איך לבנות מכשיר ראייה פעיל תמיד עם RV1106

בישומים של אינטרנט החפצים (IoT) לראייה ללא נוכחות אנושית, שמתנהלים על ידי סוללות או מערכות פוטו-וולטאיות סולריות, קשה להתקנים להשיג גם זמן המתנה ארוך מאוד וגם חיבור שניתן לשלוט בו בזמן אמת. זהו צוואר הבקבוק המרכזי שמגביל את ההטמעה המאסיבית של פרויקטים של ניטור סביבתי בחוץ, אבטחה כללית ובקרת תעשיות ללא נוכחות אנושית.

• פתרון שינה מעמיקה: ההתקן מנותק מהרשת ועוצר את השירותים בזמן השינה. משך חיי הסוללה מצוין, אך הענן לא יכול לשלוח פקודות לבדיקת מרחק, לכידת תמונות או הגדרת פרמטרים. אירועים פתאומיים כגון חדירה לא מורשית, שינויים פתאומיים בגובה פני המים או תנועה של ציוד אינם נקלטים, מה שיוצר נקודות עיוורון בניטור ומונע מהמערכת לעמוד בדרישות האמינות הפעילה.
• פתרון טעינה רציפה במקסימום: המכשיר נשאר מחובר ורושם וידאו באיכות גבוהה באופן רציף, ותומך באינטראקציה בזמן אמת בענן וברישום מלא של אירועים. עם זאת, צריכת החשמל של המערכת גבוהה, משך הפעולה של הסוללה הליתيوم קצר, הטעינה והתחזוקה באתר מתרחשות בתדירות גבוהה, והעלויות להפעלה בשטח הן גבוהות. גישה זו אינה מתאימה לפעולת עקיבה ממושכת ללא נוכחות אנושית.

כדי להתמודד עם אתגרים אלו בתעשייה, הציגה חברת Rockchip את סדרת מעבדי עיבוד חזות RV1106 ליישומי חזות AIoT. המעבדים משלבים יחידת עיבוד מרכזית (CPU), יחידת עיבוד נוירלית (NPU), מעבד תמונה (ISP) ומפענח וידאו, כדי לספק פתרונות חכם חזותיים משובצים ייעודיים, נמוכי צריכה ובעלי עלות נמוכה. היישומים כוללים מצלמות אבטחה הפועלות בסוללה, מערכות ניטור חקלאיות וייעריות, מערכות ניטור תחנות שימור מים, ובקרת תעשייה ללא נוכחות אנושית.

מאפייני סדרת RV1106

• RV1106G2 (QFN128 / SIP-DDR3L של 128 מ״ב) מתאימה להתקנים נמוכי הספק על סוללות, צלצולי דלת חכמים ומצלמות IPC נמוכי הספק. היא תומכת עד 5MP במהירות של 30 פריימים לשנייה. אין צורך ברווטינג זכרון חיצוני DDR, מה שמקל על עיצוב הלוח ומחוסך בעלויות ה-BOM של המערכת. בשל מגבלות רוחב הפס של הזכרון, הביצועים המעשיים של ה-NPU הם כ-0.5 טרה-אופרציות לשנייה (TOPS), מה שמתאים לזיהוי עצמים קלים וזיהוי אנשים.
• RV1106G3 (QFN128‏/256MB SIP-DDR3L) גם לא דורשת זיכרון DDR חיצוני. היא מספקת ביצועי NPU מלאים של 1 טרה-אופס ותומכת באחזרת וקידוד תמונות ברזולוציה של 8MP במהירות של 15 פריימים לשנייה. היא מתאימה לסריקות תעשייתיות, לזיהוי בינה מלאכותית ברזולוציה גבוהה ולמוצרים של מערכות ניטור מצב הנהג (DMS) שפועלים בטווח טמפרטורות רחבה. היא מציעה את יחס המחיר לביצועים הטוב ביותר בסדרה.
• RV1106 (BGA313 עם DDR חיצוני) משתמשת באריזת BGA ודורשת תכנון מלא של אספקת כוח וזירוז עבור הזיכרון החיצוני. קיבולת הזיכרון ניתנת להגדרה לפי הצורך. היא מתאימה לציוד חזותי חכם למסחר קמעונאי עם מספר מצלמות ודרישות רוחב פס גבוה, אף על פי שתכנון לוח המעגלים (PCB) הוא מורכב יותר והעלויות הכוללות של המערכת הן גבוהות יותר.

