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Xilinx机器视觉导论

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    Xilinx机器视觉

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    软硬结合,加速您的机器视觉设计 2015年7月30日 会议议程 赛灵思机器视觉解决方案 嵌入式VisualApplets介绍 基于VisualApplets的机器视觉系统开发演示 开发平台、文档与支持 第2页 © Copyright 2015 Xilinx . 机器视觉 – 很多应用 … Page 3 © Copyright 2015 Xilinx . 多个推动因素 高画质 3D 图像 性能 CMOS 传感器 低成本 分辨率 带宽 Page 4 高速连接 © Copyright 2015 Xilinx . 来自赛灵思的完整解决方案 芯片器件 • Artix®-7 – 低成本前端 • Zynq®-7000 – 用于智能相机的嵌入式CPU • Kintex®-7 – 采集卡和高端处理 • -1LI速度等级,小封装尺寸 • 业界领先的IP合作伙伴 – Sensor-to-Image 基于软件的设计生态系统 • 嵌入式VisualApplets – 基于GUI的图像处理设计 • HALCON –机器视觉软件 • OpenCV – 开源计算机视觉库 • 行业领先合作伙伴 – Silicon Software, MVTec 使用高级语言的硬件设计 • 支持C/C++/SystemC • 机器视觉专用库 开发平台 • 主流接口标准 • 低成本 第5页 © Copyright 2015 Xilinx . 为智能相机和采集卡设计 机器视觉相机 CPU FPGA DDR PHY 采集卡 PHY PHY PHY RDADMR FPGA PCIe 器件 FPGA功能 技术要点 第6页 机器视觉相机 Spartan-6、Artix-7、Zynq • 传感器接口 • 预处理与控制 • 低时延接口 • 8x8、10x10、13x13封装尺寸 • 低功耗 • 机器视觉接口的Tx IP 采集卡卡 Artix-7、Kintex-7 • 高速数据传输 • 汇聚数据(n* Rx) PC卡 • 图像处理 • 高速串行收发器(PCIe和接口) • 高性能存储器 • 加速支持 • 机器视觉接口的Rx IP © Copyright 2015 Xilinx . VisualApplets 介绍 用于图像处理应用的FPGA编程 FPGA可提供 – 高性能可编程逻辑架构 – 用于系统管理与分析的嵌入式处理器 – 开发高性能低功耗解决方案的通用工具 使用结构化对象简化设计流程 第8页 © Copyright 2015 Xilinx . VisualApplets 用于图像和信号处理应用的图形编程工具 不是库!它是一种编程语言。 从构思到应用:设计、验证、生成、集成 • 极短设计周期 • 与硬件无关 司9页 • 缩短产品上市时间 • 降低风险 • 简化维护 © Copyright 2015 Xilinx . 从构思 15min 到应用 VisualApplets 面向最终客户的FPGA图像处理 涵盖全系列机器视觉应用 • 循环利用、材料整理与分类 • PCB检查 • 表面检查 • 3D特性分析 软件工程师 机器视觉专家 应用工程师 大型滤波器、BLOB分析、三角化、二 进制化、JPEG、色域转换、I/O控制、 无限触发可能、FFT、实时控制器等。 第10页 © Copyright 2015 Xilinx . VisualApplets – 设计入门 高层次 • 图形用户界面:处理运算符与链路构建流水线 特性 • 继承数据模型与属性 • 自动流水线调整与同步 • 自动并行处理,实现目标带宽 • 超过200种图像信号处理运算符 • 抽象编程与FPGA编程 高代码效率 - 接近HDL编程 • 极为通用的实现方案 • 面向对象的HDL 第11页 © Copyright 2015 Xilinx . VisualApplets简化验证工作 离线验证,无需硬件 设置 像素级精度仿真 带宽分析器 一键点击生成 - 赛灵 思工具自动集成 简便的软件集成 仿真图像,而非波形 第12页 © Copyright 2015 Xilinx . 嵌入式VisualApplets (eVA) 在Silicon Software采集卡上使用VisualApplet或 使用嵌入式VisualApplet – VisualApplet的扩展 – 添加任何嵌入式软件平台到VisualApplet 为何把VisualApplet迁移到嵌入式平台?  快速开发基于FPGA的图像处理应用  避免线缆瓶颈——在前段进行高性能处理  让系统变得尺寸小,能效高 第13页 © Copyright 2015 Xilinx . 