CAM MASTER 3D : PLATEFORME ELECTRONIQUE POUR SYSTEMES DE VISION EMBARQUES DEMANDANT DE FORTES PUISSANCES DE CALCUL

Une puissante plateforme électronique prête à être customisée pour des applications robotiques

PRESENTATION

  • Reference design modulaire
  • Le système de vision le plus puissant pour le marché de la robotique
  • 2x NVIDIA® Jetson™ TX2 Module TX2 + traitement vidéo FPGA
  • Analyse vidéo embarquée (suivi d’objets, deep learning)

POINTS FORTS

  • Algorithmes d’amélioration des images vidéo embarqué
    (HDR, FPN, réduction du bruit 3D, HOG, stabilisation), Algorithmes IP Nexvision : NEXIP™
  • Vidéo : Entrée/sortie 3G-SDI, sortie HDMI + liaison fibre optique
    (Quad Tx/Rx : jusqu’à 56 GT/s maxi, full duplex)
  • Gigabit Ethernet, USB 3.1 Gen 1, SATA 2, SPI, I2C, PCIe Gen 2
  • Enregistrement vidéo embarqué et stockage des métadonnées (SSD sur M.2)
  • Serveur de streaming embarqué basé sur notre serveur NexStream™

L’ECOSYSTEME CAM MASTER 3D

APPLICATIONS EMBARQUEES DEDIEES AU SITUATIONAL AWARENESS

UNE PLATEFORME PRÊTE À ÊTRE CUSTOMISÉE SELON VOS BESOINS
INCLUANT UNE LIBRAIRIE D’ALGORITHMES AVANCÉS

TRAITEMENT D’IMAGE : NEXIP™

FPGA (Pré-traitement d’image

  • Amélioration des images et traitement vidéo avancé : filtrage temporel du bruit et amélioration du contraste
  • Le mélange d’expositions multiples fournit du HDR en temps réel pour une rétention élevée des détails dans les zones faiblement et sur-exposées.
  • Fusion de capteurs d’images à bandes multispectrales (visible, SWIR, IR thermique)
  • Extraction des points caractéristiques, stabilisation de l’image, débruitage

GPU (Analyse d’images et codec)

  • Détection, reconnaissance, tracking
  • Machine learning / IA
  • Perception 3D / SLAM / vision 360°
  • Full framerate, encodage vidéo haute qualité

DEVELOPPEMENT LOGICIEL

BSP Linux embarqué dédié basé sur buildroot, incluant :

  • Bootloader U-boot
  • Noyau Linux personnalisé basé sur les sources NVIDIA®
  • Intégration des frameworks spécifiques à NVIDIA® Jetson™ : CUDA®, OpenCV, OpenGL TensorRT™, cuDNN, NVIDIA DIGITS™ Workflow, NVIDIA VisionWorks™, Camera Imaging, Video CODEC
  • Système de mise à jour à sécurité intégrée personnalisable (FPGA, logiciel)
  • Outils intégrés de débogage et de profilage : quadd, nvprof, cuda-gdb, gdb, LTTng

Outils externes de débogage et de profilage :

  • Profileur de système Tegra, NVIDIA® NSight

Drivers spécifiques:

  • FPGA : PCIe, acquisition vidéo, affichage vidéo, IPs Xilinx
    (UART, SPI, I2C, XADC,…), canal de communication inter SoCs à haut débit, transfert de données génériques de/vers les modules SoC

Le middleware de Nexvision :

  • Framework d’analyse vidéo
  • Enregistrement vidéo intégré : H264, H265, MP4, MKV, AAC
  • Diffusion vidéo en continu : RTSP/RTCP/RTP, H264, H265, AAC
  • Prise en charge des profils ONVIF NVT

SPECIFICATIONS SYSTEME

CARTE PRINCIPALE (PRE TRAITEMENT + E/S)

Processeur d’image front-end (FPGA)
Xilinx Kintex Ultrascale (KU025 / 035 / 040 / 060 / 095) ou Ultrascale + (KU11P ou KU15P)

Configuration mémoire

  • Flash 512 Mb NOR
  • Accès L/E via SoC (mise à jour en direct via Ethernet)

Slots mémoire sur FPGA

  • Jusqu’à 2x 512 Mo DDR4@2400Mb/s 16 bits (6,4 Go/s)
  • Jusqu’à 2x 1 Go DDR4@2400 Mb/s 32 bits (19,2 Go/s)

Outils de développement

  • E/S dédiées 8 bits (DSIO) LVCMOS 3.30V vers FPGA
  • 1x port JTAG pour configuration FPGA
  • 2x LED pour FPGA

Environnement

  • 4x sondes de température
  • 1x variateur FAN par PWM 12V
  • Capteurs inertiels (accéléromètre 3D, gyroscope 3D, magnétomètre 3D)

Stockage EEPROM

  • EEPROM 1x I2C 128 kb

CARTE DE TRAITEMENT

1) Carte fille avec deux modules parallèles NVIDIA® Jetson™ TX2

2x modules SoC

Ecran d’affichage
1x HDMI (connecteur de type A) : HDMI 2.0 (4096×2160 à 60 Hz)

