Вопрос создания беспроводных каналов с большой пропускной способностью постоянно муссируется в прессе. Чаще всего в качестве основной области их применения приводится потребительская электроника. Однако существуют более важные приложения: медицина и промышленность. Именно эти области могут стать ключевыми для продуктов компании SiBEAM (Рис. 1). Так, например, на базе пары HDMI-модулей MOD6320-T/ MOD6321-R уже сейчас созданы хирургические беспроводные видеосистемы для выполнения полостных операций. При этом модули SiBEAM целиком берут на себя организацию видеоканала, позволяя разработчикам сосредоточиться на других вопросах.
 |
| Рис. 1. SiBEAM – готовые решения для создания беспроводных видеоканалов. |
Беспроводные мониторы с высоким разрешением – мечта любого пользователя, от геймера до инженера. Отсутствие путающихся под ногами проводов, простота установки – вот лишь самые очевидные плюсы такого решения. Еще более выгодным оно кажется и со стороны производителей – не нужно создавать кабели под разные интерфейсы. Однако существуют области, в которых такая технология оказывается не только привлекательной, но и жизненно необходимой: промышленность и медицина. И если для промышленных приложений словосочетание «жизненно необходимый» употребляется в переносном смысле, то для медицины оно оказывается буквальным.
Значительное количество полостных хирургических операций проводится с помощью эндокамер – видеокамер, вводимых в тело пациента. Изображение выводится на дисплей, по которому хирург и контролирует свои действия. До появления эндокамер врачи использовали системы зеркал или вовсе делали операции наощупь. Эндокамеры оказались чрезвычайно полезным инструментом. Однако и они имеют недостатки.
Главный минус проводной эндокамеры собственно и состоит в ее проводном исполнении. И это не зависит от того, электронная это камера или оптическая – в любом случае ее использование было неудобным. Кроме того, получаемое изображение не всегда оказывается на высоте. Высокий уровень шумов и малое разрешение – обычные в таких случаях явления.
Что же могут дать беспроводные решения? Во-первых, они позволят снизить диаметр кабеля или вовсе от него отказаться (Рис. 2). При этом вся видеокамера окажется легкой и размером с ручку. Это значительно упростит работу с ней и предотвратит преждевременную усталость хирурга. Во-вторых, современные решения создают картинку высокого разрешения с мельчайшими деталями, которые в ряде случаев оказываются чрезвычайно важными для врачей.
 |
| Рис. 2. Применение беспроводных камер в медицине. |
В промышленности наблюдается схожая картина. Не всегда для наблюдения за технологическими процессами возможно использовать проводные камеры, например, из-за проблем с пыле- и влагозащищенностью.
Таким образом, беспроводные технологии создания видеоканалов большой четкости – это важные и перспективные направления для промышленной и медицинской электроники.
В настоящее время существует сразу несколько различных стандартов ВЧ связи, позволяющих решить озвученную проблему. Наиболее известными являются:
- Wireless HD, он же UltraGig, который поддерживают: Broadcom, Intel, LG, Panasonic, NEC, Samsung, SiBEAM, Sony, Philips,Toshiba;
- IEEE 802.11ad, он же WiGig, который поддерживается Apple, Comcast, Samsung, Sony, LG, Intel, Dell, Broadcom, Cisco, Qualcomm, Motorola, Microsoft, Texas Instruments.
Решить, какой из них выбрать, достаточно тяжело. Стоит лишь отметить, что именно SiBEAM наиболее активно продвигает свои решения в области медицины и промышленности. Более того, уже созданы реальные хирургические системы.
Здесь стоит пару слов сказать о компании SiBEAM. Она была создана совсем недавно – лишь в январе 2015, но ее трудно назвать новичком!
SiBEAM входит в состав компании Silicon Image. В январе 2015 года Silicon Image приняла решение продвигать свои беспроводные решения Wireless HD (UltraGig) под брендом SiBEAM. Однако на время переходного периода часть этих продуктов продолжает присутствовать в номенклатуре обеих компаний. Но и это еще не все! В марте было объявлено, что фирма Silicon Image была куплена одним из лидеров рынка интеллектуальных интегральных схем, компанией Lattice Semiconductor (Рис. 3)!
 |
| Рис. 3. SiBEAM входит в состав компании Lattice Semiconductor. |
SiBEAM унаследовала все наработки Silicon Image, в том числе наборы микросхем Wireless HD передатчика HRTX и приемника HRRX:
- Чипсет HRTX построен на базе двух микросхем: 60 ГГц трансивера SiI6310 и сетевого Wireless HD передающего процессора SiI6320, который способен поддерживать разрешения передаваемого видеопотока до 1080p/60 Гц;
- Чипсет HRRX также использует две микросхемы: новейший 60 ГГц трансивер SiI6312 и сетевой Wireless HD принимающий процессор SiI6321.
