誰(shuí)為Smarter Vision全力打造？ - Xilinx Zynq All Programmable SoC：Smarter Vision的最明智選擇

　　賽靈思：為Smarter Vision而全力打造的All-Programmable

　　要全面快速推進(jìn)Smarter Vision技術(shù)的發(fā)展，滿足新市場(chǎng)的需求，就必須擁有一款極為靈活的處理平臺(tái)、豐富的資源組合以及致力于推進(jìn)Smarter Vision技術(shù)發(fā)展的可靠的生態(tài)系統(tǒng)。過(guò)去10年來(lái)，賽靈思器件在幫助有關(guān)公司推進(jìn)這些視覺(jué)系統(tǒng)創(chuàng)新方面一直發(fā)揮著重大作用。今天，賽靈思經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)5年的開(kāi)發(fā)，成功推出了一款完整的解決方案，將力助Smarter Vision應(yīng)用開(kāi)發(fā)商快速推出新一代創(chuàng)新技術(shù)。

　　10多年來(lái)，嵌入式視覺(jué)技術(shù)設(shè)計(jì)人員一直充分利用賽靈思FPGA的可編程性、并行計(jì)算功能和快速I(mǎi)/O功能，滿足一系列嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)的需求。過(guò)去，設(shè)計(jì)人員用FPGA加速系統(tǒng)中可能拖慢主處理器的功能，或者用FPGA來(lái)運(yùn)行僅靠處理器不能執(zhí)行的并行計(jì)算任務(wù)。而現(xiàn)在，利用Zynq-7000 All Programmable SoC，嵌入式視覺(jué)技術(shù)開(kāi)發(fā)人員擁有了一款全面可編程的器件，非常適合開(kāi)發(fā)新一代Smarter Vision應(yīng)用。

　　賽靈思公司視頻技術(shù)工程設(shè)計(jì)總監(jiān)Jose Alvarez指出：“Smarter Vision技術(shù)能在同一開(kāi)發(fā)板上互聯(lián)傳輸?shù)牟煌幚砥骱虵PGA中實(shí)現(xiàn)，而Zynq-7000 All Programmable SoC為電子產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了前所未有的高集成度。現(xiàn)在，我們能通過(guò)同一芯片上處理器和邏輯之間3，000個(gè)高性能連接以芯片速度而不是板級(jí)速度在智能處理器和FPGA邏輯之間交換信息。”

　　下圖顯示出Zynq-7000 All Programmable SoC在多功能汽車(chē)駕駛員輔助系統(tǒng)創(chuàng)建中相對(duì)于采用傳統(tǒng)多攝像頭多芯片架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。在賽靈思架構(gòu)（見(jiàn)圖中左下方），將一組攝像頭連接到一個(gè)Zynq-7000 All Programmable SoC，能支持盲區(qū)檢測(cè)、360度環(huán)繞視圖、車(chē)道偏移報(bào)警和行人檢測(cè)等功能捆綁。相反，現(xiàn)有的多功能DA系統(tǒng)需要多個(gè)芯片和多個(gè)攝像頭，這就會(huì)讓集成更復(fù)雜化，對(duì)性能和系統(tǒng)功耗造成不利影響，也提高了BOM成本。

　　一些芯片廠商提供的ASSP將ARM處理器與DSP或GPU搭配一起使用，但這種器件過(guò)于僵化，而且針對(duì)今天許多Smarter Vision應(yīng)用而言計(jì)算性能也不夠高。基于這種器件的解決方案往往需要添加獨(dú)立的FPGA來(lái)彌補(bǔ)自身的不足。

　　Zynq-7000 All Programmable SoC相對(duì)于以GPU和DSP為中心的SoC而言，其主要優(yōu)勢(shì)就是具有的可編程性和高性能。ARM處理系統(tǒng)具有軟件可編程性，F(xiàn)PGA邏輯可通過(guò)HDL或C++編程，甚至I/O也是全面可編程的。這樣，客戶就能創(chuàng)建出適合其特定的應(yīng)用極高性能Smarter Vision系統(tǒng)，并讓其系統(tǒng)從競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品中脫穎而出。

　　下圖詳細(xì)給出了Smarter Vision系統(tǒng)的一般信號(hào)流程，從中可以看出Zynq All Programmable SoC相對(duì)于基于ARM和DSP以及基于ARM和GPU的ASSP解決方案的優(yōu)勢(shì)。

　　流程中的第一個(gè)信號(hào)處理模塊（綠色）是連接器件到攝像頭感應(yīng)器的輸入。在Zynq-7000 All Programmable SoC中，開(kāi)發(fā)人員可讓多種不同I/O信號(hào)適應(yīng)于客戶連接的任何攝像頭需要。下一個(gè)信號(hào)處理模塊執(zhí)行像素級(jí)處理或視頻處理工作（具體取決于應(yīng)用是面向圖形處理還是顯示）。再下一個(gè)模塊執(zhí)行圖像分析功能，這是一個(gè)計(jì)算密集型任務(wù)，通常需要并行計(jì)算，而這則是FPGA最擅長(zhǎng)的任務(wù)。接下來(lái)3個(gè)模塊（紅色）分別代表處理系統(tǒng)獲得分析所得的元數(shù)據(jù)結(jié)果、創(chuàng)建圖形化結(jié)果表達(dá)（在圖像步驟顯示），以及對(duì)結(jié)果進(jìn)行編碼用于傳輸。在Zynq-7000 All Programmable SoC中，處理子系統(tǒng)和FPGA邏輯協(xié)同工作。如果需要壓縮，F(xiàn)PGA邏輯會(huì)直接采用適當(dāng)?shù)木幗獯a器。在接下來(lái)最后一個(gè)信號(hào)處理模塊（標(biāo)為“輸出”）中，Zynq-7000 SoC的可編程I/O可讓開(kāi)發(fā)人員滿足多種不同通信協(xié)議和視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)的要求，有的是廠商專(zhuān)有標(biāo)準(zhǔn)，有的是特定市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，還有的則是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)IP協(xié)議。與此形成對(duì)比的是，當(dāng)開(kāi)發(fā)人員采用以DSP和GPU為中心的SoC開(kāi)發(fā)算法時(shí)，可能ASSP中的DSP或GPU難以提供所需的性能。為了彌補(bǔ)這種性能不足，開(kāi)發(fā)人員往往還要在系統(tǒng)中采用獨(dú)立的FPGA。