자일링스는 독일 뉘른베르크에서 열린 '임베디드 월드(Embedded World) 2010'에서 저비용, 저전력 산업용 이미징 시스템을 위한 고성능 비디오 프로세싱 애플리케이션의 개발 기간을 단축하는 자일링스짋스파르탄®-6 FPGA 산업용 이미징 타깃 디자인 플랫폼을 발표했다.

이제 산업용 장비 생산업체들은 HD 이미지 해상도, 특수 이미지 센서 인터페이스, 지능형 비디오, 고급 이미지 프로세싱 알고리즘 등을 갖춘 재프로그래밍이 가능한 이미징 솔루션을 신속하게 구축하고 평가할 수 있게 되었다.

디지털 IP 카메라는 2009년 전세계 감시 카메라 시장의 11%를 차지하였으며, 이 부문은 2013년까지 25%로 성장할 것으로 예측되고 있다. 자일링스의 산업용 이미징 플랫폼은 고화질(HD) 디지털 화상회의, 영상 감시, 머신 비전 시스템과 같은 특정 비디오 프로세싱 애플리케이션에 맞춘 완전한 개발 환경으로 생산업체가 시장 기회를 활용할 수 있도록 한다.

자일링스의 산업, 과학 및 의료 마케팅 부문의 디렉터인 마크 젠슨(Mark Jensen)은 "산업용 이미징 제품들이 아날로그에서 디지털 기술로 전환되고 이미지 센서가 더욱 전문화되면서 시스템 아키텍처는 ASSP과 ASIC을 능가하여 보다 유연하고, 비용 효과적인 프로그래머블 플랫폼으로 변화하고 있다"며 "자일링스의 스파르탄-6 FPGA 산업용 이미징 플랫폼은 산업용 생산업체들이 보다 적은 투자로 보다 많은 성과를 거둘 수 있게 한다. 기존 시스템을 확장하는 것이 한층 간단해지고 급변하는 제품 및 시장 요구사항에 따라, 확장이 가능한 차별화된 첨단 비디오 프로세싱 애플리케이션의 개발 기간을 단축할 수 있다"고 말했다.

산업용 이미징 애플리케이션의 최적화

산업용 이미징 타깃 디자인 플랫폼은 스파르탄-6 FPGA 산업용 비디오 프로세싱 키트가 제공하는 스마트한 디자인 방법과 최신 프로그래머블 기술을 통해 엔지니어가 디자인 인프라보다 차별화 및 혁신에 주력할 수 있도록 한다. 이 애플리케이션 중심의 개발 키트는 널리 알려진 스파르탄-3A FPGA DSP 비디오 스타터 키트의 2세대로 저비용 및 저전력의 스파르탄-6 FPGA제품군의 강화된 특징, 기능 및 높아진 디바이스 밀도에 대한 간편한 접근을 제공한다.

애브넷과 공동 개발된 산업용 비디오 프로세싱 키트는 구입 후 즉시 사용할 수 있도록 디자인에 필요한 모든 하드웨어 및 소프트웨어가 완전히 통합되어 있으며 뛰어난 확장성을 갖추고 있다.

이 키트에는 산업 표준 FPGA 메자닌 카드(FMC) 사양을 기반으로 한 두 개의 도터 카드를 갖춘 애브넷 스파르탄-6 LX150T FPGA 개발 보드, 비디오 및 이미지 프로세싱 소프트 IP, ISE® 디자인 수트 시스템 에디션 소프트웨어, 4종의 타깃 레퍼런스 디자인이 포함되어 있다. 또한, 실시간 HD 비디오 스트리밍을 지원하는 옴니비전(Omni
visioin) 이미지 센서가 탑재되어 있다.

애브넷 전자 마케팅의 글로벌 기술 마케팅 부사장인 짐 베니크(Jim Beneke)는 "이 키트는 산업용 및 감시 시장을 위한 FPGA 기반 비디오 프로세싱에 관심 있는 개발자들에게 매우 좋은 출발점이다"라고 말하며, "예제 레퍼런스 디자인과 함께 이 키트에 포함되어 있는 하드웨어로 엔지니어들은 자일링스와 써드파티의 최신 비디오 IP를 충분히 검토할 수 있을 것이다"라고 말했다.

