優化手機影像處理 萊迪思FPGA軟硬兼施

作者: 黃耀瑋
2012 年 07 月 13 日

去年底購併矽藍(SiliconBlue)後,萊迪思(Lattice)在行動裝置現場可編程閘陣列(FPGA)的發展已更加壯大;看好未來行動裝置對高畫質(HD)影像處理的需求,萊迪思亦持續加碼投注研發資源,最快將在今年底推出新一代採40奈米(nm)製程、功耗及尺寸表現俱佳,並內建影像介面的非揮發性FPGA。
 


萊迪思企業行銷副總裁Doug Hunter提到,FPGA正邁向2.5D及3D設計模式,萊迪思已積極展開研究,將視市場需求發布相關產品。




萊迪思企業行銷副總裁Doug Hunter表示,行動裝置品牌商為實現產品差異化,紛紛將螢幕解析度升級至720p、1,080p,甚至是視網膜螢幕規格;同時也導入多元感測器,提供更多功能應用價值,導致應用處理器、繪圖處理器(GPU)的運算負擔加重。因此,許多設計人員已開始利用FPGA擴充主處理器的輸入/輸出(I/O),以及影像處理支援能力,以降低系統總耗電量。
 



因應市場需求,萊迪思已可提供功耗僅17微安培(μA),尺寸也只有2.5毫米(mm)×2.5毫米的非揮發性iCE40 Los Angeles mobileFPGA,可在兼顧行動裝置輕薄和長時間待機的設計要求下,擴增各種影像處理功能,已迅速獲得行動裝置業者青睞。
 



Hunter透露,為持續開拓行動裝置市場版圖,萊迪思更計畫在6~12個月內,將新款iCE40 mobileFPGA導入量產。新產品除進一步縮減功耗,亦將內建高畫質、三維(3D)影像處理功能,如乘法器等硬體演算機制,協助主處理器快速分析大量資料,讓系統工作更快更省電。
 



至於行動裝置FPGA下一階段的發展。Hunter認為,由於FPGA主要用於分擔影像運算工作,最終仍須將結果送回主處理器,因此兩者之間須建立良善的互通管道。目前,萊迪思正與高通(Qualcomm)合作,針對iCE40與驍龍(Snapdragon)系列晶片的紅外線(IR)到I2C匯流排橋接訊號,部署參考設計,讓FPGA與應用處理器更加密切配合。
 



據了解,一線行動裝置品牌廠均已採用萊迪思的FPGA開發各種創新應用,如以iCE40改善4G智慧型手機天線切換頻率時,訊號品質不佳的問題;另外也有業者將iCE40搭配應用程式,發展條碼仿真(Bar Code Emulation)功能,讓一般讀碼器可直接辨識手機螢幕顯示的條碼。同時,基於另一系列MachXO2 FPGA獨特的SFB(Smart Frame Buffer)架構,亦可設計GPU休眠機制,可在螢幕畫面靜止時,以低功耗FPGA取代GPU作業,降低整體系統功耗。
 



事實上,萊迪思的非揮發性FPGA產品不只iCE40已在行動市場取得領先地位, ECP3/4及MachXO2兩系列產品,也在汽車、IP視訊監控系統等嵌入式應用領域大有斬獲。Hunter指出,萊迪思已與Helion 合作研發高畫質鏡頭開發套件–HDR-60,為IP監控系統提供1,080p、60畫面更新率(FPS)的顯示方案。另也鎖定汽車環景影像系統打造FPGA橋接參考設計,讓數位訊號處理器(DSP)能同步處理多個鏡頭資訊。
 


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