FPGA的應(yīng)用會給VR解決很多問題。

2016年4月21日，在鎂客網(wǎng)于上海世博展覽館主辦的VR主題論壇上，同創(chuàng)國芯市場總監(jiān)竇祥峰發(fā)表了題為《VR的FPGA應(yīng)用分析》的主題演講。竇祥峰認為，將FPGA應(yīng)用到VR上面去，可以有效地降低成本，加快研發(fā)速度、提升系統(tǒng)性能并縮小系統(tǒng)尺寸、提高安全性。

以下是同創(chuàng)國芯竇祥峰的演講實錄：

首先我想給大家簡單的回顧一下國內(nèi)VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，讓大家更清楚VR產(chǎn)業(yè)趨勢技術(shù)難點，還有如何去把FPGA應(yīng)用在VR領(lǐng)域。

我們看這個表，無論是從市場規(guī)模還是同比增長上看，VR在2015年到2017年的發(fā)展可謂是爆炸式的，所以說，VR未來的市場是相當(dāng)龐大的。

VR產(chǎn)品包括內(nèi)容源還有硬件設(shè)備，而我們更關(guān)注于硬件設(shè)備的制造或者說是設(shè)計。

大家都很清楚，虛擬現(xiàn)實有兩個重要的方面，一是沉浸感，二是反饋，包括人體視覺和身體感覺方面的反饋。給VR設(shè)備做一個簡單的解釋，從傳感器的反饋形成現(xiàn)實世界的3D模型，進而形成整個系統(tǒng)。

我想闡述一下硬件設(shè)計在VR設(shè)備上可以實現(xiàn)的功能，目前無非是VR、AR設(shè)備的識別、定位、運算以及傳輸?shù)?，設(shè)計方案需要CPU、GPU或者說傳感器這些IC基礎(chǔ)器件和FPGA做支撐。

比如說在AR上更關(guān)心的是對輸入信息的認知和理解，那么我們需要去處理諸如目標(biāo)的定位、識別、跟蹤技術(shù)、計算機視覺此類的問題。但是它的計算量對于我們系統(tǒng)的處理器或者是說GPU要求都很高，我們要怎么去有效的提升VR設(shè)備的性能呢？我認為需要增加FPGA，用以滿足日益增加的運算量所帶來的設(shè)計復(fù)雜度的提升。

我們看這張表，中間的FPGA可以實現(xiàn)一些輸入輸出接口（I/O），比如高分辨率的Camera Link，我們可以利用FPGA做一些圖像的緩存；再舉個例子，DDR存儲器或其他一些和上層設(shè)備交互的接口，都可以用FPGA做實現(xiàn)和處理。

這是在VR雙目視覺上的FPGA應(yīng)用。屏幕右邊是我們公司的基礎(chǔ)開發(fā)板，我們看到這兩路的視頻信號是可以分別用FPGA去做處理的。這個方案其實是將DSP和FPGA配合在一起，這樣做的好處第一就是處理的速度非常的快。因為我們都知道FPGA有并行運算的優(yōu)勢，可以把運算的瓶頸從CPU或者GPU上面轉(zhuǎn)移到FPGA里去處理，這樣的話就可以降低整個系統(tǒng)的開銷，從而提升系統(tǒng)的性能。

這是復(fù)合視頻處理平臺?？梢钥吹綇?fù)合視頻輸入FPGA，可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)分析、視頻信號檢測等，處理之后再輸出交到下一級，這也是FPGA和DSP（數(shù)字信號處理）配合的，如果FPGA的DSP的資源足夠的話我們可以把這兩個系統(tǒng)，F(xiàn)PGA和DSP合二為一形成自己的設(shè)備。

這是我們出于自己的安全考慮所做的。由FPGA做成有加密算法或者是系統(tǒng)的方案，滿足我們對信息安全考量的需求。

我想簡單回顧一下FPGA給我們設(shè)計帶來的好處，就是它可以有效降低成本、集成更多功能、實現(xiàn)GPU、CPU所能處理的工作，同時還可以做DSP（數(shù)字信號處理）和I/O（輸入輸出），另外就是它具有的靈活性。

這個芯片是可以被重復(fù)編程的，我們可以利用它去做我們的原形驗證甚至是將其產(chǎn)品化。另外非常重要的一點就是它可以被快速的推向市場?，F(xiàn)在的產(chǎn)品或者說設(shè)計，晚推市場一段時間利潤就會減少很多，該怎么去占領(lǐng)市場先機呢？

我們在做產(chǎn)品定義或者系統(tǒng)設(shè)計、尋找解決方案的時候，去找通用的CPU或者是專用的芯片，往往時間上都不能得到有效的保證。FPGA可以自主開發(fā)提高產(chǎn)品的研發(fā)速度，可以縮短產(chǎn)品從研發(fā)到產(chǎn)品化的時間。

這是我們的應(yīng)用領(lǐng)域。大家可以簡單看一下，我們現(xiàn)在提供的有30K和130K還有180K的產(chǎn)品系列，這些完全可以滿足我們對于視頻處理、高速接口以及通訊傳輸功能的需求。同時它支持高速外部接口，可以滿足很多我們對VR設(shè)備設(shè)計的需求。

這是我們的設(shè)計軟件，是同創(chuàng)擁有自主產(chǎn)權(quán)的編程軟件，我們稱之為PDS。這個軟件的界面非常簡潔，不會給用戶帶來設(shè)置上的負擔(dān)。我們提供了豐富的IP資源以及多樣化的使用方式。

最后一點就是我們為什么要把FPGA用在VR或者AR設(shè)備上面？第一就是VR設(shè)備需要顯示，F(xiàn)PGA在高分辨率圖像或者說在圖像的格式轉(zhuǎn)換上面是非常靈活的。第二，加快了我們的研發(fā)速度。第三，縮小整個系統(tǒng)的尺寸，F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)SOC化，整個系統(tǒng)面積可以得到有效的控制。第四，因為FPGA是多合一的，所以它可以有效的降低我們的系統(tǒng)成本。第五，具有安全性。我們的芯片可以加密，所以說如果有加密需求的話我們完全可以得到一個非常完善的安全系統(tǒng)。

我的介紹就是這樣，謝謝大家。

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