2022中国机器视觉展——方寸微电子带来USB3.0工业相机和4K高清音视频采集卡解决方案
方寸微电子亮相2022中国(深圳)机器视觉展
11月15-17日,方寸微电子参加了中国(深圳)机器视觉展,作为机器视觉技术展示、市场交流及行业应用的重要平台,本届深圳机器视觉展注重机器视觉应用场景及解决方案的展示,呈现机器视觉在激光、电子、芯片半导体、智能制造等多种领域的应用案例及技术展示,为用户打造智能制造生产线一站式采购平台。
展览不仅聚集国内外优秀机器视觉品牌亮相展示,也为行业策划相关话题的专业论坛。方寸微电子作为国产高速USB3.0控制器芯片领导厂商,也受邀出席了此次研讨会,并带来以“方寸中国芯,聚焦超高速数据传输”为主题的演讲。
T630超高速USB3.0接口控制器芯片
芯片简介
T630芯片是方寸微电子自主研发的纯国产USB3.0超高速控制器,具有功能丰富、性能强劲、扩展性强等特点,可广泛适用于视频采集卡、工业采集卡、打印机、扫描仪、数字摄像机、测量采集设备等众多电子产品。
该芯片采用55nm工艺,集成国产32位高性能RISC CPU,支持USB3.0、MUXIO、I2C、SPI、UART等多种接口,可快速在嵌入式主板上与FPGA/CPU进行对接通讯,作为USB3.0外扩芯片与PC或者服务器实现数据传输。同时该芯片提供完整的SDK供客户进行定制化开发,尤其针对典型应用场景提供了源码级方案支撑,可帮助客户缩短产品开发周期、降低整体开发成本,提升产品市场竞争力。值得一提的是,T630高速接口芯片的传输性能比业界标杆提升20%,而性价比优于业界标杆30%,打破了欧美厂商垄断十年的市场。
芯片产品特点:
系统资源
- 集成32位国产CPU CK803S;最高工作频率200MHz
- CK803S内置16KB I/D Cache,内置32KB DTCM
- 32KB ROM;256KB SRAM;8KB SRAM(系统专用)512KB/1MB片内Flash
通信接口
- 支持1路USB3.0 Device,接口速率5Gbps,向下兼容USB2.0/USB1.1,支持控制/批量/中断/等时传输类型
- MUXIO接口支持最大32位数据位宽,最高120MHz接口频率,支持FIFO从工作模式
- I2C接口支持Standard, Fast and Fast+ modes;支持HS-mode;支持主从模式
- UART接口完全兼容高速NS 16C550A UART;最高波特率为3Mbit/s;集成32bytes TX/RX FIFO
- SPI接口支持主从模式;支持中断和查询模式
其他资源
- 内置硬件DMA
- 内置POR(Power on Reset)电路
- 内置8个定时器
- 内置中断控制器
- 内置1个看门狗
封装形式:BGA121
封装尺寸:10.0mm*10.0mm*0.8mm
T630机器视觉应用解决方案
T630可广泛应用于视频采集卡、工业采集卡、打印机、扫描仪、数字摄像机、工业照相机、医疗成像设备、测试和测量设备等众多产品中。
一、工业相机应用解决方案:
机器视觉已成为工业“智造”的助推器,将助力中国制造大步迈向中国“智造”。而工业相机是机器视觉系统中的一个重要组件,其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。
方寸推出的T630高速接口芯片,主要用于USB工业相机方案,推进USB工业相机的国产化发展。USB3.0接口应用已经非常广泛,是最常见的接口之一。USB3.0接口有着传输高速、稳定、可独立供电等特性。USB协会在不断推动升级USB接口协议,伴随着USB3.0接口不断的推广普及,USB工业相机将解决高带宽传输实现高帧率、高分辨率、远距离的实时进行,将工业相机带向更高端的阶段。
该方案可基于方寸T630高性能接口控制器芯片实现,方案前端摄像头将图像数据传输FPGA端处理,处理完的数据通过32位MUXIO连接我司接口芯片,MUXIO接口频率最高可达 120MHz,接口芯片将处理后的图像数据及视频数据通过USB3.0输出,传输速率最高可达420MB/s。该方案提供完整的SDK供客户进行定制化开发,尤其针对典型应用场景提供了源码级方案支撑,可帮助客户缩短产品开发周期、降低整体开发成本、提升产品市场竞争力。
二、4K高清音视频采集卡解决方案:
