借助AMD FPGA简化机器视觉摄像头设计

概述

如今，工业行业对生产力和自动化的追求不断升级，推动先进机器视觉系统需求持续增长。

机器视觉摄像头既需要满足低成本、低功耗与紧凑尺寸等要求，又需要兼容全新的传感器和输出接口，以跟上生产线快速迭代的步伐。为满足多样化的机器视觉应用需求，设计人员必须在性能、功耗与外形尺寸之间实现平衡，同时提供覆盖从高性价比到高端场景的各种解决方案。

本解决方案简介将聚焦 AMD 可扩展产品系列的功能特性，着重阐述 AMD 产品如何凭借显著优势助力开发不同性能层级的出色机器视觉系统。

以显著优势满足机器视觉摄像头应用需求

1 - 降低总功耗

2 - 简化散热设计

3 - 缩短设计周期

事半功倍

相较于 AMD LUT4 架构，AMD LUT6 架构能让您以更少的资源完成设计开发，实现资源密度更低的设计方案，同时降低静态功耗与动态功耗。

简化设计

更为先进的 AMD 器件封装能以较低的结至环境热阻实现高效热耗散，有效降低结温。这有助于 简化设计流程，甚至能让您无需部署热处理解决方案。

快速上市

AMD Vivado Design Suite 提供卓越的开箱即用时序收敛功能，可简化开发流程，充分减少设计迭代次数，助您快速将产品推向市场。

4 - 连接各类

传感器

5 - 保障数据

可靠性

6 - 降低 IP 

设计成本

7 - 加速 AI 功能运行

8 - 实现高速输出

下面将对第 4-8 项优势展开详细阐述

4出色的 I/O 灵活性，可与各类传感器模块无缝集成

AMD 产品具备高度灵活的 I/O 功能，可支持各类传感器模块，包括 LVDS、MIPI 和 SLVS-EC。这些接口兼容 MIPI D-PHY 标准，支持每通道 2.5 Gb/s 至 3.2 Gb/s 的速率范围。此外，AMD 还支持 SLVS-EC 1.0、2.0 及 3.1 标准，收发器速率最高可达每通道 12.5 Gb/s，能够满足不同传感器技术的需求。

5高速内存访问

AMD 拥有阵容庞大的产品系列，可为客户提供丰富的软核或硬核内存控制器 IP 选项。AMD 全新器件（如 Spartan UltraScale+ FPGA ）支持集成式内存控制器，可通过 LPDDR4X/LPDDR5 实现高速内存访问（速率最高可达 4266 Mb/s ），从而带来高带宽、低时延与低功耗优势。

6经过优化的图像处理工具，助力简化设计流程

AMD 提供经过性能优化的开源库，旨在助力实现“开箱即用”的图像处理流水线加速。这些库具备不同的抽象层次，让开发人员能够根据自身特定需求选择工具，显著简化设计开发工作。支持的 IP 丰富多样，包括 Tri Ethernet MAC、10G/25G Ethernet、MIPI、GigE Vision、TSN 等。 

此外，AMD 还提供 250 多种免费的 Vivado IP、700 多种 AMD Vitis 库函数，以及免费的 AMD MicroBlaze 和 MicroBlaze V 软核处理器。如需全面了解 AMD 及其合作伙伴提供的各类机器视觉 IP，请访问我们的 IP 页面。

7依托全面的 AI 软件工具，轻松推动 AI 应用落地

AMD 提供开源的 FINN 软件堆栈，助您优化并简化端到端 AI 流水线，从而在资源受限的器件中实现高度定制化、超高效的 AI 处理。如果您更倾向于采用通用型 AI 编译器，则可通过 Vitis AI 工具将对应的 AI 模型无缝集成到平台中。在为嵌入式客户交付嵌入式 AI 解决方案方面，AMD 的实力已得到市场的充分验证。

8凭借丰富多样的开发板产品，满足不同速率摄像头的需求

AMD 拥有全面丰富的产品，涵盖具备超高分辨率和超高帧率的工厂自动化高端摄像头，以及面向大众市场的高性价比摄像头等，能够充分满足客户的多元需求。AMD 产品系列支持 500 Mb/s 至 32.75 Gb/s 的收发器速率，可提供高度可扩展的灵活解决方案。

结语

设计机器视觉摄像头时，需要满足多方面的要求：既要确保高信噪比、出色的散热性能，又要兼容多种传感器与输出标准，还要在充分保障数据可靠性的同时加快产品上市速度。

选择采用高性能 LUT6 架构的 AMD FPGA 解决方案，不仅能充分优化资源利用率，还能实现更高的 FMAX 目标以及高效的热管理。此外，AMD 提供丰富全面的产品及强大的软件支持，让客户能根据摄像头需求选择更优的产品搭配，同时借助视觉库与 IP 进一步缩短开发周期。

参考

解决方案亮点
AMD SPARTAN ULTRASCALE+ FPGA	适用于速率最高可达 3.2 Gb/s 的 MIPI D-PHY 传感器模块以及中端 SLVS-EC 传感器模块  高 I/O 与逻辑资源比 硬核内存控制器 IP 与多级安全防护功能 机器视觉解决方案简介
AMD ARTIX ULTRASCALE+ FPGA	适用于速率最高可达 2.5 Gb/s 的 MIPI D-PHY 传感器模块以及中端 SLVS-EC 传感器模块  超紧凑外形尺寸 Artix UltraScale+ FPGA 产品简介
AMD KINTEX ULTRASCALE+ FPGA	适用于采用 SLVS-EC 接口的高端传感器模块  需要高分辨率与高帧率 Kintex UltraScale+ FPGA 产品简介