Постоянным читателям Унитеры уже знакома компания Ingenic и ее продукты. Ранее мы уже писали о специализированном процессоре X1000 для IoT, модулях Halley2 и отладочном наборе Phoenix board. На этот раз речь пойдет о новом продукте – видеопроцессоре T10. Он также как и X1000 построен на базе фирменного высокопроизводительного процессорного ядра XBurst, работающего на частоте до 1 ГГц. Главной особенностью нового X10 стало наличие специализированных ядер для обработки видео и изображений с разрешением до 1280×1024 и встроенной памяти DDR2.
 |
|
| Рис. 1. | Новый процессор T10 для видеоприложений от Ingenic. |
Вряд ли кто-то будет спорить с тем, что в последнее время видеоприложения переживают настоящий расцвет. В любом смартфоне или планшете стоит камера. Видеосистемы широко используются в промышленности, в системах безопасности, в военной отрасли, в системах контроля за дорожным потоком и фиксации нарушений правил ПДД и др.
Стоит отметить, что практически в каждом из перечисленных случаев ставится задача не только получить изображение, но и обработать его. Рассмотрим, например, систему фиксации нарушений правил дорожного движения. Система должна не только заснять момент нарушения, но и отыскать на картинке номерной знак машины нарушителя, применить необходимые фильтры, сформировать сообщение и отослать его на сервер госавтоинспекции. Как видно в этом примере, камера - это уже совсем не просто мыльница, а целый вычислительный комплекс.
Раньше, когда на рынке отсутствовали специализированные решения, разработчикам приходилось использовать универсальные процессоры, а нехватку аппаратных средств компенсировать программными решениями. Однако в последнее время производители обратили внимание на появившийся спрос и начали разрабатывать и выпускать специализированные продукты. Это касается как отечественных, так и иностранных компаний. Одной из них является фирма Ingenic, представившая видеопроцессор T10.
T10 – видеопроцессор, предназначенный для таких приложений как мобильные камеры, камеры безопасности, системы машинного зрения, дорожные камеры и т. д. Данный процессор построен на базе знакомого разработчикам ядра XBurst, которое работает совместно с видеоэнкодером и сигнальным процессором обработки изображений (Рис. 2).
 |
|
| Рис. 2. | Блок-схема нового видеопроцессора T10 от Ingenic. |
Процессорное ядро. T10 построен на базе ядра MIPS32 RISC, созданного по фирменной технологии XBurst. Технология XBurst используется для создания трех типов процессоров с различными топологическими нормами и быстродействием: 65-нм 1 ГГц процессоры с потреблением 0.09 мВт/ МГц; 40-нм 1.2 ГГц процессоры с потреблением 0.07 мВт/ МГц; 40-нм 0.5 ГГц процессоры с потреблением 0.05 мВт/ МГц.
В случае с T10 речь идет о наиболее совершенном ядре с топологическими нормами 40 нм и максимальной частотой 1 ГГц. В нем применяется 9-ступенчатый конвейер и два уровня кэш: 32 Кбайт L1 кэш команд, 32 Кбайт L1 кэш данных, 128 Кбайт L2 общая кэш.
На синтетических тестах (Dhrystone 2.0) благодаря высокой рабочей частоте процессор демонстрирует солидные 2.0 DMIPS/МГц, а это дает пиковую производительность 2000 DMIPS при 1 ГГц. При этом разработчики утверждают, что потребление должно остаться в рамках 400 мВт с учетом потребления встроенной памяти DDR2.
Здесь стоит также сказать о сложной системе питания T10. У процессора имеется более семи выводов питания различных блоков. Общий диапазон напряжений составляет 1.1…3.6 В.
Видеокодек. В состав T10 входит производительный видеокодек, поддерживающий различные типы потоков: H.264, MJPEG/ JPEG. Максимальное разрешение достигает 1280x960. При использовании H.264 возможно получить поток данных 960P при частоте 40 кадров в секунду. Процессор поддерживает и мультипоточные приложения. Например, -720P/30fps+VGA/30fps+JPEG/15fps или 960P/30fps + VGA/30fps + JPEG/15fps.
Сигнальный процессор изображений. Необходим для обработки «сырых» снимков с разрешением до 1280×1024. Данный процессор поддерживает множество полезных функции: коррекция бликов, устранение шумов, активное устранение шумов движущихся изображений и др.