近年来随着直播行业的蓬勃发展,消费者对高清音视频采集卡方案的性能和需求也越来越高。伴随着国产芯片替代的浪潮,以及国外进口FPGA芯片价格飞涨,市场上越来越需要一款全国产化的USB3.0控制器+国产FPGA的4K高清音视频采集卡方案来满足中高端用户的差异化需求。
方寸微电子4K高清音视频采集卡方案是通过方寸T630、国产FPGA、HDMI Rx、Audio Codec等关键器件来实现的,通过USB3.0高速接口控制器通道来完成4K 30帧的视频和音频采集、输出等功能,该方案完全自主可控100%国产化。方案视频码流通过HDMI接口,流入HDMI RX芯片后,再经过FPGA/ISP对视频和音频进行处理后,通过32位MUXIO接口连接我司接口芯片,MUXIO传输带宽最高可达120MHz,接口芯片USB端采用UVC、UAC协议,通过 USB3.0高速接口,与PC或者服务器实现数据传输。该方案提供完整的SDK供客户进行定制化开发,尤其针对典型应用场景提供了源码级方案支撑,可帮助客户缩短产品开发周期、降低整体开发成本、提升产品市场竞争力。
高清采集卡方案特点
- USB3.0/2.0 Device双模式
- 符合UVC1.0+UAC1.0协议
- HDMI 1.4b标准输入,UVC视频设备最大支持3840*2160@30Hz输出
- 设备枚举支持YUY2, RGB24, NV12等格式的24种不同分辨率,支持增删
- 音频2路输入(RX+MIC)+1路输出(Headphone), 48000 16位采样
- Windows, Android, Linux, MacOS等系统兼容,适配系统相机、Skype、钉钉等APP
- 上位机在线升级设备固件功能
方寸更多量产产品及解决方案
除此之外,方寸微电子还自主研发了多款量产芯片,包括:
并在SATA加密桥和视频加密安全传输等解决方案中实现突破:
一、SATA加密桥解决方案:
随着存储需求日益增大,硬盘安全存储变得越来越重要。硬盘容量的不断扩大、传输速度的不断提高,使得传统加密软件速度低、CPU资源占有率高、安全性差的问题逐渐凸显。而SATA接口是硬盘存储的通用接口,有传输速度快、便携性好、兼容性强的优势,使用SATA硬件接口为数据加密,以其速率高、密钥管理灵活的优点成为解决硬盘安全存储问题的首选方案。
SATA硬件接口为数据加密的方式有两种,一种是硬盘厂商生产的自加密硬盘,另一种是第三方厂商生产的加密桥,如上图所示在主机与硬盘之间加入一个桥接芯片,为硬盘和主机提供加解密功能。使用 T660 芯片实现了一种 SATA 转 SATA 加密桥,功能强大。该芯片提供完整的SDK供客户进行定制化开发,尤其针对典型应用场景提供了源码级方案支撑,可帮助客户缩短产品开发周期、降低整体开发成本,提升产品市场竞争力。
二、视频加密安全传输解决方案:
为解决视频数据安全传输问题,方寸T620国密安全芯片依托于USB3.0高速接口,可有效解决此类安全应用。使用T620芯片基于《GMT 0016-2012 智能密码钥匙密码应用接口规范》,实现SKF相关接口的应用方案。此方案支持SM2非对称密码算法、SM4对称密码算法、SM3密码杂凑算法和随机数生成算法,以及签名验签等实际应用场景。
本方案参考《GB 35114-2017公共安全视频监控联网信息安全技术要求》文档,实现针对视频流数据的SM4 ECB和OFB模式的加解密。本方案可作为旁路模式应用到实际视频传输场景中,旁路模式可作为两种形态存在——板载芯片和UKEY的形式。
关于方寸微电子:
方寸微电子科技有限公司2017年成立,总部位于济南,现已在北京、上海、深圳、青岛设有分公司和研发中心,作为网络安全SoC处理器的核心供应商,方寸产品已大量商用于各类信息安全终端。方寸微电子致力于国产高端密码处理器、高性能网络安全芯片、高速接口控制芯片的研发、设计和销售。方寸微电子在集成电路架构设计、安全密码算法、核心技术自主可控、大规模量产及品质管控等综合能力上具有国内领先的优势,公司将持续为信创安全、工业、网络通信、汽车等重点领域提供完整的芯片级解决方案。
方寸微电子研发团队由信息安全领域知名专家领衔,核心成员均具有10年以上行业研发经验,在SoC设计及验证、超高速密码算法、高速网络接口、安全产品生产及测试等方面具有丰富的经验及技术积累。公司将始终坚持以市场为龙头,以人才为根本,以开发自主知识产权的集成电路芯片为基础,持续创新,依靠技术优势,不断提升产品品质,为客户创造更多价值,打造引领信息安全产业快速发展的高科技芯片企业。