【導讀】人工智能的快速爆發(fā)，主要得益于在機器視覺(jué)和圖像識別領(lǐng)域的快速發(fā)展。隨著(zhù)人們對于帶寬、延遲、功耗等要求越來(lái)越嚴苛，邊緣人工智能及視頻捕獲分析技術(shù)開(kāi)始興起。
人工智能的快速爆發(fā)，主要得益于在機器視覺(jué)和圖像識別領(lǐng)域的快速發(fā)展。隨著(zhù)人們對于帶寬、延遲、功耗等要求越來(lái)越嚴苛，邊緣人工智能及視頻捕獲分析技術(shù)開(kāi)始興起。
為了確保數據的真實(shí)準確性，CMOS圖像傳感器變得越來(lái)越高清，邊緣處理器技術(shù)的發(fā)展，也使得快速處理這些數據變成可能，幫助提高實(shí)時(shí)分析、快速異常檢測等的準確性和靈活度。
機器視覺(jué)技術(shù)正廣泛應用在包括機器人輔助手術(shù)、安全和監控平臺、工業(yè)機器人等應用中。
伴隨著(zhù)小型化、輕型化以及高速化，傳感器至處理系統的數據傳輸方式正在發(fā)生著(zhù)改變。
許多現有的高速接口技術(shù)可以幫助實(shí)現高分辨率視頻數據的可靠傳輸，但基于視覺(jué)的控制系統也存在缺點(diǎn)。例如，由于與協(xié)議相關(guān)的開(kāi)銷(xiāo)，以太網(wǎng)等標準技術(shù)會(huì )帶來(lái)額外的延遲。由于以太網(wǎng)PHY無(wú)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(xiàn)和組件，例如晶體振蕩器。例如，一個(gè) 4-MP、30-fps 的高分辨率成像器可以生成大約 3.2 Gbps 的視頻數據。單個(gè)基于千兆位的以太網(wǎng)鏈路（例如 1000-BaseT）無(wú)法提供足夠的吞吐量來(lái)承載這種未經(jīng)壓縮的高分辨率數據，這會(huì )在圖像流中引入偽影，進(jìn)而可能在基于機器視覺(jué)的視頻處理中引入錯誤。
另外除了數據之外，諸如機器人輔助手術(shù)應用中，還需要進(jìn)行命令傳輸控制，以使前端傳感器做出相應動(dòng)作。
V3Link串行器/解串器
采用專(zhuān)用串行器/解串器 (SerDes) 技術(shù)，是實(shí)現高速數據傳輸的手段。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(guò)單根超細同軸電纜同時(shí)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(shí)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 設備的數據及電力傳輸示意
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(shí)鐘、GPIO等都支持雙向路徑。
嵌入式時(shí)鐘可以實(shí)現跨多個(gè)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(jué)等。使用來(lái)自 TDES960 的內部生成的幀同步信號，可以同步多個(gè)攝像頭并實(shí)現 600 ns 的精度，這可以實(shí)現機器視覺(jué)中的多個(gè)時(shí)間觸發(fā)應用。提取參考時(shí)鐘的主時(shí)鐘同步消除了由為多個(gè)成像器計時(shí)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(shù)可減少信號損失和功耗
此外為促進(jìn)視頻數據、控制信號和電源通過(guò)單根電纜傳輸，V3Link 設備包括自適應均衡器技術(shù)，在2.1 GHz 時(shí)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(xiàn)規（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量。
在傳感器側的典型功耗為 250 mW 時(shí)，V3Link 串行器功率極低，從而能夠將傳感器和串行器集成到非常緊湊的區域中，而無(wú)需額外的散熱設施。V3Link 產(chǎn)品專(zhuān)有主時(shí)鐘同步技術(shù)消除了傳感器側對晶體或任何振蕩器的需求，進(jìn)一步降低了成本和總體空間要求。
結論
從醫學(xué)成像應用到機器視覺(jué)相機，邊緣 AI 正在推動(dòng)對實(shí)時(shí)視頻捕獲、傳輸和分析的需求。 V3Link SerDes IC 可幫助工程師滿(mǎn)足這些需求，同時(shí)減少電纜數量、功耗和整體系統成本。 V3Link 設備提供通用鏈接技術(shù)，非常適合需要實(shí)時(shí)捕獲、傳輸和分析高分辨率視頻數據的大多數應用。這些器件支持各種布線(xiàn)配置，如同軸、非屏蔽雙絞線(xiàn)和屏蔽雙絞線(xiàn)，以及多種時(shí)鐘模式，如同步和異步。
TI在高速串行器/解串器上一直有長(cháng)期投入，其FPD-Link? 串行器和解串器，為汽車(chē)系統中的各種視頻接口（包括用于高級駕駛輔助系統 (ADAS) 的攝像頭和信息娛樂(lè )系統顯示屏）優(yōu)化高分辨率信號的設計和傳輸。通過(guò)更少的導線(xiàn)在汽車(chē)系統中傳輸高分辨率、未壓縮的數據。而今，隨著(zhù)工業(yè)、醫療等領(lǐng)域對于高分辨率的原始高清視頻數據的需求與日俱增，V3Link高速串行器/解串器可應對醫療內窺鏡、各類(lèi)機器人、視頻監控以及家電等領(lǐng)域，實(shí)現更靈活小巧的設計。
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