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Firmendarstellung 24.10.2007 1
Einsatz von FPGA-Technikspeziell für dieBildverarbeitung
Vortrag im Rahmen der BVMW-Veranstaltung am 14.05.08 in Ilmenau
Wir sind Ihr Partner für:• Elektronikentwicklung• FPGA-Design• IP-Core Entwicklung • Bildverarbeitung• Softwareentwicklung• Algorithmenentwicklung• Intelligente Lichtsteuerung
AVT GmbH IlmenauAm Hammergrund 1
98693 IlmenauTel: +49 (0)3677 / 64 79 0
Fax: +49 (0)3677 / 64 79 69Email: [email protected]: www.avt-ilmenau.de
Firmendarstellung 24.10.2007 2
Wir bieten:
- Produkte als Development-Kit und finale Lösung auf der Basis neuster FPGA-Technik (programmierbare Logik, Schaltkreise undBoard-Design)
- FPGA-Programmiersoftware mit grafischer Oberfläche zurschnellen Einarbeitung (MGP)
- Entwicklung schneller digitaler Applikationen als Hard- und/oder Softwarelösungen (von der Machbarkeit bis zur Produktion)
- Patentlösungen als Patent, Lizenz oder Entwicklungsangebot
- Schulungen und Beratung zu Elektronikentwicklung rund umXILINX FPGAs
- Umsetzung von Bildverarbeitungslösungen auf beliebigenPlattformen (FPGA, PC, …)
Firmendarstellung 24.10.2007 3
Elektronikentwicklung mit FPGAs
- Schnelle Berechnung großer digitaler Datenmengen
- Neuprogrammierung während des Betriebs möglich
- Geringer Energieverbrauch (36 µWatt… 6 Watt)
- Geringer Platzverbrauch, universeller Einsatz
- Zahlreiche Ein- und Ausgänge, viele Schnittstellenstandards
- System-on-reprogrammable-Chip in einem Design möglich
- wiederverwendbare Softwarefunktionen
- als großer Wachstumsmarkt in den USA bereits erkannt(Vorhersage: 2006: 4,5 Mrd $, 2007: 5,2 Mrd $, 2008: 6,3 Mrd )
2006
40%
23%
12%
25%USA
Europa
JapanAsien/Welt
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2002 2003 2004 2005 2006
Net
toei
nnah
men
/ M
io$
(XIL
INX
)
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 4
Grundlagen der FPGA-TechnikFPGA-Hardware
Die wichtigsten Vorteile von FPGAs sind:• Sehr schnell für rechenintensive Anwendungen durch parallele
Berechnungen • kleine Abmessungen, geringer Energiebedarf und geringe thermische
Beanspruchung• flexibel durch beliebig oft programmierbare Logikblöcke• sehr viele frei definierbare Ein- und Ausgänge (mehr als 1100)• keine bzw. wenige Redesigns der Leiterplatten notwendig• schnelle Entwicklung von Designs mit komfortablen
Software-Werkzeugen verkürzen “time-to-market"• Integration vieler zusätzlicher Komponenten in den FPGA,
z.B. CPU, I/O Steuerung, RAM Steuerung, Filter,…• Einbindung von Soft-IP-Cores als Expertenwissen in
die Anwendung
FPGAs (Field Programmable Gate Arrays = frei programmierbare Schaltkreise)
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 5
FPGA-Hardware
„Die“ eines Spartan-3 FPGA
Große Fläche „atomarer“programmierbarer parallel arbeitender EinheitenRAM-Speicher
Frei programmierbare Ein-/Ausgänge
Weitere Hardware (Multiplizierer, DCM, PPC,…)
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 6
FPGA-Hardware
FPGAs gehören zu den PLDs (Programmable Logic Devices).Die Grundidee ist eine Kombination von programmierbaren UND/ODER-Schaltungen
Mehrere dieser programmierbaren Schaltungsteile werden auf einem PLDs untergebracht. Höher integrierte PLDs meist auf Flash-Technologie sind als CPLDs (Complex PLDs) bekannt.
