針對Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC實現了一個圖像化FPGA設計和編程的環境

背景：

早在2014年，All Programmable技術和器件的全球領先的Xilinx公司聯手生態合作伙伴德國Silicon Software公司推出了Silicon Software公司的VisualApplet軟件平臺。這套軟件平臺針對Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC實現了一個圖像化FPGA設計和編程的環境。之后此平臺幾乎顛覆了傳統的嵌入式機器視覺系統，為那些從事和尋找先進的、高性能機器視覺解決方案的嵌入式系統架構師、軟件工程師、硬件工程師帶來前所未有的嵌入式設計體驗。

Visual Applet是一個圖形化的開發工具，它可以通過簡單的拖拽，將復雜的FPGA編程簡單化，Silicon Software公司提供了一系列圖像預處理Applet，通過組合這些Applet，用戶就可以定制自己的圖像預處理功能。此外這些Applet將被加載到MicroEnable系列圖像采集卡運行的時候完全不占用系統CPU資源，是圖像預處理軟件硬件化的平臺。而且所有的功能模塊都以硬件算子的方式提供，這就保證了實時處理的要求。所以圖形處理的復雜度僅僅局限于所使用的FPGA的資源。

在用Visaul Applet做圖像處理算法開發的時候，不需要考慮在FPGA設計中?？紤]的同步、時序以及其它優化等問題。FPGA的綜合和高級仿真可以在半個小時內完成，極大地簡化了實時圖像處理設計的難度。

LX VisualApplet工業攝像機：

Baumer的最新智能設備LX VisualApplet工業攝像機，由于其獨特的圖像解決方案，在進行圖像與視頻傳輸時，可以達到20M像數點的高幀率傳輸。這主要得益于這款攝像機不僅利用FPGA進行充分加速，同時在基于硅軟件的VisualApplets圖表編程環境對應用程序進行編程時，做到了實時地根據不同的應用程序的特殊用途進行不同的圖像預處理， 而此預處理過程不僅提高了圖像系統生產量，當上傳到主機的數據量減少（丟失）時，還可以實時地作出響應。

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圖Baumer intelligent LX VisualApplets industrial camera

令人好奇的是，這款攝像頭是如何做到預處理圖像的？原來，當Baumer 的LX VisualApplet攝像機在執行預處理時，就會用到攝像機內部的Xilinx Spartan-6 LX150 FPGA和256MB的DDR3 SDRAM這兩個部分，也正是這兩部分的支持才實現了圖像的預處理。此外這款攝像頭在還支持GigE Vision接口標準（100m內電纜）[GigE VisionGigE Vision Standard是2006年公布的一套高性能工業攝像頭接口標準 ] ，巧合地是，在2016年最近的視覺系統設計創新獎中，這類新型的工業攝像頭獲得了白金獎。

Baumer的LX VisualApplets工業攝像頭產品系統中，由于不同的傳感器解決方案，傳輸速率從2Mbyte像素點到200MByte像數分為七種模式，當然，這款攝像頭都是采用CMOSIS圖像傳感器實現的。下表列出了這款攝像頭系列從2D到3D的七種模式：

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總結：

現在，尖端工業自動化和機器人技術等領域中都用到了大量的智能工業攝像頭，同時還要求更加靈活、更具可擴展的解決方案，這就需要將實時視頻處理功能從本地主機或服務器轉移到攝像頭端，Xilinx Spartan-6 LX150 FPGA采用45nm技術構建，可以方便地嵌入的在攝像頭中，并提供視頻分析功能，同時還支持圖像/視頻處理和傳感器功能等。