无需PC 嵌入式VisualApplet – 概念 嵌入式VisualApplet FPGA硬件的 三方 – 硬件厂商(控制器、传感器接口 、软件) – Silicon Software (eVA) – 用户 (VisualApplet功能) 解决方案: – eVA:厂商与用户之间的抽象层 – Device Driver思路 – 安装新硬件平台到VisualApplets 优势 – 平台维护:厂商 – VisualApplet维护:Silicon Software – 图像处理算法维护:用户 第14页 © Copyright 2015 Xilinx . FPGA内的IP核 第15页 硬件厂商拥有: – 相机硬件 (传感器、RAM、IF) – FPGA 逻辑 (传感器控制器,…) – FPGA专家 嵌入式VisualApplets IP核位于厂 商固件中 简单端口 – VideoIn – VideoOut – RAM – GPIO 简单的参数接口 – FPGA寄存器从接口 – 用于软件集成的C++和XML文件 © Copyright 2015 Xilinx . 嵌入式VisualApplets工作流程 厂商与客户完全分离 厂商开发专用 VisualApplets硬件平台 客户在VisualApplets中 使用平台 第16页 © Copyright 2015 Xilinx . 构建VisualApplets兼容的智能相机 使用智能视觉开发套件 特点 • 多种连接接口 • 带镜头的全高清传感器 • Zynq全可编程SoC + 闪存 + RAM • VisualApplets处理(canny边缘检 测滤波器示例) 只需SVDK – 这是用户在开始自己 的设计之前的完美开发套件 第17页 © Copyright 2015 Xilinx . FPGA SVDK eVA 摄像头 – 工作流程 1. 安装VisualApplets + SVDK硬 件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado SDK中把比特流下载 到SVDK 6. 运行 7. 体验 Page 18 © Copyright 2015 Xilinx . SVDK eVA 摄像头 – 步骤 1. 安装VisualApplets + SVDK 硬件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado SDK中把比特流下 载到SVDK 6. 运行 7. 体验 设置VisualApplets来使用 Vivado Page 19 © Copyright 2015 Xilinx . SVDK eVA 摄像头 – 步骤 1. 安装VisualApplets + SVDK 硬件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado SDK中把比特流下 载到SVDK 6. 运行 7. 体验 Page 20 © Copyright 2015 Xilinx . SVDK eVA 摄像头 – 步骤 1. 安装VisualApplets + SVDK 硬件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado SDK中把比特流下 载到SVDK 6. 运行 7. 体验 结果: 比特流文件 合并的 GenCam XML C代码寄存器API Page 21 © Copyright 2015 Xilinx . SVDK eVA 摄像头 – 步骤 1. 安装VisualApplets + SVDK 硬件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado SDK中把比特流下 载到SVDK 6. 运行 7. 体验 Page 22 © Copyright 2015 Xilinx . SVDK eVA 摄像头 – 步骤 1. 安装VisualApplets + SVDK 硬件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado SDK中把比特流下 载到SVDK 6. 运行 7. 体验 Page 23 © Copyright 2015 Xilinx . SVDK eVA 摄像头 – 步骤 1. 安装VisualApplets + SVDK 硬件平台 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 应用 4. 生成自己的应用 5. 在Vivado XILINX SDK中把 比特流下载到SVDK 6. 运行 7. 体验 通过任何GenCam客户端可轻松在 PC上获取图像: 或者: 从Zynq ARM来访问 eVA FPGA 部分 – 图像数据 – 配置参数 – GPIO Page 24 © Copyright 2015 Xilinx . 使用自己的硬件 – 无问题 构建自己的平台: 1. 安装VisualApplets + SVDK硬件平台 集成eVA IP核到自己的FPGA设计中 使用我们的脚本生成可执行的安装程 序 2. 配置用于Vivado的 VisualApplets 3. 设计自己的FPGA图像处理 硬件定义 平台描述 小应用 *.ngc *.ucf eVA 4. 构建自己的小应用 CoreGen 5. 在Vivado XILINX SDK中编 黑盒 + 测试平台 *.vhd 程比特流到SVDK VHDL编码 6. 运行 仿真 eVA PleatVfoAr平m I台ns安tall装er程序 VisualApplets 软件应用 *.bit *.xml *.c 7. 