ایمنی با امر طراحی شروع می¬شود – عملکرد پنج طراحی ¬مرجع دوربین IP

چگونه طراحی­های مرجع  مربوط به دوربین مداربسته از پنج نام بزرگ یعنی Renesas، NXP، Qualcomm، Microchip و TI با یکدیگر مقایسه می­شود؟

سال پیش چشم­اندازهای بازار جهانی آشکار کرد که محموله­های دوربین­های IP در سراسر جهان احتمالاً تا سال ۲۰۲۵ از ۱۰۰ میلیون تجاوز خواهد کرد. با این حجم از تقاضا تعداد زیادی از شرکت­هایی که در حوزه نیمه هادی فعالیت می­کنند، دچار چالش شدند تا طراحی­های مرجعی را برای چنین وسایلی منتشر کنند.

تازه­ترین طراحی مرجع برای دوربین­های مدار بسته توسط Renesas و همکاران آن ارائه شده است و این ادعا را مطرح کرده­اند که طراحی مبتنی بر حسگر تصویر CMOS آنها دارای وضوح ۴k با ۸M پیکسل است. علاوه بر Renesas، NXP، Quacomm، Texas Instruments و Microship همچنین طراحی­های مرجعی از دوربین امنیتی خودشان را منتشر کرده­اند.

در این مطالعه ما به طور مختصر ارزیابی خواهیم کرد که هر یک از این طراحی­ها چطور در برابر یکدیگر عمل می­کنند؟

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 ۳۰fps در خروجی دیجیتالی ۱۲ بیتی پشتیبانی می­کند.

Novatek پردازنده سیگنال تصویری دو هسته­ای ۸۰۰ 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 نرم­افزار لنزهای زوم را پیاده­سازی می­کند که با لنزهای کم قیمت سازگار است؛ که باعث می­شود برای طراحان هزینه­های توسعه ارزان­تر شود.

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

NXP

یک طراحی مرجع که با طراحی­های انجام­شده توسط Renesas، Novatek و Systemtec  قابل رقابت است، طراحی مرجع دوربین IP  نوع i.MX27 NXP می­باشد. طراحی NXP بستری را با کارایی بالا برای نظارت تصویری دیجیتالی فراهم می­کند. شرکت همچنین ادعا می­کند که این طرح کار فشرده­سازی واقعی ویدیو را با وضوح ۷۲۰ در ۴۸۰ پیکسل و با رنگ کامل در ۳۰fps ممکن می­سازد. این طرح دارای طراحی­های کم مصرف و کاربردهای صنعتی با رنج دمایی عملیاتی گسترده خود می­باشد.

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 ۲ را دارد. این واحد همچنین دارای میکروفون، ۶۴ مگابایت SDRAM، فلش ۳۲ مگابایتی NOR و فلش ۱۲۸ مگابایتی NAND می­باشد.

Qualcomm

Qualcomm دارای دو طراحی مرجع است: پلت­فرمهای ۳۰۰ و ۴۰۰ که برای کاربردهای دوربین هوشمند و یادگیری ماشین ساخته شدند. این واحد طراحی دارای ISP دوگانه است، رزولوشن ۴K UHD را ممکن می­سازد و از ۱۶M پیکسل پشتیبانی می­کند. کوالکام بیان می­کند که آن طراحی، این وظایف را از طریق یک طراحی محاسباتی ناهمگن با حداقل توان انجام می­دهد.

این طراحی شامل موارد زیر است:

• رابط صوت ۲۴ بیتی
• GPU 64 بیتی با عملکرد در ۷۸۰ مگاهرتزی
• طراحی FinFET 10 نانومتری
• پیاده­سازی­های امنیتی سخت­افزاری مثل موتورهای کریپتو سخت­افزاری و روت امنیتی

این طراحی همچنین دارای ۲ گیگابایت LPDDR4، ۱۶ گیگابایت eMMC و یک کارت میکرو SD تا حافظه ۲۵۶ 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 می­کند.

بلوک دیاگرام پلت فرم کوالکام

میکروچیپ

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

بعضی ویژگی­های 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 … می­باشد.

طراحی مرجع پردازنده ویدیویی Ambrella دوربین IP

ادوات Texas

ادوات Texas همچنین دارای راه­حل طراحی دوربین شبکه IP خودش می­باشد. راه­حل TI برای سیستم­های توان پایین­تر با ذخیره­سازی نوع ابری و با امنیت بالا طراحی شده است. این نرم­افزار قادر به ارتباط از طریق Wi-Fi و بلوتوث (همراه با روش­های ارتباطی دیگر)  بوده و دارای ظرفیت­های صوتی همانند طراحی میکروچیپ می­باشد.

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 می­دهد. همچنین شرکت شرح می­دهد که چطور وسایل حس­کننده حرکت در این طراحی در بازه­های طولانی عمل کرده و محرک­های کاذب را تشخیص می­دهد.

یک بخش از طراحی مرجع IP مربوط به دوربین TI

نتیجه­گیری:

به طور کلی، شرکت­های اشاره­شده در بالا، طراحی­های جدیدی را ارائه کرده­اند که به مهندسان برای پیاده­سازی طراحی­هایشان در یک روش ساده و مقرون به صرفه کمک می­کند؛ در حالیکه هر طراحی نقاط برجسته خود را دارا می­باشد، به صورتیکه عملکرد بهینه­شده­ای را برای مواردی مثل رزولوشن، ظرفیت­های صوتی یا تصویری و یا امنیت داده فراهم می­کند.

آیا شما با طراحی­های دوربین IP قبلاً کار کرده­اید؟ برای سایر مهندسینی که با این دستگاه­ها کار می­کنند، چه توصیه­هایی می­توانید ارائه بدهید؟ تجربیات خود را با من در میان بگذارید