גישה לעיצוב של סטנדבי ארוך ופעולה מתמדת

הפעלה לאורך כל היום עם זמן סטנדבי ארוך מבוססת על AOV (וידאו פעיל תמיד), תחומים נפרדים של אספקת כוח ואלגוריתם התעוררות מהיר. תכנון החומרה חייב לעמוד במגבלות המרביות המוחלטות של המיקרו-שבב ובתנאי הפעולה המומלצים שלו.

מצב AOV ותזמן כוח רב-שלבי: AOV משלב תצפית מתמדת בקצב פריימים נמוך עם הפעלה חכמה של אירועים כדי לענות על דרישות התצפית המתמדת של התקנים המופעלים על ידי סוללות. במהלך מצב המתנה הארוך, ה-MCU מנהל את החיישן ואת מאגר התמונות, בעוד ש-Cortex-A7 וה-NPU נכנסים לשינה מעמיקה. רק תחומי ההספק החיוניים נשארים פעילים, מה שמאפשר תצפית וקידוד בקצב פריימים נמוך של 1 פריים לשנייה. כאשר נكشف אדם, רכב או יעד אחר, הפרעה חומרתית מעירה את המיקרו-מעבד המלא ומעבירה את המערכת למצב הקלטה בקצב פריימים רגיל וביצוע הסקה חכמה.

תהליך עיבוד נתונים חזותיים מלא ותהליך הסקה בינה מלאכותית

• ארכיטקטורת קישור ישיר של החומרה ומגרעת המדיה MPP: נתיב הנתונים החזותיים RV1106 הוא VI (קלט וידאו) – ISP – VENC/NPU דרך חיבור חומרתי ישיר. מגרעת המדיה MPP מקשרת את ערוץ ה־VI ישירות ל־VENC/NPU, ובכך מפחיתה העתקות זיכרון של ה־CPU עומס על האוטובוס.

משאבי החומרה של ממשק קלט הוידאו:

• שני ממשקים MIPI-CSI DPHY גרסה 1.2, כל אחד מהם עם שני מסלולים במהירות של 1.5 ג'יגהביט לשנייה למסלול. ניתן לאחד אותם לממשק בן ארבעה מסלולים.
• ממשק DVP אחד שפועל במהירות מקסימלית של 150 מגההרץ, עם תמיכה בסטנדרטים BT.601, BT.656 ו־BT.1120.

לאחר עיבוד קדימה של התמונה, ה־ISP מייצר נתוני YUV. ה־VENC תומך בכל שש שיטות הבקרה של הקצב המפורטות בגיליון הטכני.

אפשרויות אחסון להפעלה: SPI Flash, eMMC 4.51 ו־SD/MMC. ניתן להוריד את התוכנה ה firmware דרך USB או UART.

זיכרון שבב: 256 קילובייט SRAM משותף, 8 קילובייט PMU-SRAM, 20 קילובייט Boot ROM ו־8 קילוביט OTP.

שרשרת הכלים 2 של RKNN והצבת דגמים עם כימות: ה-NPU תומך בכימות מעורבב של INT4, INT8 ו-INT16, בעוד ש-RKNN-Toolkit2 מבצע את המרה של הדגמים. INT8 מאזן בין דיוק למהירות, ו-INT4 מפחית את גודל הדגם. קצב זיהוי עצמים של PaddleDetection ב-25 FPS הוא תוצאה של בדיקת הנדסה. הצבת הדגם דורשת טעינת דגם RKNN לתוך אזור הזיכרון של DDR וקריאה למתודת ההסקה דרך ממשק ה-API של C/C++.

אופטימיזציה של ספריית חזות קלה: מערכות משובצות משתמשות בספריית OpenCV-mobile המפושקת, שבה רכיבי ממשק המשתמש הוסרו כדי לצמצם את הגודל ולזרז את זמן ההפעלה. אדריכלות היברידית המשלבת עיבוד מקדים באמצעות ספרייה קלה עם הסקה על ה-NPU מצמצמת את ניצול ה-CPU ומתאימה לאספקת הספק החשמלי של מכשירים שיכולים להישאר במצבスタンדבי למשך זמן רב.