In der Kombination von PLDs und Gate Array-Technologie entstanden FPGAs, die komplexer als CPLDs sind.
FPGAs besitzen eine regelmäßig aufgebaute Struktur von logischen Zellen bzw. Modulen, die vom FPGA-Designer beliebig verbunden werden können.
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 7
FPGA-Hardware
Unterschiedliche Technologiekonzepte:
• One-Time Programmable (OTP) werden einmalig programmiert und müssen durch die Fuse/Anti Fuse-Technologie bei einer Designänderung durch einen neuen Schaltkreis ersetzt werden. Sie behalten jedoch ihre Information auch nach Abschalten der Versorgungsspannung.
• Neue Entwicklungen existieren bei Flash-basierten FPGAs; diese behalten ihre Information ebenfalls wie CPLDs, sind jedoch komplexer und mit höherer Gatteranzahl ausgestattet. Sie besitzen aber noch deutlich geringere Gatterdichten als SRAM-basierte FPGAs.
• SRAM-basierte FPGAs besitzen die Information für die Logikbaugruppen und ihrer Verbindungen im statischen RAM. Die Speicherzellen der Logikbaugruppen sind somit LUTs (= Look Up Tables). Sie können beliebig programmiert werden, verlieren jedoch die Informationen beim Abschalten der Versorgungsspannung. Sie benötigen beim Wiedereinschalten die Informationen in einem PROM oder im Systemspeicher.
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 8
FPGA-Hardware
Hersteller von FPGAs und ihre Marktanteile 2003:
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 9
FPGA-Hardware
Vergleich derLeistungsfähigkeit von FPGAsmit DSPs
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 10
FPGA-Hardware
Vergleich derLeistungsfähigkeit von FPGAsmit DSPs und ASICs
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 11
FPGA-Hardware
Tendenzen bei FPGAs
Spartan-3 mit 100.000 Gatter: 2$(aber für 500k Stück Abnahme!)
ASIC bei kleinem Preis für FPGAerst ab 250k Stück rentabler
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 12
FPGA-Hardware
XILINX CPLD- und FPGA-Familien
Anzahl Systemgatter100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000
Virtex-5
Virtex-4
Virtex-II Pro
Virtex-II
Virtex-E
Virtex
Spartan-3ADSP
Spartan-3AN
Spartan-3A
Spartan-3E
Spartan-3
Spartan-IIE
CoolRunner-II
CoolRunner
XC9500
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 13
Verwendete Zahlensysteme
FPGAFixed-point
n-bits(n ∈ N)
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 14
FPGA-Hardware
Bestandteile eines FPGAs:
• programmierbare Logik-Blöcke (Slices, CLBs)
• Ein- und Ausgangsblöcke (I/O)
• Speicher als SelectRAM, BlockRAM
• Taktmanipulation (DLL, DCM)
• Logik-Block-Verbindungen
• Hardware-Multiplizierer
• Weitere Elemente
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 15
FPGA-Hardware (Slices)CLB (Configurable Logic Block)
• beinhaltet (lt. Definition):- 2 Slices (bis Virtex-E, Spartan-IIE und
wieder in Virtex-5)- 4 Slices (ab Virtex-II, Spartan-3)
• Neudefinition von Slices im Virtex-5• teils verwirrende Angaben „CLB Slices“• bis über 100 000 Slices in einem FPGA! Carry Logik ist sehr schnell
