瞄準(zhǔn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)掀起的嵌入式視覺應(yīng)用風(fēng)潮，可編程組件供貨商除備齊完整硬件平臺(tái)及軟件開發(fā)工具外，亦積極與第三方第三方合作，提供更完善的軟件硅智財(cái)(IP)、評(píng)估板及設(shè)計(jì)服務(wù)等支持與資源，協(xié)助嵌入式視覺系統(tǒng)開發(fā)商更快達(dá)成上市目標(biāo)。

嵌入式視覺和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的未來(lái)正在被前所未有的軟件智能、硬件優(yōu)化和任意互聯(lián)的系統(tǒng)重塑。以半導(dǎo)體業(yè)者賽靈思(Xilinx)為例，該公司于2016年2月在德國(guó)紐倫堡舉辦的嵌入式電子與工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用展上，宣布已強(qiáng)化并擴(kuò)展其生態(tài)系統(tǒng)，為賽靈思All Programmable組件的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和嵌入式視覺系統(tǒng)開發(fā)提供更強(qiáng)化的支持。

打破語(yǔ)言藩籬　FPGA向軟件人招手

該公司于嵌入式電子與工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用展所宣布的生態(tài)系統(tǒng)包括2015年實(shí)現(xiàn)的三大里程碑，包含2015年3月9日推出的SDSoC開發(fā)環(huán)境，讓使用C/C++語(yǔ)言編寫程序的軟件設(shè)計(jì)人員也能使用賽靈思Zynq-7000 SoC。該設(shè)計(jì)環(huán)境允許上述算法開發(fā)人員，使其在毋須深入底層及使用Verilog或VHDL等硬件描述語(yǔ)言修改硬件。

另外，2015年9月30日該公司宣布Zynq UltraScale+ MPSoC已正式出貨；接著于2016年2月16日宣布強(qiáng)化和拓展生態(tài)系統(tǒng)，并進(jìn)一步支持嵌入式視覺應(yīng)用與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的Zynq設(shè)計(jì)。

然而，阻礙All Programmable組件發(fā)揮高效能和較佳的功耗效能比優(yōu)勢(shì)的主要障礙一直都是程序設(shè)計(jì)模式。原因在于C/C++使用者較習(xí)慣于編寫CPU(最近更多為GPU)代碼。

不過(guò)，憑借該公司軟件定義硬件開發(fā)的Vivado高階合成技術(shù)(HLS)及軟件定義系統(tǒng)開發(fā)的SDx開發(fā)環(huán)境，將使更多系統(tǒng)開發(fā)人員能利用Zynq-7000 SoC和Zynq UltraScale+ MPSoC系列中的軟件定義All Programmable組件。透過(guò)拓展生態(tài)系統(tǒng)，該公司正使其All Programmable組件的使用如同CPU及GPU一樣方便，且功耗效能比更勝一籌。

嵌入式視覺和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)系統(tǒng)的管線有諸多共同點(diǎn)，且兩者皆從感應(yīng)和獲取數(shù)據(jù)開始。就嵌入式視覺系統(tǒng)而言，該數(shù)據(jù)的形式為一系列圖像或影音流，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的感測(cè)數(shù)據(jù)則包含影音及涵蓋其他感測(cè)到的一長(zhǎng)串參數(shù)，而其包括加速與振動(dòng)、聲音/超音波、化學(xué)與氣體、電/磁、流程、力、負(fù)載量、扭轉(zhuǎn)力與張力、濕度與水分、裂縫與水平高度、機(jī)器視覺、光、運(yùn)動(dòng)、速率與位移、位置、存在度與接近度、壓力及溫度。

多款嵌入式視覺和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)須融合傳感器，或?qū)⒍鄠€(gè)來(lái)自不同類型的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并融合為行動(dòng)信息。

加速處理效率　傳感器融合需求漸興

對(duì)嵌入式影音系統(tǒng)而言，多個(gè)影音流可整合成更實(shí)用且有幫助的影音流，如車載影音系統(tǒng)往往將四個(gè)至六個(gè)或更多攝影機(jī)的影音流結(jié)合起來(lái)，制成一個(gè)鳥瞰檢視模式，為駕駛提供360度2D平面或3D球面的全方位視覺。視覺系統(tǒng)除了帶動(dòng)當(dāng)?shù)仫@示外，也發(fā)送當(dāng)?shù)靥幚淼挠耙舻皆贫酥凶鬟M(jìn)一步處理，或與其他影音流整合并存儲(chǔ)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)系統(tǒng)可將影音與其它感測(cè)到的數(shù)據(jù)整合一起，并定義其須采取的行動(dòng)。如系統(tǒng)芯片上的系統(tǒng)工程(SoC-e)所提供的新型CPPS-Gate40智能網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)控制系統(tǒng)中常見的各種I/O埠，其結(jié)合當(dāng)?shù)馗咚贁?shù)據(jù)處理，并將數(shù)據(jù)結(jié)果透過(guò)高可用性無(wú)縫冗余/平行冗余通訊協(xié)議(HSR/PRP)放置在雙冗余光學(xué)以太環(huán)網(wǎng)上。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的典型特征是，其可協(xié)助感測(cè)到的數(shù)據(jù)運(yùn)用于高速實(shí)時(shí)控制上，無(wú)法依靠云端處理和決策實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然有許多方法可透過(guò)使用CPU或GPU來(lái)設(shè)計(jì)此類系統(tǒng)，但用戶在設(shè)計(jì)差異化系統(tǒng)時(shí)，使用可編程解決方案能帶來(lái)多個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)與好處：

．最高功耗效能比：All Programmable組件把硬件、軟件和I/O程序設(shè)計(jì)功能結(jié)合在一起，讓用戶能將雙芯片、三芯片或四芯片設(shè)計(jì)整合為單芯片，在將系統(tǒng)效能提升至最大的同時(shí)，也一并降低功耗。

．傳感器融合：All Programmable組件可吸收及處理多種不同類型的信息，包含從溫度和壓力等低比特率數(shù)據(jù)到利用多信道同步高畫質(zhì)或超高畫質(zhì)影音流的高比特率資料。

．所有形式鏈接功能：可編程方案的I/O功能非常彈性，可幾乎滿足任何傳感器I/O的要求，如多種影音接口標(biāo)準(zhǔn)(MIPI和HDMI)、智能傳感器接口(I2C和SPI)，以及高速A/D轉(zhuǎn)換器(包含JESD204B與LVDS)。

．多層保密性和安全性：可編程解決方案之四核心ARM Cortex-A53應(yīng)用處理器和雙核心ARM Cortex-R5實(shí)時(shí)處理器皆具備硬件安全特性，能協(xié)助實(shí)現(xiàn)保密性和功能安全協(xié)議。