Ingenic T10 - видеопроцессор для видеокамер с разрешением до 1280x1024

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 1280x1024 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 1280x1024. 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 x 2, I2C x 2, SPI x 2, GPIO x 12, SDIO x 2, поддержка SDHC, PWM x 4, USB OTG, RMII EMAC), широким выбором коммуникационных интерфейсов (I2C x 3, SPI x 1, USB 2.0 HS OTG x 1, MMC/SD/SDIO x 2, Full-duplex UART x 3, Serial flash x 1, Smart card x 1, I2S x 1, PCM x 1, Ethernet MAC x 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 1280x960; 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 x 2, I2C x 2, SPI x 2, GPIO x 12, SDIO x 2, поддержка SDHC, PWM x 4, USB OTG, RMII EMAC;
• I2Cx3, SPIx1, USB 2.0 HS OTG x 1, MMC/SD/SDIO x 2, Full-duplex UART x 3, Serial flash x 1, Smart card x 1, I2S x 1, PCM x 1, Ethernet MAC x 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 DDR21,8 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 x 10 x 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.

Производители: INGENIC

Опубликовано: 13.10.2016