-> viele Strukturen entstehen senkrecht! auch teilweise Nutzung der Slices möglich
(unrelated logic)
1 Slice = 2 LUT + 2 Carry Logic + 2 D-FF = Logik + Überlauf + Synchronisation =2 Bit-Logik
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 16
FPGA-Hardware (I/O) Ein-/Ausgangsblock (I/O)
- kann unterschiedliche Standards bedienen- Ausgangsstrom, Pull-up, Pull-down, Impedanz
(DCI) und Signalsteilheit können programmiertwerden
- max. bis 1200 frei programmierbare I/Os-Timing kann geschoben werden- I/O-Spannungen von 1,2 V bis 3,3 V
• viele “single-ended” Standards– LVCMOS mit 1.2 V, 1.5 V, 1.8 V,
2.5 V, or 3.3 V– LVTTL mit– PCI mit 33 MHz und 66 MHz– PCI-X – SSTL I mit 1,8 V und 2,5 V– SSTL II mit 1,8 V und 2,5 V– HSTL I bis IV mit 1,2 V bis 1,8 V– GTL– GTL_DCI mit 1,2 V– GTLP– LVDCI– bis zu 800 Mbps je I/O
• viele differentielle Standards – LVDS, Bus-LVDS– ULVDS– DIFF_SSTL– DIFF_HSTL– Mini-LVDS – RSDS, PPDS– TMDS, LVPECL – LDT (HyperTransport)– bis zu 1,25 Gbps je I/O-Paar
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 17
FPGA-Hardware (BlockRAM)
Speicherbänke mit SelectRAM
Speicher in LUT- schnellster Speicher- kleiner Speicher(einige bit bis kbit)
Speicher in BlockRAM- schnell- mittlerer Speicher(einige kbit bis Mbit)
BlockRAM im FPGA bis 11,6 Mbit,größere nur außerhalb als SRAM,DRAM oder DDR-RAM, jedoch langsamere Speicherlösung und weniger flexibel.
Echter Dual-Port RAM(unabhängiges Schreiben undLesen auf den gleichen RAM)
Organisation in- 4 kbit-Blöcke (bis Virtex-E und
Spartan-IIE, z.B 16 bit x 256,8 bit x 512, 4 bit x 1k, 2 bit x 2k,1 bit x 4k)
- 18 kbit Blöcke (ab Virtex-II undSpartan-3)
- 36 kbit Blöcke ab Virtex-5 auchmit FIFO-Logik (bis 550 MHz)
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 18
FPGA-Hardware (Takt)Funktionen der DLL:- Verdoppeln des Taktes- Teilen des Taktes (1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 8; 16)- Phaseshift (90°, 180°, 270°)- Duty cycle correction
Zusätzliche DCM-Funktionen:- Phaseshift (beliebige Winkel)- Takt mit M/N multiplizieren mit
M = 2... 32, N = 1... 32
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 19
• Flexibilität: – 4 bis 28 embedded Multiplizierer – 18 x 18 bit signed oder 17 x 17 bit
unsigned Multiplikationen– 2er Komplement signed Multiplikation– 4 bis 18 bit Operanden– Kombinatorische & Pipelined Optionen
• Ermöglicht ‘real-time DSP processing’– können als 18 x 18 MACs (Spartan-3)
aufgebaut werden (bis 250 MHz)• 1:1 Zuordnung zu BlockRAM• im Virtex-4 als ‘DSP-Slice’ mit MAC (multipy-
accumulate) bis zu 500 MHz (256 GMACs/s)• im Virtex-5 als erweiterte ‘DSP-Slices’ bis zu
550 MHz (352 GMAC/s)
FPGA-Hardware (Multiplizierer)
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 20
FPGA-Hardware (PowerPC)
IBM PowerPC bis 450 MHz (Virtex-II, Virtex-IIPro, Virtex-4) mit 680 DMIPS bzw. 1360 DMIPS in einem Chip (Virtex-5: PowerPC 440 bis 550 MHz mit 1100 DMIPS bzw. 2200 DMIPS in einem Chip).
