FPGA的應(yīng)用會(huì)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(chǎng)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(rèn)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(shí)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(shì)，讓大家更清楚VR產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)技術(shù)難點(diǎn)，還有如何去把FPGA應(yīng)用在VR領(lǐng)域。

我們看這個(gè)表，無論是從市場(chǎng)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(chǎng)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(jì)。

大家都很清楚，虛擬現(xiàn)實(shí)有兩個(gè)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(gè)簡單的解釋，從傳感器的反饋形成現(xiàn)實(shí)世界的3D模型，進(jìn)而形成整個(gè)系統(tǒng)。

我想闡述一下硬件設(shè)計(jì)在VR設(shè)備上可以實(shí)現(xiàn)的功能，目前無非是VR、AR設(shè)備的識(shí)別、定位、運(yùn)算以及傳輸?shù)?，設(shè)計(jì)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(duì)輸入信息的認(rèn)知和理解，那么我們需要去處理諸如目標(biāo)的定位、識(shí)別、跟蹤技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺此類的問題。但是它的計(jì)算量對(duì)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(rèn)為需要增加FPGA，用以滿足日益增加的運(yùn)算量所帶來的設(shè)計(jì)復(fù)雜度的提升。

我們看這張表，中間的FPGA可以實(shí)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(gè)例子，DDR存儲(chǔ)器或其他一些和上層設(shè)備交互的接口，都可以用FPGA做實(shí)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(hào)是可以分別用FPGA去做處理的。這個(gè)方案其實(shí)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?yàn)槲覀兌贾繤PGA有并行運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)，可以把運(yùn)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(gè)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(tái)?？梢钥吹綇?fù)合視頻輸入FPGA，可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)分析、視頻信號(hào)檢測(cè)等，處理之后再輸出交到下一級(jí)，這也是FPGA和DSP（數(shù)字信號(hào)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(gè)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(duì)信息安全考量的需求。

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

這個(gè)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(yàn)證甚至是將其產(chǎn)品化。另外非常重要的一點(diǎn)就是它可以被快速的推向市場(chǎng)?，F(xiàn)在的產(chǎn)品或者說設(shè)計(jì)，晚推市場(chǎng)一段時(shí)間利潤就會(huì)減少很多，該怎么去占領(lǐng)市場(chǎng)先機(jī)呢？

我們?cè)谧霎a(chǎn)品定義或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)、尋找解決方案的時(shí)候，去找通用的CPU或者是專用的芯片，往往時(shí)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(shí)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(duì)于視頻處理、高速接口以及通訊傳輸功能的需求。同時(shí)它支持高速外部接口，可以滿足很多我們對(duì)VR設(shè)備設(shè)計(jì)的需求。

這是我們的設(shè)計(jì)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(gè)軟件的界面非常簡潔，不會(huì)給用戶帶來設(shè)置上的負(fù)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(diǎn)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(gè)系統(tǒng)的尺寸，F(xiàn)PGA可以實(shí)現(xiàn)SOC化，整個(gè)系統(tǒng)面積可以得到有效的控制。第四，因?yàn)镕PGA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(gè)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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