塊按照操縱者的意圖運行。

安路科技SF1系列FPSoC器件，集合了MIPI DSI硬核控制器，內(nèi)置MCU可進(jìn)行LVGL圖形庫移植。下圖應(yīng)用案例中所示的抽象層次劃分：最底層是硬件層，主要包括SF1器件中MCU系統(tǒng)總線上的SPI接口和IO接口等外設(shè)；自底向上第二層為驅(qū)動層，包括LCD驅(qū)動以及SPI驅(qū)動；第三層是LVGL的圖形庫，包含了眾多的圖形控件；最頂層為應(yīng)用層。用戶僅需在設(shè)計頂層中調(diào)用圖形庫控件即可完成圖形繪制，在觸控屏幕上實現(xiàn)時鐘表盤、進(jìn)度條、按鈕、勾選框以及實時幀率和CPU占用率的標(biāo)準(zhǔn)圖形顯示。SF1器件內(nèi)置大容量PSRAM，支持在LVGL圖形庫基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)雜動畫顯示。同時，其豐富的邏輯、外圍接口和IP硬核資源，配置靈活性高，能夠?qū)崿F(xiàn)人機界面產(chǎn)品的快速開發(fā)，方便多屏異顯和各種輸入設(shè)備交互。

圖2：基于安路科技SF1系列FPSoC器件調(diào)用LVGL GUI庫顯示應(yīng)用方案的層次結(jié)構(gòu)

圖像和視頻處理

在消費電子和工控領(lǐng)域中，存在大量的圖像和視頻處理和接口轉(zhuǎn)換應(yīng)用需求，這些應(yīng)用場景既需要數(shù)據(jù)高速并行的計算能力，也需要靈活豐富的高速接口擴展能力，這正是安路科技SF1系列FPSoC器件的優(yōu)勢所在。

下圖中展示了一種基于安路科技SF1系列FPSoC器件的MIPI屏動態(tài)圖片顯示方案。在此方案中，SF1系列FPSoC器件的MCU硬核、PSRAM控制硬核、MIPI DSI硬核與FPGA邏輯協(xié)同工作，MCU實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度與協(xié)議控制，F(xiàn)PGA完成接口、顯示等高速邏輯處理。系統(tǒng)上電后，MCU將這些圖片讀取、轉(zhuǎn)存進(jìn)PSRAM，然后FPGA依序從PSRAM中讀取這些圖片，以畫中畫的方式和背景視頻疊加，實現(xiàn)播放動畫的效果。在此方案基礎(chǔ)上，可進(jìn)行圖像管道處理和視頻穩(wěn)定、解壓縮、水印和各種形式的加密等復(fù)雜算法的快速開發(fā)。

圖3：基于安路科技SF1系列FPSoC器件的MIPI屏動態(tài)圖片顯示方案架構(gòu)

技術(shù)支持

安路科技提供豐富的設(shè)計工具幫助用戶有效地利用SF1系列FPSoC的各種硬IP實現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計。業(yè)界領(lǐng)先的綜合和布局布線工具，配合豐富的IP資源，簡化用戶設(shè)計步驟，降低系統(tǒng)調(diào)試難度，為用戶快速設(shè)計優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品提供有力保障。