• RISC Prozessor• 32 bit Architektur• 32x 32 bit Register• Hardware-MAC• 16 kB
Instruktionscache• 16 kB Datencache• bis 4 GB logische
Adressen• 128 bit Crossbar
switch (V5)• PLB (Processor Local
Bus) und DMA (V5)
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 21
FPGA-Hardware (EMAC)
•vollduplex 10/100/1000 Mb/s möglich• halbduplex 10/100 Mb/s möglich • entspricht IEEE 802.3-2002
• Ethernet MACs (Media AccessController) spart 3600 Slices/EMAC
• Tri-Mode Ethernet MACs• bis zu 4 EMACs auf einem V4-FPGA• bis zu 8 EMACs auf einem V5-FPGA
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 22
FPGA-Hardware (Rocket I/O)
Rocket I/O MGT (Multi Gigabit Transceiver) 622 Mbps bis 11,1 Gbps
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 23
FPGA-Hardware
Zusätzliche Hardware und Eigenschaften:• 65 nm Process (Virtex-5), 90 nm Prozess (Virtex-4, Spartan-3)• 1,0 V Core Spannung (Virtex-5), 1,2 V (Virtex-4, Spartan-3)• PCI Express Endpoint Blocks (Virtex-5)• VCC- und GND-Anschlüsse als ‚Muster‘ verteilt verringert
Übersprechen (Virtex-5)• I/O-Bänke rechteckig statt dreieckig angeordnet (Virtex-5)• on-chip Temperatursensor (Virtex-5)• on-chip Messung der Versorgungsspannung (Virtex-5)• bis zu 17 analoge Eingänge (Virtex-5)• 10 bit 200 kSps Analog-Digital-Wandler (Virtex-5)• 256 bit AES verschlüsselte Konfiguration (Virtex-4, Virtex-5)• bis zu 16 Mb SPI-Flash im Gehäuse (Spartan-3AN)• auch 0,8 mm Gehäuse-Pitch (CS484, Spartan-3A DSP) sonst nur 1 mm
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 24
XILINX FPGA-Familien
Spartan-IIE
• Gate array replacement• LVDS and LVPECL• 50K to 600K system gates• System integration
Spartan-IIE
• Gate array replacement• LVDS and LVPECL• 50K to 600K system gates• System integration
Spartan-3
• Consumer cost structure• 50K to 5M system gates• Embedded system features• Enhanced clock generation
Spartan-3
• Consumer cost structure• 50K to 5M system gates• Embedded system features• Enhanced clock generation
XC4000 XC4000XLA
Zeit
Virtex-EM
Spartan-3L
XILINX-FPGA- und CPLD-Familien:Virtex: High-End Familie mit besonderen Eigenschaften und der TechnologieführerschaftSpartan: Low-Cost Familie mit günstiger und leistungsfähiger TechnikCoolrunner: CPLDs für kleine schnelle leistungsarme Aufgaben
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 25
XILINX FPGA-Familien
Vergleich vonVirtex-5 mitVirtex-4 undMitbewerbern
Grundlagen der FPGA-Technik
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 26
FPGA-ProgrammierungVollständiger Design flow für SoC-Designs
System-on-reprogrammable-Chip (SorC) contains fast Digital Signal Processing(DSP)-algorithms and soft-controller (CPU) for communication and control tasks
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 27
FPGA-Programmierung
bit-filePROM-file
bit-file
netlistnetlist
executable
µBlaze coreC-Application drivers peripheral cores
Implementation
Platform generator
Platform generator
Library generator
Gnu Compiler
external memory
Synthesis
VHDL-File
DSPalgorithms
Version 2
Version 2 Version 1Version 1
Software flow Hardware flowEDK ISE
Hardware-Software design flow of a SoC design with Softcore-CPU (MicroBlaze) usesXILINX Embedded Development Kit (EDK) and XILINX Implementation Tool (ISE)
Vollständiger Design flow für SoC-Designs
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 28
FPGA-Programmierung
formerlydesign flow
(wiring diagramin Schematics)
very complexfor biggerdesigns;
impossibleto programbig FPGA’s
bit-filePROM-file
Timing Simulation
netlist
Simulation
Implementation
Task
wiring diagramin Schematics
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 29
