عملکرد پنج طراحی مرجع دوربین IP

چگونه طراحی ­های مرجع مربوط به دوربین IP از پنج نام بزرگ یعنی Renesas، NXP، Qualcomm، Microchip و TI با یکدیگر مقایسه می­ شود؟

سال پیش چشم ­اندازهای بازار جهانی آشکار کرد که محموله ­های دوربین­ های IP در سراسر جهان احتمالاً تا سال 2025 از 100 میلیون تجاوز خواهد کرد. با این حجم از تقاضا تعداد زیادی از شرکت­هایی که در حوزه نیمه هادی فعالیت می­ کنند، دچار چالش شدند تا طراحی ­های مرجعی را برای چنین وسایلی منتشر کنند.

تازه­ ترین طراحی مرجع برای دوربین­ های مدار بسته توسط Renesas و همکاران آن ارائه شده است و این ادعا را مطرح کرده ­اند که طراحی مبتنی بر حسگر تصویر CMOS آنها دارای وضوح 4k با 8M پیکسل است. علاوه بر Renesas، NXP، Quacomm، Texas Instruments و Microship همچنین طراحی ­های مرجعی از دوربین امنیتی خودشان را منتشر کرده ­اند.

در این مقاله ما به طور مختصر ارزیابی خواهیم کرد که هر یک از این طراحی­ها چطور در برابر یکدیگر عمل می­ کنند؟

دور بین IP Renesas

Renesas با همکاری Novatek Microelectronics و Systemtec Corporation Ltd اخیراً یک طراحی مرجع را برای کاربردهای امنیتی و مدار بسته منتشر کرده است.

گفته شده که طراحی مرجع با محوریت حول حسگر تصویر CMOS RAA462113FYL از Renesas قادر است با کیفیت بسیار بالایی (UHD) شی فعال را شناسایی و تشخیص بدهد. حسگر همچنین از 30fps در خروجی دیجیتالی 12 بیتی پشتیبانی می ­کند.

Novatek پردازنده سیگنال تصویری دو هسته ه­ای 800 مگاهرتزی خود را با حسگر Renesas یکپارچه کرده است و Systemtec روی طراحی هر دو بورد کار کرده است: هم از Renesas و هم از Novatek. طراحی موردنظر کار فوکوس خودکار با تشخیص فازی و نرم­ افزار لنزهای زوم را پیاده ­سازی می ­کند که با لنزهای کم قیمت سازگار است؛ که باعث می­ شود برای طراحان هزینه­ های توسعه ارزان ­تر شود.

طراحی مرجع Renesas – Novatek – Systemtec با حسگر تصویری CMOS از Renesas

دور بین IP NXP

یک طراحی مرجع که با طراحی­های انجام ­شده توسط Renesas، Novatek و Systemtec  قابل رقابت است، طراحی مرجع دوربین IP نوع i.MX27 NXP می ­باشد. طراحی NXP بستری را با کارایی بالا برای نظارت تصویری دیجیتالی فراهم می ­کند. شرکت همچنین ادعا می­ کند که این طرح کار فشرده­ سازی واقعی ویدیو را با وضوح 720 در 480 پیکسل و با رنگ کامل در 30fps ممکن می ­سازد. این طرح دارای طراحی­ های کم مصرف و کاربردهای صنعتی با رنج دمایی عملیاتی گسترده خود می ­باشد.

بلوک دیاگرام دوربین IP نوع NXP’s i.MX27

طراحی مرجع دوربین i.MX27 IP مشابه با طراحی Renesas قابلیت ارتباط با یک کارت SD، SDIO، اترنت (شبکه محلی کابلی) و یو اس بی 2 را دارد. این واحد همچنین دارای میکروفون، 64 مگابایت SDRAM، فلش 32 مگابایتی NOR و فلش 128 مگابایتی NAND می ­باشد.

دوربین IP Qualcomm

Qualcomm دارای دو طراحی مرجع است: پلت­فرم های 300 و 400 که برای کاربردهای انواع دوربین مداربسته هوشمند و یادگیری ماشین ساخته شدند. این واحد طراحی دارای ISP دوگانه است، رزولوشن 4K UHD را ممکن می­سازد و از 16M پیکسل پشتیبانی می­ کند. کوالکام بیان می­کند که آن طراحی، این وظایف را از طریق یک طراحی محاسباتی ناهمگن با حداقل توان انجام می­ دهد.

این طراحی شامل موارد زیر است:

• رابط صوت 24 بیتی
• GPU 64 بیتی با عملکرد در 780 مگاهرتزی
• طراحی FinFET 10 نانومتری
• پیاده­سازی­های امنیتی سخت­افزاری مثل موتورهای کریپتو سخت­افزاری و روت امنیتی

این طراحی همچنین دارای 2 گیگابایت LPDDR4، 16 گیگابایت eMMC و یک کارت میکرو SD تا حافظه 256 گیگابایتی است. در این بیانیه همچنین مشخص شده است که این طرح همچنین از یو اس بی نوع C، HDMI، JTAG/UART و بلوتوث پشتیبانی می­ کند.

بلوک دیاگرام پلت فرم کوالکام

میکروچیپ

میکروچیپ/ میکروسمی Timberwolf ZL38AMB به گونه ­ای طراحی شده است که با پردازنده­های ویدیو Ambrella خود یکپارچه می­ شود – و از میکروفون­های دوربرد، مکان­یاب صدا، کاهش نویز و یک کنسول اکو آکوستیک پشتیبانی می ­کند.

بعضی ویژگی ­های دیگر این طراحی شامل یک پردازنده صدای دوربین IP، یک اترنت (PoE) در جلو، یک پک دوبل از یکسو­کننده­های تمام پل بر پایه MOSFET و یک محافظ موج روشنایی PoE و … می­ باشد.

ادوات دوربین IP Texas

ادوات Texas همچنین دارای راه­ حل طراحی دوربین شبکه IP خودش می ­باشد. راه­حل TI برای سیستم ­های توان پایین ­تر با ذخیره­ سازی نوع ابری و با امنیت بالا طراحی شده است. این نرم ­افزار قادر به ارتباط از طریق Wi-Fi و بلوتوث (همراه با روش ­های ارتباطی دیگر)  بوده و دارای ظرفیت­ های صوتی همانند طراحی میکروچیپ می­ باشد.

TI اطلاع داده که سیستمش یک طراحی بر پایه «توان درختی» است که از تعدادی منابع توان ورودی پشتیبانی کرده و مدیریت توان را ارائه می ­دهد. همچنین شرکت شرح می دهد که چطور وسایل حس ­کننده حرکت در این طراحی در بازه­ های طولانی عمل کرده و محرک­ های کاذب را تشخیص می ­دهد.

یک بخش از طراحی مرجع IP مربوط به دوربین TI

نتیجه ­گیری:

به طور کلی، شرکت­های اشاره ­شده در بالا، طراحی­ های جدیدی را ارائه کرده ­اند که به مهندسان برای پیاده ­سازی طراحی ­هایشان در یک روش ساده و مقرون به صرفه کمک می­ کند؛ در حالیکه هر طراحی نقاط برجسته خود را دارا می­ باشد، به صورتیکه عملکرد بهینه­ شده ه­ای را برای مواردی مثل رزولوشن، ظرفیت­های صوتی یا تصویری و یا امنیت داده فراهم می­ کند.

آیا شما با طراحی­ های دوربین IP قبلاً کار کرده­اید؟ برای سایر مهندسینی که با این دستگاه ­ها کار می­ کنند، چه توصیه­ هایی می­ توانید ارائه بدهید؟ تجربیات خود را با من در میان بگذارید.