Ethernet
Jusqu’à 2x Gigabit slot RJ45 (limité à 1 par SoC) : 10/100/1000 BASE-T

Audio
Prise audio 3.5mm TRRS : sortie stéréo analogique + microphone

Liaisons sans fil
Bluetooth 4.0 / Wifi intégré (802.11 a/b/g/g/n/ac)
Modules 4G/LTE ou GPS via micro port USB
Série
Jusqu’à 2x UART (limité à 1 par SoC)

  • Signalisation 1,80 V
  • Contrôle de flux intégré

Stockage EEPROM
1 xI2C 128 kb EEPROM par SoC

Stockage
Jusqu’à 2x SSD jusqu’à 2 To (connecteur M.2 slot key B) (limité à 1 par SoC)

  • Compatible SSD simple/double face (format 2260/2280)
  • SATA 2 (3 Gb/s)

Jusqu’à 2x emplacement pour carte SD externe (limité à 1 par SoC)

  • Protocole SDIO 4.0 (UHS-I uniquement) => Jusqu’à 104 Mo/s
  • Rétrocompatible avec tous les standards SD (Vitesse par défaut / Haute vitesse / SDR12/SDR25/DDR50/SDR50/SDR50/SDR104)

USB
Jusqu’à 2x USB en aval (limité à 1 par SoC)

  • USB 3.1 Gen 1 (5 Gb/s)
  • Connecteur type C + puissance 15 W

Jusqu’à 2x USB (limité à 1 par SoC)

  • USB 2.0 (480 Mbps)
  • Connecteur de type Micro AB
  • On-The-Go (OTG)
  • Consommation électrique (2.5 W)

2) Carte fille avec un module NVIDIA® Jetson™ TX2

Voir ci-dessus avec un seul module Jetson™ TX2 Module et une instance de chaque interface.

3) Carte fille : connecteur de carte périphérique

Configurer en tant qu’utilisateur root

  • Peut être un maître sur un fond de panier
  • Compatible avec le commutateur NexVision 4x PCUO (jusqu’à 4x Gen3 4 voies) (hôte / cible / port non transparent)

Configurer en tant que terminal existant

  • Peut être un esclave sur un PC (ou un Serveur)

PRINCIPALES APPLICATIONS

Lien fibre optique
Standard optique MTP :

  • 14 GT/s par voie [0 ; 70 ] °C
  • 10.3 GT/s par voie [-40 ; +85] °C

Protocole fibre optique propriétaire jusqu’à 54 Gbps de débit utile (64B/66B)
Exemple d’application :

  • Tête de caméra longue distance avec SerDes (FPGA embarqué)
  • Cluster de traitement vidéo

Lien PCIe
Gen3 x4 (ou x8 via 2x Firefly)
Gen2 et Gen1 rétrocompatibles
Interface physique

  • Liaison directe par fibre optique (1x MTP optique standard)
  • Lien direct cuivre
  • Slot edge standard via mezzanine
    > Compatible avec le commutateur NexVision 4x PCUO (jusqu’à 4x Gen3 4 voies) (hôte / cible / port non transparent)
  • Connecteur SSD (M.2 / NGFF) ou (U.2 / SFF-8639) via mezzanine
    > solution NVMe SSD

Lien cuivre
Firefly

  • 16.6 GT/s par voie

Protocole propriétaire jusqu’à 64 Gbps de données pratiques (64B/66B)
Exemple d’application :

  • Tête de caméra très courte distance avec SerDes (FPGA embarqué)
  • Cluster de traitement vidéo

Interface vidéo numérique via mezzanine

Jusqu’à 4x entrée/sortie par Firefly
6G-SDI ou Coaxpress :

  • SMPTE ST-2081
  • Exemple de format vidéo : >2160p30 10 bits 4:2:0
  • Rétrocompatible avec SMPTE 424M et SMPTE 292M

Option double et quadruple liaison 6G-SDI

  • Exemple de format vidéo : > 4320p30 10 bits 4:2:0> 2160p120 10 bits 4:2:0> 2160p60 12 bits 4:4:4:4

Jusqu’à 2x interface utilisateur indépendante

Interface carte à carte ou câble flexible
Fournir une tension d’alimentation principale de 3,60 V et une tension d’alimentation basse de 3,30 V
Signalisation de niveau de tension référencée par la carte cible, support :

  • Jusqu’à 24 paires LVDS
  • Jusqu’à 52 LVCMOS flexible (1,20-1,80 V)
  • Jusqu’à 18 LVMCOS fixe 3.30V

Exemples d’application
Carte capteur d’image proche :

  • Capteur couleur ou monochrome haute résolution
  • Capteurs à cadence d’images élevée
  • Capteur vision de nuit
  • Capteurs de perception 3D/ ToF
  • Capteur infrarouge thermique (LWIR/MWIR)

Entrées/sorties :

  • IHM (Interface Homme-Machine) – Boutons utilisateur
  • Capteur de pression et capteur de température
  • E/S isolées
  • Liaisons série à faible vitesse (UART, RS232, RS485, CAN)

Vidéo analogique et code temporel :

  • Vidéo analogique composite PAL/NTSC (E/S)
  • GenLock via CVBS (E/S)
  • Code temporel linéaire (E/S LTC)

Options d’alimentation

MECANIQUE

Environnement

Standard
Température de fonctionnement : Commercial 0 à +50°C
Résistance à l’humidité : 10-90% sans condensation

Options
Température de fonctionnement : Étendue de -20°C à 80°C
Résistance à l’humidité : Tropicalisée

Pour toute question, n’hésitez-pas à nous contacter !

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