体验 综合 验证 设计流步骤 工具 文件(eVA框架生成) 文件 (用户提供) 第25页 © Copyright 2015 Xilinx . VisualApplets 实例演示 HALCON + VisualApplets 面向机器视觉解决方案的强大组合 I2C / 串行 系统连接 闪存 USB2 PHY DDR3 系统存储器 HALCON机器视觉软件 (分析与系统设置) 系统管理 Linux SMP (网络协议栈) 温度/电压管理 (XADC) 应用定制逻辑 GIGE PHY * 2 相机输入 AXI-4流 RX通道 AXI-4 Lite 图像处理与加速 AXI-4 流 机器视觉分析软件 Linux SMP 第27页 DDR3 ISP HMI/图形 © Copyright 2015 Xilinx . 视频输 出 图形化FPGA设计工具 – VisualApplets 支持 SVDK – 何处购买? 包含的内容:  PicoZed (Zynq-7015) SOM模块  机器视觉载卡  Aptina 1.2MP相机模块  通用电源适配器  微型USB-B 转USB-A 转接线  以太网电缆  Vivado设计版本 – 器件专用  技术文档与参考设计 第29页 点击下面链接 http://picozed.org/product/smart- vision-development-kit © Copyright 2015 Xilinx . SVDK – 文档资料 第30页 包含有:  SVDK快速上手  SVDK入门指南  SVDK硬件用户指南  常见问题解答 点击下面链接 http://picozed.org/product/smart-visiondevelopment-kit 组件 硬件 软件 IP 参考设计 详细内容 • Zynq-7015 SOM (Avnet提供) • 机器视觉子卡 • 高清图像传感器开发板 • 嵌入式VisualApplets评估 • HALCON评估 • Vivado HLS评估 • GigEVision、CameraLink评估 • CXP、USB3.0评估 • 图像处理软件与硬件基准测试对比 • 各种机器视觉协议 © Copyright 2015 Xilinx . 软件提供与支持 点击链接 嵌入式 VisualApplets SVDK 上的试用版 评估版 量产版 免费下载 联系 Silicon Software 联系 Silicon Software http://www.silicon-software.info/en/products/239-va-svdk-en.html 点击链接 http://www.halcon.com/ HALCON 软件 SVDK 的试用版 评估版 量产版 免费下载 免费下载 联系 MVTec Page 31 © Copyright 2015 Xilinx . IP可用性与支持 包含有(注册后)  缺省提供GigE Vision IP固件  按需提供USB3 Vision与CoaXPress IP固件  参考设计(GigE Vision, USB3 Vision, CoaXPress)  原理图  PCB Layout 连接IP SVDK的试用版本 • 30分钟演示 量产版本 • 标准IP许可版本及成本 • GigE、CXP和U3V设计服务 第32页 http://www.sensor-toimage.de/index.php/download-mainmenu-46 点击以上连接 免费下载 联系Sensor to Image © Copyright 2015 Xilinx . 问题? • 联系您的销售代表 销售 • 相关开发套件 安富利 • http://www.picozed.org/content/support • Zynq 相关资料 赛灵思 • http://china.xilinx.com/support.html • 相关的接口IP Sensor to Image • http://www.sensor-to-image.de • VisualApplets 相关资料 Silicon software • http://www.silicon-software.info/en/support.html Page 33 © Copyright 2015 Xilinx . 中文社区 http://xilinx.Eetrend.com http://xilinx.Eetop.cn http://openhw.org 赛灵思资源中心 http://xilinx.eepw.com.cn http://www.eechina.com/video/xilinx/ 中文论坛与微博 http://forums.xilinx.com/cn http://weibo.com/xilinxchina http://i.youku.com/xilinx 谢 谢! 追随赛灵思的脚步,紧跟 All Programmable 尖端技术 尽情释放设计的所有潜能! 赛灵思中文官方网站: china.xilinx.com 赛灵思在线技术支持: http://www.xilinx.com/cn/support 扫描二维码,关注赛灵思官方微信 © Copyright 2015 Xilinx .

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