Дополнительное ОЗУ. T10 имеет 512 Мбит памяти DDR2 с рабочей частотой до 400 МГц. Наличие встроенного ОЗУ значительно упрощает разводку печатной платы, так как именно интерфейс процессор-память наиболее сложен с точки зрения создания топологии проводящего рисунка.
Кроме перечисленных основных блоков новый процессор может похвастать встроенным аудиокодеком, развитой периферией (POR, RTC, WDT, двухканальный АЦП, UART×2, I2C×2, SPI×2, GPIO×12, SDIO×2, поддержка SDHC, PWM×4, USB OTG, RMII EMAC), широким выбором коммуникационных интерфейсов (I2C×3, SPI×1, USB 2.0 HS OTG×1, MMC/SD/SDIO×2, Full-duplex UART×3, Serial flash×1, Smart card×1, I2S×1, PCM×1, Ethernet MAC×1).
Пока что на сайте производителя нет данных об инструментарии для разработки ПО и аппаратной части, но заявлена поддержка ОС Linux-3.10. Также большое внимание уделено механизмам защиты и шифрования.
Выпускается процессор в достаточно компактном корпусе BGA181.
Стоит отметить, что T10 имеет богатый набор интеллектуальных видеофункций: детектор движения, распознавание лиц, распознавание людей в кадре, распознавание числа людей в кадре, распознавание номерных знаков. По этой причине он может использоваться в широком спектре приложений от камер систем безопасности до дорожных камер и смартфонов (Рис. 3).
 |
|
| Рис. 3. | Области применения процессора T10. |
Характеристики процессора T10:
- технологические нормы: 40 нм;
- процессор: XBurst MIPS32 Release 2 с рабочей частотой до 1 ГГц и производительностью 2.0 DMIPS/ МГц, FPU, конвейер 9 ступеней, 128 бит SIMD, 32 Кб I-Кэш + 32 Кб D-Кэш, 128 Кб L2 Кэш;
- видеоэнкодер: H.264, MJPEG/ JPEG; разрешение до 1280×960; поток H.264 960P/40fps; поддержка мультипотоков (--720P/30fps+VGA/30fps+JPEG/15fps, 960P/30fps + VGA/30fps + JPEG/15fps);
- сигнальный процессор обработки изображений: AE, AWB, AF, корректор бликов, устранение шумов, активное устранение шумов движущихся изображений и др.;
- дополнительная память: DDR2 400 МГц, 512 Мбит;
- функции электронного зрения: детектор движения, распознавание лиц, распознавание людей в кадре, распознавание числа людей в кадре, распознавание номерных знаков;
- параметры совместимой КМОП-матрицы: 12 бит HSYNC/VSYNC (DVP), управление I2C, управление вспышкой, разрешение до 1000 мегапикселов/с;
- встроенный аудиокодек: AAC, G726, G711, PCM, удаление эха;
- периферия: POR, RTC, WDT, двухканальный АЦП, UART×2, I2C×2, SPI×2, GPIO×12, SDIO×2, поддержка SDHC, PWM×4, USB OTG, RMII EMAC;
- I2Cx3, SPIx1, USB 2.0 HS OTG×1, MMC/SD/SDIO×2, Full-duplex UART×3, Serial flash×1, Smart card×1, I2S×1, PCM×1, Ethernet MAC×1;
- защита: AES/DES/3DES, уникальный ID, 32 байта пользовательской однократно программируемой памяти;
- операционная система: Linux-3.10;
- напряжение питания: порты ввода-вывода 1.6…3.6 В; DDR I/O для DDR2 1.8 В ±0.1 В; RTC I/O 1.6…3.6 В; EFUSE: 2.5 В±10%; аналоговое питание 2.5 В±10% и 3.3 В±10%; ядро 1.1 -0.1/+0.2 В;
- потребление: менее 400 мВт (с учетом DDR2);
- корпус: 10 × 10 × 0.65 мм, BGA181.
О компании
Ingenic Semiconductor Co., Ltd – китайский производитель и разработчик процессоров, систем на кристалле (SoC), процессорных модулей и готовых решений. Компания была основана в 2005 году. Продукты и модули от Ingenic Semiconductor используются в самых различных приложениях: медицина, коммерческая и портативная электроника, IoT. Ingenic Semiconductor также разрабатывает законченные устройства: умные часы, умные очки и планшеты.
Посмотреть подробнее характеристики процессора T10 от Ingenic