FPGA-Programmierung
formerlydesign flow
(wiring diagramin Schematics)
very complexfor biggerdesigns;
impossibleto programbig FPGA’s
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 30
FPGA-Programmierung
bit-filePROM-file
Timing Simulation
netlist
Simulation
Implementation
VHDL-File
VHDLDesign Entry
Synthesis
VHDL-design flow(XILINX ISE)
very goodknowledge
of the VHDL-
languagenecessaryto programthe FPGA
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 31
FPGA-Programmierung
VHDL-design flow(XILINX ISE)
very goodknowledge
of the VHDL-
languagenecessaryto programthe FPGA
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 32
FPGA-Programmierung
GraphicalDesign flow withMatlab/Simulink,
System Generatorand ISE)
very high capitalinvestment,high degree
of knowledgeof FPGA’s,
Matlab/Simulink, VHDLlanguage and
implementationtools
bit-filePROM-file
Timing Simulation
netlist
TaskSimulation
Implementation
Core Generator
VHDL-File
Synthesis
Matlab/Simulink
System Generator
FunctionalSimulation
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 33
FPGA-Programmierung
GraphicaldesignentrywithMatlab/Simulink
XILINX-LibrarySimulation
Simulink
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 34
FPGA-Programmierung
bit-filePROM-file
Timing Simulation
netlist
Simulation
Implementation
VHDL-File
VHDLDesign Entry
Synthesis
frame programacc. to hardware
SchematicsVHDL
Design Entry
Design flow with MGP(Modular graphical
programming(XILINX ISE)
only somebasic
knowledgeof the VHDL-
languagenecessaryto programthe FPGA
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 35
FPGA-Programmierung
Design flow with MGP(Modular graphical
programming(XILINX ISE)
only somebasic
knowledgeof the VHDL-
languagenecessaryto programthe FPGA
DSP Design flow mit XILINX ISE
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 36
FPGA-ProgrammierungDSP Design flow mit XILINX ISE /Floorplaner
Floorplan
des
LS900
Dr.-Ing. Jörg Pospiech 37
FPGA-Applikationen
Beispiele der Leistungsfähigkeit vonFPGA-Bildverarbeitung (Celoxica)
Intelligente Kamera zur Demonstration (AVT)
Firmendarstellung 24.10.2007 38
> Anwendungen:- Einbruchsalarm- Feueralarm- Überwachung von Bauwerken und Baustellen- Überwachung von Produktionsprozessen- Erkennung von Nummernschildern für Parkgaragen- Überwachung von Patienten (Koma, Epilepsie)
Function has to be granted also at challenging motives
Intelligente KameraModule:- Kameramodule mit VGA bis 10 MegaPixel,
Farb- und Schwarz/Weiß-Sensor- GSM zur Kommunikation mit Mobiltelefon- 12 fps (hohe Auflösung) bis 93 fps (VGA)
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 39
für die ObjektüberwachungDynamische Video Anpassung (DVA)
Beispiel für die Überwachungeiner Objekt-begrenzung:
Die lange Grundstücks-grenze verlangt 3 Kameras, um eine zufrieden-stellende Auflösung zu gewährleisten.
Sie wird auf 3 Monitoren wiedergegeben.
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 40
Beispiel für die Überwachungeiner Objekt-begrenzung:
Mit der neuen patentierten DVA
wird es möglich, alle Bilder von verschiedenen
Kameras oder einer DVA-Kameraauf nur einem Display anzuzeigen. Die sicherheits- relevanten Details werden
mit voller Auflösung dargestellt.
Moderne FPGAs erlauben die Bildbearbeitung (im Video) einschließlich
Inhaltsbewertungund Anzeige in Echtzeit.
für die ObjektüberwachungDynamische Video Anpassung (DVA)
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 41
für KfZDynamische Video Anpassung (DVA)
Die AVT GmbH Ilmenau bietet die patentierte Rückspiegeltechnologie der Zukunft. DVA schafft
den Überblick.