멀티 타깃 레퍼런스 디자인

산업용 생산업체들은 자일링스의 뛰어난 병렬 처리 능력을 갖춘 FPGA와 32비트 마이크로블레이즈™ 소프트 프로세서를 이용해 시스템 프로세서의 부하를 줄이고 코프로세싱아키텍처를 구현할 수 있다. 스파르탄-6 디바이스에 내장되어 있는 전력 최적화된 시리얼 트랜시버와 고속 I/O는 산업용 생산업체가 HD 해상도, 강화된 비트 심도, 폭넓은 동적 범위의 이미징(dynamic range imaging)을 갖춘 최신 이미지 센서를 이용할 수 있도록 한다.

유연하고 비용 효율적인 디자인 플랫폼을 위해 동일한 패키지 레이아웃에서 디바이스 크기를 확장함으로써 스파르탄-6 FPGA에 차별화된 특징과 기능을 간단하게 추가할 수 있다. 키트로 제공되는 이 타깃 레퍼런스 디자인을 이용하면, 구입 후 즉시 단일 칩 카메라와 라이브 HD 카메라, 듀얼 카메라, DVI 입력 소스를 지원하는 비디오 프로세싱 모듈을 개발할 수 있다.

쪾카메라 프레임 버퍼 : 카메라로 포착된 비디오 스트림은 실시간으로 처리되어 외부 메모리에 버퍼링 된다. 이 디자인은 데이터 버퍼링을 적용하여 비디오 프레임 레이트를 변경하고 마이크로블레이즈 소프트 프로세서를 이용하여 하드웨어 프로세싱 블록을 컨트롤한다.

- DVI 비디오 프로세싱: 비디오 데이터가 스트림되면서 시스템을 통해 처리되는 가장 간단한 형태의 비디오 프로세싱 시스템 중의 하나로서 외부 메모리의 프레임 버퍼를 필요로 하지 않는다.

- DVI 비디오 프레임 버퍼: 외부 메모리를 프레임 버퍼로 동작하는 비디오 파이프라인(video pipeline)은 개발자들을 위한 출발점으로서 간단한 플랫폼을 제공한다.

-고성능 하드웨어 동시 시뮬레이션(Co-simulation): 이더넷 접속을 이용하여 다중 디자인 반복과 알고리즘 검증을 단축할 수 있도록 한다.

베이스 보드 및 FMC 도터 카드와 더불어 타깃 레퍼런스 디자인을 이용하여 비디오 감시(IP 비디오 카메라, 네트워크 레코더, 비디오 분석), 머신 비전(스마트 카메라, 고속 이미징 시스템, 통신 및 프로세싱 인터페이스), 화상회의(HD 카메라, 비디오 디스플레이, 압축/전송 장치)를 위한 산업용 이미징 제품의 개발을 활성화할 수 있다.

다양한 예제들은 스파르탄-6 FPGA 기반 산업용 비디오 애플리케이션의 컴파일링, 디버깅 및 프로파일링에 대한 레퍼런스 디자인을 제공하며 최대의 제품 차별화를 위하여 디자인을 맞춤화하는 방법을 보여준다.

확장형 개발 환경

스파르탄-6 LX150T 개발 보드를 갖춘 스파르탄-6 FPGA 산업용 비디오 프로세싱 키트는 산업용 이미징 시스템을 위한 풀 프레임 레이트, HD 비디오 프로세싱의 디자인, 평가 및 통합을 간소화한다.
 
베이스 보드의 두 FMC 커넥터를 이용하여 듀얼 이미지 센서를 DVI 출력 FMC 모듈(AES-FMC-IMAGEOV-G) 및 DVI 입력/출력 FMC 모듈(AES-FMC-DVI-G) 도터 카드와 통합할 수 있다. 또한 활용하지 않은 FMC 커넥터를 이용하여 맞춤형 모듈로 시스템을 추가로 확장할 수 있다.

이 확장형 표준 기반 접근법은 하드웨어 디자이너, R&D 알고리즘 개발자, 소프트웨어 개발자들이 일반적으로 ASSP나 ASIC으로 가능했던 것보다 신속하게 비디오 프로세싱 애플리케이션을 평가, 테스트, 디자인하고 디바이스에 통합할 수 있도록 한다.

또한 개발 및 생산 전반에 걸쳐 시스템을 업데이트하여 변화하는 제품 사양을 수용하고 최신 이미지 프로세싱 알고리즘, 비디오 분석 및 새로이 부상하는 시리얼 인터페이스 기술의 장점을 누릴 수 있다.

자일링스의 스파르탄-6 FPGA 산업용 비디오 프로세싱 키트에 대한 보다 자세한 정보는 www.xilinx.com을 통해 확인 할 수 있다.



<김현경 기자>