技术新闻 09-04
中国是全球最大的机器视觉市场之一，拥有众多优秀的企业和研究机构，在机器视觉领域取得了显著成就。根据GGII预测，2023年中国机器视觉市场规模达到156亿元，2020-2023年复合增长率达到25.46%左右。根据前瞻产业研究院预测，到2026年我国机器视觉市场规模将突破200亿元。机器视觉在各个领域都有广泛的应用，如安防、医疗、教育、制造、交通等。随着人工智能技术的发展和数据量的增加，机器视觉的需求和挑战也日益增长。
在这样一个快速发展的行业中，易灵思16nm钛金系列FPGA的低功耗、高带宽、小体积特点，充分赋能终端产品使其具有创新性和竞争力。钛金系列Ti60可支持MIPI/LVDS等接口的多摄像头输入、多类型屏幕驱动、高性能RISC-V软核等功能，适用于各种相机和传感器系统等场景应用。
本文将介绍易灵思官方合作伙伴—深圳奥唯思（SZOVS）的USB3.0全国产相机方案，包括Ti60 FPGA介绍及ISP算法实现、思特微图像传感器联调、相机产品及成像效果展示等，希望感兴趣的业界伙伴与我们取得联系。
VU3-1S130/200MG/CR全国产工业相机模组，采用易灵思钛金系列Ti60 FPGA，与国产品牌DDR3+USB芯片，实现高性能、全国产的USB3.0工业相机方案。相机搭载思特威图像传感器（全局130W、卷帘200万等），基于libusb通过USB3.0接口实现图像传输，可实时传输数据，信噪比好，图像质量优异，并且用户可定制图像处理等相关功能需求。
如下图所示，为奥唯思设计的全国产工业相机模组的硬件架构及实物图，满足了目前迫切的国产化需求，以及自主可控的定位。
Ti60 16nm FPGA提供1.5G MIPI CSI/DSI IP实现Sensor的多通道接入，同时提供DDR3控制器，在高达12.8Gbps带宽下完成快速的数据吞吐和帧缓存任务，可调用1/2/4核RISCV-软核完成控制、调度等工作，将工业相机性能推向极致。除逻辑特性外，Ti60 FPGA具备低功耗、小体积特点，可助力拇指相机类无特殊散热设计的特色产品。下图为核心控制板，尺寸仅4*4cm大小。
核心控制板实物图
易灵思钛金系列选型表
图像传感器选用的是国产厂家—思特微的SC130GS/ SC2210，易灵思Ti60 FPGA提供的MIPI CSI控制器+PHY可稳定接入该传感器信号，并适配多种型号与设置。
对于黑白传感器，很多时候客户希望拿到原始的RAW数据，即不经过任何处理的数据，根据应用需求再去做最终的图像处理，这时就需要可控曝光、增益等参数，以便在更好的条件下获取更佳的图像。
但对于彩色传感器而言，如果客户拿到的只是原始的RAW数据，那经过Bayer转RGB之后，得到的只是暗绿色的图像，离最终可以用来做算法的图像，还需要一系列算法处理，即为ISP（Image Signal Processor）。
凭借易灵思16nm钛金系列FPGA高速、低功耗的特性，选用Ti60F225的相机在模组端可高效完成必要的ISP处理环节，相关的Pipeline如下所示：
备注：
1）部分模块可控制开关，部分模块可以调节参数
2）未来规划：发布Tuning Tool等功能
自动曝光（夜间）
易灵思钛金系列FPGA因其低功耗、小体积、高带宽特点，在工业相机领域具备显著优势，结合奥唯思的工业相机方案，以将与思特微传感器、国产DDR3/USB芯片的互通实现稳定、可靠的验证，助力国产工业相机创新发展。
望有兴趣的行业客户积极与易灵思及奥唯思公司取得联系，共抢先机。
奥维思简介
奥唯思成立于2021年，坐落于深圳南山西丽睿园，团队成员均有超过10年的FPGA视频、图像开发经验，可提供FPGA图像前后处理、ISP图像处理等算法加速业务。
现有DVP/LVDS/MIPI/SLVS-EC等接口相机解决方案，RGB/LVDS/MIPI/HDMI /DP等接口显示解决方案，USB2.0/3.0、以太网等单目/多目工业相机解决方案。
