【導讀】人工智能的快速爆發(fā)，主要得益于在機器視覺和圖像識別領域的快速發(fā)展。隨著人們對于帶寬、延遲、功耗等要求越來越嚴苛，邊緣人工智能及視頻捕獲分析技術開始興起。
人工智能的快速爆發(fā)，主要得益于在機器視覺和圖像識別領域的快速發(fā)展。隨著人們對于帶寬、延遲、功耗等要求越來越嚴苛，邊緣人工智能及視頻捕獲分析技術開始興起。
為了確保數(shù)據(jù)的真實準確性，CMOS圖像傳感器變得越來越高清，邊緣處理器技術的發(fā)展，也使得快速處理這些數(shù)據(jù)變成可能，幫助提高實時分析、快速異常檢測等的準確性和靈活度。
機器視覺技術正廣泛應用在包括機器人輔助手術、安全和監(jiān)控平臺、工業(yè)機器人等應用中。
伴隨著小型化、輕型化以及高速化，傳感器至處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式正在發(fā)生著改變。
許多現(xiàn)有的高速接口技術可以幫助實現(xiàn)高分辨率視頻數(shù)據(jù)的可靠傳輸，但基于視覺的控制系統(tǒng)也存在缺點。例如，由于與協(xié)議相關的開銷，以太網(wǎng)等標準技術會帶來額外的延遲。由于以太網(wǎng)PHY無法直接連接到傳感器的原生視頻接口，因此它們還需要額外的電線和組件，例如晶體振蕩器。例如，一個 4-MP、30-fps 的高分辨率成像器可以生成大約 3.2 Gbps 的視頻數(shù)據(jù)。單個基于千兆位的以太網(wǎng)鏈路（例如 1000-BaseT）無法提供足夠的吞吐量來承載這種未經(jīng)壓縮的高分辨率數(shù)據(jù)，這會在圖像流中引入偽影，進而可能在基于機器視覺的視頻處理中引入錯誤。
另外除了數(shù)據(jù)之外，諸如機器人輔助手術應用中，還需要進行命令傳輸控制，以使前端傳感器做出相應動作。
V3Link串行器/解串器
采用專用串行器/解串器 (SerDes) 技術，是實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖侄?。TI最新推出的V3Link TSER953 串行器和TDES954 和 TDES960 解串器協(xié)同工作，可以通過單根超細同軸電纜同時傳輸高分辨率視頻、控制信號和電源。這些器件可幫傳感器和處理器之間建立鏈接，以聚合時鐘、未壓縮視頻、控制、電源和通用輸入/輸出信號，傳輸距離可達15米，如圖所示。
框圖顯示了使用 V3 Link 設備的數(shù)據(jù)及電力傳輸示意
傳感器信號可以單向由串行器傳至解串器，功率傳輸則由SoC端傳輸至傳感器，其他包括控制、時鐘、GPIO等都支持雙向路徑。
嵌入式時鐘可以實現(xiàn)跨多個傳感器的視頻同步，這允許用于 3D 重建和深度感測的視頻拼接、圖像混合和立體視覺等。使用來自 TDES960 的內(nèi)部生成的幀同步信號，可以同步多個攝像頭并實現(xiàn) 600 ns 的精度，這可以實現(xiàn)機器視覺中的多個時間觸發(fā)應用。提取參考時鐘的主時鐘同步消除了由為多個成像器計時的不同振蕩器的相對漂移引起的同步誤差。
自適應均衡器技術可減少信號損失和功耗
此外為促進視頻數(shù)據(jù)、控制信號和電源通過單根電纜傳輸，V3Link 設備包括自適應均衡器技術，在2.1 GHz 時可補償高達 21 dB 的損耗，從而能夠使用非常細的 28 至 32 美國線規(guī)（AWG) 電纜。AWG 編號越高，電纜越細，信號損耗越高。
更細的電纜更具靈活性，可以支持傳感器需要在狹窄、空間受限的應用（如內(nèi)窺鏡）中定位的應用。在同一根細電纜上傳輸電源和控制信號的能力也最大限度地減少了導體的數(shù)量。
在傳感器側(cè)的典型功耗為 250 mW 時，V3Link 串行器功率極低，從而能夠?qū)鞲衅骱痛衅骷傻椒浅＞o湊的區(qū)域中，而無需額外的散熱設施。V3Link 產(chǎn)品專有主時鐘同步技術消除了傳感器側(cè)對晶體或任何振蕩器的需求，進一步降低了成本和總體空間要求。
結(jié)論
從醫(yī)學成像應用到機器視覺相機，邊緣 AI 正在推動對實時視頻捕獲、傳輸和分析的需求。 V3Link SerDes IC 可幫助工程師滿足這些需求，同時減少電纜數(shù)量、功耗和整體系統(tǒng)成本。 V3Link 設備提供通用鏈接技術，非常適合需要實時捕獲、傳輸和分析高分辨率視頻數(shù)據(jù)的大多數(shù)應用。這些器件支持各種布線配置，如同軸、非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線，以及多種時鐘模式，如同步和異步。
TI在高速串行器/解串器上一直有長期投入，其FPD-Link? 串行器和解串器，為汽車系統(tǒng)中的各種視頻接口（包括用于高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的攝像頭和信息娛樂系統(tǒng)顯示屏）優(yōu)化高分辨率信號的設計和傳輸。通過更少的導線在汽車系統(tǒng)中傳輸高分辨率、未壓縮的數(shù)據(jù)。而今，隨著工業(yè)、醫(yī)療等領域?qū)τ诟叻直媛实脑几咔逡曨l數(shù)據(jù)的需求與日俱增，V3Link高速串行器/解串器可應對醫(yī)療內(nèi)窺鏡、各類機器人、視頻監(jiān)控以及家電等領域，實現(xiàn)更靈活小巧的設計。
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