Как было указано выше, из-за множества стандартов и производителей существует жесткая конкуренция на рынке беспроводных решений. По этой причине SiBEAM проводит достаточно активную политику по продвижению своих продуктов. Во-первых, компания внедряет свои решения не только в потребительском сегменте, но и в медицине и промышленности. Во-вторых, SiBEAM сосредотачивается именно на решениях, а не на отдельных продуктах. Акцент делается на готовых модулях передатчиков и приемников.
Такая политика выгодна разработчикам электроники. Во-первых, можно выпускать готовые приборы при минимальных затратах на разработку. А во-вторых, сделать это максимально быстро.
В настоящий момент актуальными продуктами компании являются готовые Wireless HD модули: передатчик MOD6320-T и приемник MOD6321-R (Рис. 4).
 |
| Рис. 4. Готовые решения SiBEAM для создания беспроводных видеоканалов. |
MOD6320-T – модуль 60 ГГц Wireless HD передатчика, построенного на чипсете HRTX. MOD6320-T предназначен для беспроводной передачи видео и аудио. Видео и аудиоинформация поступает в модуль по HDMI и далее передается в радиоэфир.
MOD6321-R – модуль 60 ГГц Wireless HD приемника. В его основе лежит чипсет HRRX. MOD6321-R необходим для обратного преобразования видео и аудио и передачи их по каналу HDMI.
Для получения пары приемник-передатчик SiBEAM предлагает использовать номер заказа MOD6320_6321-PAIR. В этом случае в комплекте с модулями поставляются и пара FPC-кабелей.
Таким образом, пара из приемника MOD6320-T и передатчика MOD6321-R организует готовый радиоканал для передачи видео и аудио. Пользователю остается только интегрировать их в свои устройства!
Данный радиоканал использует диапазон частот 59.40 … 63.72 ГГц и имеет радиус действия до 10 метров внутри одной комнаты. Для всех радиосистем миллиметрового диапазона радиус действия ограничен из-за высокого уровня поглощения сигнала молекулами воздуха. Однако в этом же заключается и их плюс, так как не требуется принимать значительных мер по снижению уровня эмиссии помех. Низкий уровень помех – чрезвычайно важный фактор для медицинских и промышленных приложений.
Еще одним достоинством решений SiBEAM является низкий уровень задержек, который составляет 5 мс. При этом поддерживаются разрешения до 720p/1080p. Это очевидный плюс для медицинской техники. Например, во время операций жизненно важно получать изображение без задержек и с максимальной деталировкой. То же можно сказать и о промышленных системах машинного зрения.
Как было сказано выше, основным каналом передачи информации для MOD6320-T и MOD6321-R является HDMI. Для конфигурации и управления используется дополнительный I2C, а отладка проводится с помощью USB.
Подводя итог данной статьи, хочется еще раз отметить ключевые достоинства модулей MOD6320-T и MOD6321-R компании SiBEAM:
- максимальная простота создания радиоканала для передачи видео и аудио;
- поддержка высокого разрешения до 720p/1080p;
- минимальные задержки до 5 мс.
Несмотря на то, что в статье упор был сделан на использование модулей SiBEAM в промышленной и медицинской электронике, не стоит забывать и о потребительском сегменте: телевизорах, мониторах, прожекторах, игровых устройствах и т. д.
Характеристики модулей MOD6320-T (передатчик)/ MOD6321-R (приемник):
- частотный диапазон: 59.40…63.72 ГГц (каналы 2 и 3);
- радиус действия: до 10 м (внутри одной комнаты);
- интерфейсы: HDMI, USB (для отладки), I2C (для управления и настройки);
- протоколы: Wireless HD v1.1, HDMI 1.4b, HDCP 1.4;
- поддерживаемые разрешения: до 1080p/60 Гц, 720p/1080p;
- задержка: 5 мс;
- аудио: многоканальный (Surround sound audio);
- диапазон рабочих температур: 0…+60 °С;
- габаритные размеры: 74×17×5.4 мм.
О компании
SiBEAM – один из лидеров в области создания радиорешений для миллиметрового диапазона волн. Основными продуктами компании являются микросхемы, модули и готовые решения для Wireless HD беспроводных каналов передачи видео и звука.
SiBEAM – дочернее предприятие компании Silicon Image, которое было создано для продвижения решений технологий, в том числе Wireless HD. Сама Silicon Image входит в состав Lattice Semiconductor.
Посмотреть подробные характеристики Wireless HD модулей SIBEAM
