Logik-Design in FPGAs

Nicht nur für Bildverarbeitung

Logik-Design ist heute bis zu großen Stückzahlen hin identisch mit FPGA-Entwicklung. Gerade Kundenprojekte leben von Logik-Design - ELTEC hat hier breite Erfahrung:

Bus-Interfaces für PCI, PCI-X und PCI Express auf Basis von IP-Cores
Bildvorverarbeitung zur Kennlinienkorrektur von Sensorik
Implementierung von Framegrabbern direkt auf Motherboards als Teil der Sensorik
Aufbau von großen Referenzbildspeichern mit SO-DIMMs im GByte-Bereich
Kamera-Interfaces analog, LVDS parallel, LVDS seriell, Fiber-optisch, Netzwerk-basiert
Kundenspezifische Framegrabber mit Bildverarbeitung in FPGA
Interfaces zum Einbau in Kameras
Implementierung von gesicherten Übertragungsprotokollen
Framebuffer-Grafik in FPGA realisiert

Beispiel 1: Bildvorverarbeitung

Wenn jedes einzelne Pixel eines großen Bildes demselben Algorithmus unterworfen werden soll, ist Vorverarbeitung in Hardware immer noch die einzige Möglichkeit. Dafür kommen heute fast nur FPGAs in Frage.

ELTEC hat Erfahrung mit FPGAs mehrerer Hersteller (Xilinx, Altera, Lattice), so dass immer die am besten passende Technik ausgewählt werden kann. Entwickelt wird in VHDL, was sicherstellt, dass die resultierende Firmware portabel über die Herstellergrenzenhinweg bleibt. Bisherige Implementierungen decken sowohl ikonische Verarbeitung (Bildverbesserung) wie auch Fehlerkorrekturen ab.

Herstellerübergreifende Erfahrung: Xilinx, Altera, Lattice
Entwicklung in VHDL sichert Portabilität
Ikonische Verarbeitung (Bildverbesserung) bis zu Fehlerkorrekturen
Komplexitäten bis zu 1 Million Gatter-Äquivalenten
Pixelraten von bis zu 100 MP/s pro Kanal
Anschluss von bis zu 16 Kameras parallel
Einbindung von SO-DIMMS (DDR2) als Zwischenspeicher der Algorithmen
Programmierung in VHDL
Projektverantwortung vom Algorithmus über das Pflichtenheft bis hin zur Implementierung

Beispiel 2: Bus-Interfaces in FPGAs

PCs setzen komplett auf schnelle Standard-Busse: PCI wird gerade durch den seriellen PCI Express abgelöst. Beides geht mit FPGAs.

Einsatz verifizierter IP-Cores von spezialisierten Anbietern
ELTEC-eigene IP-Cores für Fifos und DMA-Controller
PCI Express in den Breiten x1, x4 und x8, je nach gewünschter Bandbreite.
Datenraten zwischen 128 Mbyte/s (PCI) und 4 GByte/s (PCI Express x8)
Interne Fifos zur Entkopplung der Datenströme
DMA-Controller sorgt für zusammenhängende Bereiche im logischen Adressraum
DMA-Skripte erlauben die autarke Erfassung von MByte-großen Bildsequenzen
Software erlaubt einfachen Zugriff auf DMA-Daten im logischen Adressraum

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