Mehrere Kameras zeigen die Rück-
und Seitenspiegelsicht auf
einem Videodisplay.
Alles ist im Bild, aber die
wichtigsten Teile der Straße
(z.B. Fahrzeuge, Radfahrer,
Fußgänger) sind hochaufgelöst.
DVA ist:
- Ständige Rundumsicht auf höchstem Niveau
- 3 Kameras = 1 Bild
- Wichtigste Videoausschnitte hochaufgelöst
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 42
DVA-Präsentation auf Messen- Präsentation auf der IAA PkW
Besuch des Thüringer Ministerpräsidenten, Wirtschaftsministers und des
Präsidenten des IAA
Firmendarstellung 24.10.2007 43
Kamerasysteme mit FPGAs / Intelligente IP-KameraBeispiel eines embedded Stand-alone Systems mit DVA
Vollständiges Videosystem mit:
-CMOS-Sensor inkl. Ansteuerung
-Bayer-Pattern-Interpolation
-RGB zu YUV
-Helligkeitsregelung mit
Histogrammbewertung
-Dynamische Videoanpassung (DVA)
-Fenstersteuerung im Video
-Referenzbildbereitstellung
-Motion detection
-YUV zu RGB
-VGA-Ausgabe mit Bildvervielfachung (2 bis 4)
-grafische Einblendungen ins VGA-Bild (Grafik, Text)
-JPEG-Komprimierung
-32 bit –Controller
-RS232-, RS485-Steuerung
-Ethernetsteuerung (TCP/IP)
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 44
Kamerasysteme der industriellen Bildverarbeitung
„In den letzten 25 Jahren stieg die Rechenleistung der uns zur Verfügung stehenden
Technik um den Faktor 105, der Faktor der auszuwertenden Bildinformationen stieg
um den Faktor 109.“ Prof. Bernd Jähne, 25 Jahre Bildverarbeitung, Fraunhofer IPA Stuttgart, 2005
Als zukünftige Notwendigkeit wurde der breite Einsatz von intelligenten Kameras zur
Videovorverarbeitung von mehreren Rednern dieser Veranstaltung postuliert!
Bildübertragung per
USB, Ethernet, GigE
neben Bildübertragung
auch Bildinformationen
aus rechenintensiven
Verarbeitungsschritten
Prinzip der industriellen Bildverarbeitung mit intelligenten Kameras
auch mehrere Kameras
an einen PC anschließbar
ohne Überlastung des PC
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 45
Intelligente Kamera der nächsten GenerationFPGA-basierende Kamerasysteme sind universell, erweiterbar und leistungsstark, da sie reprogrammierbar sind. Ihre wesentlichen Eigenschaften sind:
• hohe Auflösung (3 bis 10 MegaPixel) bei kostengünstiger Produktion
• leistungsfähige dezentrale Intelligenz in der Kamera
• automatische Erkennung relevanter Objekte (z.B. Pkw)
• geringer Energieverbrauch für autarke Energieversorgung
• drahtlose Schnittstellen zur Kommunikation (WLAN,UMTS)
• Miniaturisierung der vollständigen Lösung (70 x 30 x 30 mm³)
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 46
IP-Core-Entwicklung für FPGAs
Funktionen mit definiertem Verhalten der FPGA-Hardware werden als IP-Core (Intellectual property) angeboten• der Kunde erhält Expertenwissen
• der Kunde bekommt eine feste definierte Funktionalität
• der Ressourcenverbrauch und das Timing stehen fest
• Entwicklungen werden schneller und preisgünstiger realisiert
• AVT bietet über 100 IP-Cores (überwiegend im Bereich Bildverarbeitung)
• AVT bietet Modifikationen oder neue IP-Cores als Entwicklungsleistung
Beispiele: JPEG-Codec, Bayer-Pattern-Interpolation,...