קישוריות מתמשכת ואופטימיזציה הנדסית ברמת המערכת

ארכיטקטורת רשת דו־ממדית אחת ואסטרטגיה חכמה לקידוד

משאבי חומרה: ממשק Ethernet MAC ו־PHY מובנים באינטגרציה שבשבב, במהירות 10/100 מגה-ביט לשנייה (ממשק RMII). ממשק SDIO 3.0 תומך במודולי Wi-Fi ו־Bluetooth חיצוניים, ו־USB 2.0 OTG מובנה. משאבי פריפריה כוללים חמישה מפגשי I2C, שני מפגשי SPI, שישה מפגשי UART וממשק שמע I2S.

אֶתֶרְנֵט מַסְפִּיק גֶּשֶׁר חָזָק וּמֻחְזָק בְּחֻטִּים. מוֹדּוּל חִיצוֹנִי Wi-Fi 6 ו-Bluetooth 5.2 יְכוֹלִים לִהָיוֹת מְחֻבָּרִים עַל־יְדֵי SDIO, כְּדֵי לְהַשְׂפִּיעַ גִּישָׁה חֲשַׁפִּית גַּמִּישָׁה. דִּיוּוחִים שֶׁל 'דִּפְדּוּף לֵב' וְהִתחַבְּרוּת אַוְטוֹמָטִית מְחַדְּשָׁה מַשְׁמִיעִים אֶת הַחִבּוּר הָרֶשֶׁתִּי.

Smart Encoding 2.0 הוּא אַלְגוֹרִיתְם תּוֹכְנִית SDK בַּשִּׁכְבָּה הָעֶלְיוֹנָה, הַתּוֹמֵךְ בְּהִתְאַמְדוּת מְהִירוּת הַזְרָמָה. בְּהַשְׁוָאָה לְתַפְקִיד CBR הַקְּבוּעָה בְּמִהְרוּת זְרָמָה רְגִילִית, הוּא יָכוֹל לְהַפְחִית אֶת צָרְכֵי הַרְחָבַת הַצִּיר וְאֶת דִּרְשׁוֹת הָאַרְכִּיבָה.

תַּחְתִּית הַשֵּׁמוֹעַ מְאַחֶדֶת קוֹדֶק שֶׁל שֵׁמוֹעַ בַּחֲשַׁפִּית, עִם ADC דוּ־קוֹנִי 24-בִּיט ו-DAC בְּקוֹנֶה אֶחָד. הַיְחָס סִגְנוֹל/רָעָשׁ הַטִּיפִּי הוּא 90 דֶּצִיבֶל, וּמְתֻמְכֶּנֶת כְּנֶגֶד מִכְרוֹפוֹן בְּהִתְחַבְּרוּת דִּיפֶרֶנְצִיאֶלִית וּבְהִתְחַבְּרוּת בְּקוֹנֶה אֶחָד.

שְׁנֵי שְׁפִיצֵי אוֹפְטִימִיזַצְיָה וְאַמְתַּתְּחוּת אֲמִינוּת בְּמַעֲרֶכֶת Linux

Buildroot מְשׁוּמֶשֶׁת לִבְנִיַּת מַעֲרֶכֶת Linux מְשֻׁכְנֶסֶת, לְהַקְלִיל הַכֶּרְנֵל וְשֵׁרוּתֵי הַתּוֹכְנִית, וּלְהַאֲמִין עֲדָכְנוֹת תּוֹכְנִית OTA.

השבב כולל מנוע אבטחה חומרתי מלא עם יחידת קריפטוגרפיה חומרתית התומכת באלגוריתמים SHA-1, SHA-256, AES, DES, TDES, RSA, ECC ו-SM2, יחד עם יוצר מספרים אקראיים אמיתי ו-OTP מאובטח. נתמך TrustZone וטעינה מאובטחת. פונקציות אלו מאפשרות הצפנת תוכנה, אחסון מפתחות מאובטח והפרדת תחומי אבטחה בין חומרה ותוכנה להגנה על הפרטיות במוצרים מאובטחים.

יישומים טיפוסיים ומדריך לאינטגרציה של פתרונות

אנו מספקים פתרונות חזותיים מלאים בהתאמה אישית, הכוללים תכנון חומרה PCBA מבוסס RV1106, תכנון סכמטי ו-PCB, בחירת רכיבים, התאמה של מנהלי התקנים ברמה נמוכה, העברת אלגוריתמים ו איתור באגים, ואינטגרציה מלאה של המערכת. לשאלות בנוגע לבחירת שבב, תכנון חומרה, העברת תוכנה, אופטימיזציה של ביצועים או פרויקטים בהתאמה אישית – פנו אלינו לתמיכה טכנית: [email protected]