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低成本FPGA应用潜力无限——Altera Cyclone Demo Day集锦
来源:今日电子 作者:本刊记者 刘洪 2004/8/1 0:00:00 人气:327
内容导读:

    FPGA具有灵活性和及时面市的优势,越来越多地被设计者用来作为消费类、工业和汽车、有线和无线通信以及医疗市场等系统中ASIC的替代方案。Altera新款Cyclone II器件系列是建立在Altera第一代Cyclone系列所创建的低成本FPGA领导地位之上的,提供了低风险和低成本的解决方案,是中低规模ASIC最具吸引力的替代方案。日前,记者在位于香港特区的Altera亚太区总部参观了诸多公司利用Cyclone器件开发的多种电子产品,充分领略了Cyclone FPGA新的增强特性和满足低成本大批量市场需求的理念。以下介绍的产品都采用了Cyclone器件,足见其应用领域之广泛。
24磁道硬盘录音机
    Alesis把创新的产品解决方案引进了音乐和音频生产领域。新型音频合成器用Cyclone FPGA作为数字信号处理器和微控制器之间接口,提供音频多路技术和硬驱动控制。Alesis最近才开始使用Altera FPGA(包括用于HD24产品的ACEX)进行Alesis HD24多磁道数字音频硬盘录音机的设计。这个设计需要更高的速度、密度和I/O,Cyclone做到了。
无线遥控触摸屏
    AMX公司采用Cyclone FPGA处理视频并产生图形,包括α混和缩放。同时用它作为CPU、数字信号处理器和LCD显示之间的接口。AMX将基于802.11b的无线7.5英寸和8.4英寸Modero ViewPoints(MVP-7500和MVP-8400)结合在一起,开发了Modero系列触摸屏。MVP是结合了无线移动性、桌面功能和直接设置灵活性的用户接口。它利用标准的802.11b技术把一路红外和两路无线通信嵌入进MVP,成为今天市场上最通用的AMX触摸屏。

音频会议设备
    ClearOne公司是提供全线会议产品服务和高性能、灵活性和可靠性工程设计应用的公司。AccuMic II是他们开发的音频会议设备,可作为高端音频机顶盒、台式机、基于PC的视频会议和因特网会议系统。Cyclone的功能是管理音频信息,并作为DSP和ASSP的接口。

全兼容DVD播放机
    DENON公司开发的通用播放机(DVD音频视频和超级音频CD播放机)采用分立电路设计和布局,有效地使相互干扰减到最小,实现了最佳的声音特性和图像质量。以前他们使用MAX CPLD(包括2200、2900和5900型)与DVD芯片配合,现在他们采用了Cyclone,进一步提高了频数据管理功能。

远程服务器管理工具
    Digital V6 Corp.的16通道Kaveman是一个用于遥控16个服务器、因特网或本地网络的远程服务器管理工具。Kaveman利用一个屏幕、键盘和鼠标,给用户完全控制附加计算机的能力。如果服务器出现问题,Kaveman也能自动地监控服务器的活动并通知用户。Cyclone的6个EP1C12用于以太网传输的视频压缩,为大量生产的产品提供了高性能、灵活性、低成本和可靠性。

可转换桌面显示器
    Dimension Technologies, Inc.(DTI)是2D/3D可变换桌面显示技术开发商,拥有包括Real-Depth 3D和Projection TV的技术。该公司的2015XLS是15英寸2D/3D可转换桌面显示器。强大的软件使之能够创建和控制立体图像,并进行实时旋转、拉近/拉出、截割、缩放等,通过按钮可转换到2D浏览。Cyclone的功能是通过控制器SDRAM IP提供视频数据格式化、控制和存储接口。

混合式汽车电视接收天线
    Hirschmann的混合式汽车电视接收天线可用于汽车娱乐系统中的电视接收。这个基于FPGA的混合电视接收机,除能收到模拟电视信号外,还能够处理DVB-T信号。完整的数字信号处理,包括模拟视频和声音天线、基带声音处理、文字电视广播解码和其他数据内容如视频节目系统(VPS)、在连接的SDRAM中管理和存储信息,并通过一个串行接口与控制主机通信,都可以在Altera Cyclone EP1C12 FPGA中实现。 除了其逻辑和算术的功能外,Cyclone FPGA的RAM也可用于如FIFO存储等功能。

大容量存储设备
    Huge Systems新一代MediaVault U320-R在HDT方式下的Ultra 320接口有支持超过200 MB/s的能力,足以支持来自一个5碟阵列的10 bit HD的采集和回放。重新设计的工业机箱支持5个可抽取驱动器。它的容量从600 GB到1.25TB。Cyclone器件的大容量低成本特性使他们的产品具有更大的集成度和更多的功能,同时将成本保持在最低水平。

机器视觉照相机
    JAI/PULNix的产品线包括CCD和CMOS技术,分辨率从VGA到数百万像素,改进的扫描和交错格式,光照度最低为0.00001lx。其照相机有单色和彩色两种,提供包括从8~1000 fps以上的实时图像采集,以及Camera Link在内的多种物理接口。Cyclone把图像数据转化为以太网包进行传输,并使这台照相机具有了将视频数据转变成千兆位以太网包的特殊能力。

