PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge Rev 2.0 es un puente Ethernet para sensores multicámara orientado a arquitecturas de inteligencia artificial en el borde con integración HSB.
El nuevo PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge Rev 2.0 de Microchip es una plataforma de puente Ethernet para sensores basada en FPGA, matriz de puertas programables en campo, diseñada para sistemas de IA, inteligencia artificial, en el borde con arquitecturas NVIDIA Holoscan Sensor Bridge.
Dentro de equipos embebidos compactos, la placa permite sustituir enlaces de sensores heterogéneos por una topología estandarizada sobre Ethernet de 10 Gb/s, por tanto simplifica la integración entre adquisición de imagen, transporte de datos y computación edge.
La Revisión 2.0 reduce el tamaño de la placa en un 60 % frente a la generación anterior y, además, admite hasta cuatro cámaras en aplicaciones multicámara con restricciones de espacio.
Para facilitar el despliegue en bancos de desarrollo, racks o plataformas de validación, el diseño incorpora alimentación mediante USB-C, Universal Serial Bus Type-C, y mantiene una arquitectura preparada para producción.
Arquitectura embebida del PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge Rev 2.0
El núcleo de la solución se apoya en la familia PolarFire FPGA, que combina lógica reconfigurable, bajo consumo y capacidad de procesamiento determinista para transportar flujos procedentes de varios sensores en tiempo real.
En concreto, la placa incorpora un conector de cámara compatible con NVIDIA Jetson y una circuitería de medida de latencia óptica para validar el retardo extremo a extremo desde la captura hasta la inferencia.
Dicha validación utiliza la herramienta LDAT, Latency Display Analysis Tool, de NVIDIA, lo que resulta útil en robótica, visión artificial e instrumentación embebida donde la latencia condiciona el comportamiento del sistema.
Asimismo, la compatibilidad con NVIDIA IGX abre la puerta a diseños edge de mayor capacidad destinados a aplicaciones industriales, médicas o robóticas con procesamiento local de datos de sensores.
Interfaces de sensor, vídeo y expansión para edge computing
La plataforma integra un conector de expansión FMC, FPGA Mezzanine Card, preparado para ampliar funciones sin rediseñar la placa principal.
Por otro lado, el soporte de MIPI CSI-2, Mobile Industry Processor Interface Camera Serial Interface 2, I2C, Inter-Integrated Circuit, UART, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, y GPIO, General Purpose Input Output, facilita la conexión con sensores, módulos auxiliares y periféricos de control.
También admite interfaces de vídeo como SLVS-EC 2.0, Scalable Low Voltage Signaling with Embedded Clock, 12G-SDI, Serial Digital Interface de 12 Gb/s, HDMI, High-Definition Multimedia Interface, y DisplayPort.
Un conector PMOD estándar amplía la extensibilidad del conjunto, en consecuencia los desarrolladores pueden añadir funciones de entrada y salida, sensores complementarios o lógica de pruebas durante la fase de prototipado.
Desarrollo con Holoscan SDK y diseño de referencia
La integración con NVIDIA Holoscan SDK, Software Development Kit, permite utilizar bibliotecas optimizadas, modelos de IA y aplicaciones de referencia para acelerar la creación de pipelines de adquisición, preprocesado e inferencia.
A continuación, el conjunto de recursos incluye cámaras, cables, esquemas de la placa, diseño de referencia y desarrollo RTL, Register Transfer Level, mediante Libero SoC Design Suite.
Además, los circuitos de temporización y gestión de alimentación validados para PolarFire, como el PMIC MCP16701, Power Management Integrated Circuit, ayudan a estabilizar la alimentación y la sincronización del subsistema embebido.
Las funciones de seguridad y protección de las FPGA PolarFire aportan una base adecuada para dispositivos edge desplegados a largo plazo, especialmente cuando el sistema debe operar con consumo limitado y comportamiento predecible.
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