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Bildverarbeitung

GigE Vision, GPUs und FPGAs liegen im Trend

24. März 2011, 14:21 Uhr | Andreas Knoll

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

FPGAs – hohe Leistung in Kombination mit hoher Flexibilität

Für Bildverarbeitungskomponenten setzen viele Hersteller seit Jahren auf FPGAs. Zuerst wurden die Busschnittstellen und die Kamera-Anbindung mit Hilfe von FPGAs implementiert. Neuerdings ist aber auch die Applikation im FPGA implementiert – zumindest was die Datenvorverarbeitung anbelangt. »Zu den Kernkompetenzen von Eltec gehören unter anderem Bus-Schnittstellen für PCI, PCI-X und PCI Express auf Basis von IP-Cores, die Vorverarbeitung der Bilddaten für die Kennlinienkorrektur von Sensoranwendungen, die Implementierung von Framegrabbern direkt auf dem Motherboard als Teil der Sensorik und die Entwicklung großer Referenzbildspeicher im Bereich von mehreren MByte mit SO-DIMMs«, formuliert Borst. »Diese Lösungen stehen für Komplexitäten von bis zu 1 Mio. Gatteräquivalenten, Pixel-Raten von bis zu 100 MPixel/s pro Kanal und eine gleichzeitige Anbindung von bis zu 16 Kameras zur Verfügung.«

Wenn jeder einzelne Bildpunkt eines großen Bildes denselben Algorithmus durchlaufen muss, dann ist eine Vorverarbeitung mit Hilfe von Hardware die einzige Möglichkeit, die sich heutzutage dafür bietet. »Für diesen Ansatz wiederum sind FPGAs die beste Option, vor allem wenn spezielle Busse nötig sind«, stellt Borst fest. »Die Entwicklung erfolgt in VHDL, was sicherstellt, dass die damit erhaltene Firmware problemlos von einem Hersteller zum anderen portierbar ist. Die heutigen Implementierungen decken sowohl Bildverbesserung als auch Fehlerkorrektur ab.«

FPGAs lassen sich auch für die effiziente und flexible Implementierung mehrerer unterschiedlicher Kameraschnittstellen (Analog, LVDS, CameraLink, GigE Vision, faseroptisch, Netzwerk-gestützt), für kundenspezifische Framegrabber, für die Realisierung der Schnittstellen in den Kameras, für sichere Übertragungsprotokolle und für die Implementierung der Framebuffer-Grafik nutzen. Darüber hinaus eignen sich die Bausteine auch gut für die Realisierung interner FIFOs, mit denen sich die Datenströme entkoppeln lassen, und für den Aufbau effizienter DMA-Controller. »Eltec setzt nicht nur in seinem Standard-Bildverarbeitungs-Produktsortiment auf die neuesten FPGA-Techniken, sondern nutzt sie auch für kundenspezifische Lösungen in anderen Produktsegmenten«, erläutert Borst. »Das Unternehmen wird allerdings neben FPGA-Lösungen künftig auch Konzepte auf GPU-Basis anbieten.«