网络安全访问装置
    KoolSpan的SecurEdge是KoolSpan的Wi-Fi局域网络安全解决方案的一部分。它利用256 bit AES编码限定对Wi-Fi网络的访问。授权用户把一把USB的密钥/安全装置插入他们的PC中就可以访问安全的网络。Cyclone 的Nios处理器执行256 bit AES编码/解码,并为存储器和一个智能卡提供内部系统接口。这个产品解决了Wi-Fi网络不安全的问题。他们原来考虑的AES编码/解码是使用ASSP或微处理器,但是在ASSP的灵活性和处理器性能方面遇到了麻烦。最终他们选择了硬件加速性能更好的Cyclone FPGA。KoolSpan未来的产品将选择更高速度等级的Cyclone ,把软件功能移植到硬件上,采用Nios II处理器,这些都不需要修改PCB。

视频处理装置

    Lumagen开发的Vision Pro提供图像转换、像素运动自适应隔行分离和完全可编程序的视频调节,这对家庭影院的发展是非常重要的。Vision Pro有8个用户可编程输入,采用专业级BNC进行连接。所有输入都可以作为合成或Svideo进行编程。8 输入的功能解决了8 个视频源要在系统中使用8个独立视频开关的问题。用户可以使用远红外或一个RS232串口控制Vision Pro。Cyclone的功能 是图像处理,提供了视频处理器所需的性能和价值。

FireWire混音器
    828mkII是Unicorn(MOTU)为Mac和PC开发的可扩展、高精度FireWire音频录音混音器。它包含把一台计算机变成强有力的24 位、96kHz数字化音频工作站所需要的所有功能。它可提供20种输入和22种输出,包括10通道96kHz模拟录音和回放、8通道ADAT数字I/O和立体声S/PDIF。系统可以通过连接附加的828或896FireWire音频接口进行扩展。Cyclone用于执行多通道数据管理、DSP、LVDS与所有I/O通道的连接。

视频压缩和无线传输装置

    MemoryLink的Strongbow可以提供高质量、低等待时间的音频/视频压缩,并通过无线以太网,如Motorola的Canopy无线宽带进行传输。Flanger则可通过类似无线以太网的T1和E1网络进行无缝传输。有了MemoryLink的Malachi架构和Cyclone FPGA,Strongbow和Flanger的硬件变成了交互式,可重新编程和重建,实现了可伸缩性和更大的灵活性。Cyclone的用途是压缩音频和视频数据。

无线接入盒

    Motorola用于无线通信的Canopy是一个无线接入系统,可以为住宅和电子邮件业务用户提供以前难以获得的因特网无线接入速度,解决了“最后一公里”的因特网接入问题。Cyclone FPGA用来执行下列功能:数据链控制器、DES编码、REG建立、序列、TX/RX、连接RF并执行包汇编和分解、时钟恢复等。

卫星与硬驱机顶盒
    Motorola宽带通信部(BCS)为宽带运营商提供交互式数字视频、声音和高速数据端到端系统解决方案。它开发的带有硬盘的卫星与电缆机顶盒DSR5XX and DCT2600采用了Altera FPGA。Cyclone为加密设备执行前MUX功能。这既有助于在设计和生产过程中体现现场可编程门阵列好处,又缩短了产品开发周期。

视频采集和压缩/解压缩卡
    Morphis是Matrox公司的产品,它提供标准的视频采集和实时的JPEG2000压缩/解压缩。它是那些要求从多标准源连续采集视频监视应用的最快存取的理想方案。作为图像压缩和解压缩板,Matrox Morphis适用于标准医学图像及工业图像的归档与传输。若干Cyclone器件执行的功能包括:视频采集、PCI接口、存储控制器、视频接口和颜色空间转换PCI接口。

数字I/O模块
    国家仪器公司使用Altera的Cyclone FPGA开发了低成本、达到高可靠工业特性的数字I/O模块。这些特性是以往的单PCI数字 I/O模块所不能比拟的,它包括看门狗定时器、变化检测、输入滤波器和通电状态,所有功能都可通过软件进行编程,而无须跳线。许多新产品具有独立的输入和输出,适合连接高电压、大电流或高噪声信号。Cyclone为工业测量和控制应用提供输入滤波、看门定时、可编程通电状态和变化检测。

探鱼器
    Navman为商业和娱乐提供高级GPS导航、通信和海上电子产品。公司也与全球领先的硬件厂商如Palm等密切合作,开发可以夹在衣服上的手持GPS。在Fish 4350、4380和Trackfish 6600中,带有Nios处理器的Cyclone用做存储控制器、图形引擎、A/D和定制通信接口。

小型数字视频摄像机
    Panasonic利用Cyclone开发的产品是小型数字视频摄像机(AG-DVX100A)。这是一种高质量图像的DV照相录像机,适合于专业应用(如创造性的内容生产和动态图像采集),功能丰富,操作简单。它提供了满足专业摄影师需要的高级指标和设计上的改进。Cyclone的功能是视频DSP处理,其高容量能力对AG-DVX100A数字视频照相机产品的成功至关重要。设计者要求的是最低的成本、最高的设计灵活性、可靠的性能和量产过程的可用性。