Floorplan (Hardwareumsetzung) im FPGA
JPEG-Codec als Schematic
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 47
AVT Lichtsteuerung LS900Die AVT Lichtsteuerung LS900 steuert seriell verbundene Niederspannungs-Halogenlampen durch modulare intelligent getaktete Netzteile mit FPGAs. Die maximale Leistung der Reihenschaltung je Kassette beträgt 900 W.
Cartridge with Switch Mode Power Supply- intelligent control with reprogrammable XILINX FPGA
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 48
Kleinste Spartan-IIE, Spartan-3 und Spartan-3EDevelopment Kits
§ Development Kit = finales Produkt§ Platz sparendes Design
(100 x 60 mm, 50 x 25 mm, 40 x 30 mm)§ FPGA‘s von XILINX mit bis zu 600.000 Systemgattern§ Umfassende Peripherie on Board§ Schneller Einstieg durch grafische Programmierung
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 49
Software Dokumentation
ILMENAUILMENAU
Modulare Grafische Programmierung (MGP)Applikationsprogrammierung mit XILINX ISE und AVT Toolbox
- Sehr kurze Einarbeitungszeit- graphische Programmierung mit komplexen Funktionsblöcken (cores)- kostenlose Software für Implementierung und grafischen Input- erweiterbare Funktionsblöcke
Core Toolbox
ILMENAUILMENAURealisierung der Applikation
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 50
Seminarangebote:1. Einführung in die FPGA-Technik
2. Design und Verifikation von DSP-Funktionen
mit XILINX-Werkzeugen
3. Modulare Grafische Programmierung (MGP)
4. Applikationserstellung mit MicroBlaze Modulen
Vorteile:
- schnelle Orientierung und kurze
Einarbeitungszeit
- Dynamischer Auswahl der
Trainingstage (in 2 Blocks)
- Neueste Technologie
- Schulungsunterlagen
- Teilnahmezertifikat
FPGA-Applikationen
Firmendarstellung 24.10.2007 51
Marketingkonzept auf Hausmessen
- Workshops von NEMO ViQuaNet
im Hause,
sowie in
Jena und
Erfurt
Firmendarstellung 24.10.2007 52
Internationale Beziehungen
Firmendarstellung 24.10.2007 53
Zusammenfassung
• Die AVT GmbH bietet:- moderne schnelle Technik- ein hohes Maß an FPGA-Know How- hervorragende Kontakte- kostengünstige Hardware und Programmiertools - viele fertige IP-Cores als Funktionalitäten- Hilfe zur Erstellung von eigenen Funktionalitäten- direkte Nachbarschaft zu Dienstleistern
(EMV bei CE-LAB, Konstruktion bei CE-SYS Engineering etc.)
• Zielstellung: - gemeinsame Projekte (Förderung ist möglich)- Einstieg und Ausbau von firmeneigenem Know How- Herstellung von Kontakten- leistungsfähige Hardwareplattformen aufbauen- Entwurf und Herstellung von Produkten
Firmendarstellung 24.10.2007 54
Kontaktinformationen
AVT GmbH IlmenauAutomatisierungs- und Verfahrenstechnik
Am Hammergrund 1
D-98693 Ilmenau
Sie erreichen uns unter:
Tel: +49 (0) 36 77 / 64 79 0
Fax: +49 (0) 36 77 / 64 79 69
Email: [email protected]
Web: www.avt-ilmenau.de
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Jörg Pospiech Geschäftsführer, Entwicklungsleiter
Dipl.-Ing. Renaldo Holzapfel Projektleiter Grafische Programmierung
Dipl.-Ing. Jens Kessler Projektleiter Embedded Programming
Dipl.-Ing. Kai Frieße Projektleiter Hardwareentwicklung
Herr Wilfried Geyer Konstruktion