高分辨率LCD投影机
    高分辨率LCD投影机(PT-AE500)也是Panasonic的产品,它是一个结合了1280×720像素与三层RGB结构的宽屏幕高分辨率LCD家用投影机,像素为276万。它采用新型透镜系统,提供850 ANSI流明亮度和1300∶1的对比度。它装有与HDCP兼容的DVI输入,可直接接收DVD播放机和其他数字源的数字信号。Cyclone的作用是视频图像增强。

大屏幕平板电视
    Philips开发的30英寸平板电视(30_F9975)采用先进的液晶显示面板,屏幕是包含液体结晶状的分子的细胞的矩阵。LCD面板呈现的锐利和亮度均优于同等尺寸的其他水平显示技术。Cyclone放置在视频数据通道,主要作用是信号混频和传输。

视频编辑器
    Pinnacle Systems的Studio MovieBox Deluxe是顶级外部解决方案,它充分发挥了高速USB接口连接任何数字或模拟视频源的优势,例如便携摄像机、VCR、网络摄像头,或者电视、PC。它包括Studio9的完整版本和用户软件视频编辑器。Cyclone的作用是管理外部接口ASSP(FireWire、USB 2.0接口和S-Video等)之间的通信。

图像连接器
    Pleora Technologies的iPORT图像连接解决方案满足现有的千兆位以太网设备的高带宽和优良的性能需求,使图像和控制数据能够通过普通的长距离Cat-5铜缆以高于1Gb/s(108 MB/s)的速度可靠地传输。iPORT向以太网的多功能性和可伸缩性——占统治地位的全球局域网(LAN)标准发起了挑战,同时为建立一个关于距离、易用性、联网和处理灵活性的新的工业基准提供了有效的图像应用。Cyclone的作用是将图像数据转换成可供传输的以太网包,执行产品的核心功能,实现了低成本传送。

便携式媒体播放器
    Vaio HDD Player是Sony开发便携式媒体播放器,它有一个20GB硬盘,可存储31小时的MPEG-1、MPEG-2、AVI或WMV视频节目,并在3.5英寸LCD显示屏上播放。它的视频功能包括快进、倒退、暂停等,每次充电可播放4小时。Drag-n-drop USB 2.0功能使传输更容易,而且有双便携式硬盘。Cyclone的作用是视频处理。

移动电台
    Tait公司设计的全部设备都建立在灵活的硬件平台之上,软件可以根据具体需要进行设置。其TM8000 系列移动电台是为满足现代移动无线电用户的需球设计的,核心是先进的DSP,有助于用数字方式处理无线电信号。这减少了为特定用户改变硬件的需要,并且在接收机带宽变化、在传送和接收通路中调整音频性能、实现定制的数据调制解调器格式、产生信令目的的音调等方面对有所改进。Cyclone是该产品的中央处理平台,集成了32位Nios处理器、DSP功能、定制外围设备和可配置接口。

掌上型娱乐装置
    20GB Lyra音频/视频Jukebox是一个掌上型娱乐装置,能够把个人喜欢的内容轻松地放进上衣口袋。其A/V功能也可以用做计算机存储设备,并与多音频和视频多媒体数字信号编解码器兼容。它可以连接大多数模拟回放标准的电视机,可把已录制的80个小时电视节目、电影或家用视频图像直接显示在LCD屏幕上。内建的独立音频和视频录音方式可迅速而容易地进行录音。显示屏幕也能用于存储数字音频音乐文件或字处理和演讲等计算机文件。Cyclone的作用是视频处理。

高清晰度电视
    基于先进的DLP(TI的数字光处理)的61英寸RCA Scenium HDTV是RCA(Thomson)开发的产品。它包括真实高清晰度家庭娱乐体验的所有功能,如与QAM电缆解调能力集成在一起的ATSC调谐、内建的网站浏览器、高质量的图像和声音性能、还有多个备份保护接口。它将InFocus公司最新的微显示光引擎(microdisplay light engine)设计和TI第二代Mustang/HD融入了设计,改善了亮度。Cyclone的作用是视频处理,今后还将采用多Cyclone的设计,以实现数字调制。

高性能点火调节程序
    Predator是KROS Technologies开发的一种高性能的点火调节程序,用于改善车辆点火时间,优化空气和燃料比率,并重新设置自动换档时的传动变换点。Cyclone用Nios取代了Motorola 68320处理器和定制的Avalon显示外设。Nios处理器提供控制功能并输出显示。研制者非常喜欢Nios,他们开发的RTOS就运行在Nios处理器上。Cyclone器件和Nios处理器的结合适合于汽车诊断产品,是低成本和灵活的解决方案。

DVD复制机
    Wytron开发的DVD-199V复制机是一个独立的DVD控制器,它可以在不使用计算机资源的情况下实现复制。它不需要软件培训,按钮操作简单,是个人、SOHO和办公室用户少量复制DVD产品的理想解决方案。Cyclone和Nios处理器的功能是硬件驱动控制和数据管理。

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