Nutzen Sie die Vorteile von embedded VisualApplets, um individuelle Bildverarbeitungsprozesse in kürzester Zeit auf den FPGAs Ihrer Kameras

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2 Nutzen Sie die Vorteile von embedded VisualApplets, um individuelle Bildverarbeitungsprozesse in kürzester Zeit auf den FPGAs Ihrer Kameras zu realisieren! Ob im Auto oder in der Produktionslinie: Aus der heutigen Welt sind Kameras nicht mehr wegzudenken. Doch zunehmend müssen sie mehr können als nur Bilder aufnehmen. Oft ist es entscheidend, die Bilder sofort auszuwerten, um direkt zu interagieren oder ganz einfach durch verringerte Bandbreite Kosten zu sparen. Die Zukunft gehört intelligenten, vernetzten, embedded Kameras. Eine besondere Technologie ist in fast jeder Kamera vorhanden, wird aber wenig genutzt: FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) kann man sich vereinfacht als beliebig oft programmierbare Spezialchips vorstellen. Sie stellen eine enorm hohe Rechenleistung zur Verfügung, garantieren Echtzeit und verbrauchen nur wenig Energie. Ihr Nachteil bisher: Sie sind zwar programmierbar, aber nur von Spezialisten und dies in einem aufwändigen, zeitraubenden Prozess. Embedded VisualApplets löst das Problem. Es wurde für Hersteller von Kameras entworfen, die ihre Produkte intelligent machen und die verborgenen Potenziale der FPGA Bildverarbeitung nutzen wollen. Embedded VisualApplets ist die richtige Entscheidung, wenn es auf Variabilität und Time2Market ankommt und unterschiedliche Bildverarbeitungsanwendungen schnell und sicher umgesetzt werden müssen. Und dies von Software- und Applikationsingenieuren ohne Vorkenntnisse in der Hardwareprogrammierung. Embedded VisualApplets ermöglicht die Bildverarbeitungsanwendungen in Ihren Kameras schnell und flexibel an Kunden- und Marktbedürfnisse anzupassen, Ihre Bildverarbeitungsanwendungen in einer intuitiven, grafischen Entwicklungsumgebung zu programmieren ganz ohne HDL-Kenntnisse, dieselbe Kamera mit unterschiedlichen Bildverarbeitungsanwendungen auszustatten, einmal entwickelte Bildverarbeitungsanwendungen ohne Aufwand auf verschiedene Kamera-Modelle zu portieren, optional die Programmierbarkeit Ihrer Kameras an Ihre Kunden durchzureichen und den sicheren Schutz Ihrer Intellectual Property durch ein ausgereiftes Verschlüsselungssystem. Das Wort Kamera verwenden wir im Folgenden im allerweitesten Sinne, d.h. als Begriff für alle Hardware- Plattformen mit FPGA-basierter Bildvorverarbeitung. 2 Embedded VisualApplets

3 Einmal implementiert, können Sie oder Ihre Kunden Ihre Kamera beliebig oft mit einer neuen Bildverarbeitungs-Pipeline ausstatten: Ihre Kamera FPGA mit Ihrem FPGA- VA IP Core mit Bildverar- beitungs- Pipeline Intuitive grafische Entwicklungsumgebung Ihr Kamera- und FPGA- bleibt bestehen und ist von der VisualApplets-Programmierung unberührt! Wie wird dies erreicht? Ihre Hardware-Entwickler implementieren einmalig den VisualApplets IP Core als Blackbox in das FPGA- Ihrer Kamera. Danach ist der IP Core beliebig oft programmierbar. Ihre Bildverarbeitungsexperten oder Ihre Kunden nutzen die grafische Entwicklungsumgebung VisualApplets, um den IP Core zu programmieren. Hardware- Programmierkenntnisse sind hierbei nicht nötig. In VisualApplets lässt sich eine Bildverarbeitungslösung als Flussdiagramm entwickeln ganz ohne HDL. VisualApplets synthetisiert die erstellte Bildverarbeitungslösung vollautomatisch zum FPGA-Bitstream, mit dem der FPGA konfiguriert wird. VisualApplets erstellt automatisch die benötigten Softwarezugriffe auf die Parameter der Bildverarbeitungslösung. Die neue Bildverarbeitungslösung nimmt ihren Betrieb auf! Die einzelnen Parameter können vom Endanwender noch zur Laufzeit konfiguriert werden. 3 Embedded VisualApplets

4 Einmalige Integration von VisualApplets durch Ihre Hardware-Entwickler Die Integration von embedded VisualApplets in Ihre Kamera ist in wenigen Schritten möglich: 1. Sie verwenden das Tool eva er, um für den FPGA Ihrer Kamera eine IP Core Blackbox in VHDL zu erstellen. Hierzu geben Sie einige Daten ein (z.b. verwendeter FPGA) und spezifizieren die Ports, die Sie am IP Core wünschen (Speicherschnittstellen, Bilddateneingänge, Bilddatenausgänge, Register- und GPIO-Schnittstellen). 2. Die erzeugte IP Core Blackbox binden Sie in Ihr bestehendes FPGA- (VHDL) ein. 3. Sie erzeugen eine Netzliste Ihres FPGAs mit integrierter Blackbox und erstellen eine Constraints-Datei. 4. Sie erstellen mit Hilfe von eva er unter Einbindung der von Ihnen generierten Netzliste und Constraints-Datei per Mausklick ein kameraspezifisches Plugin für VisualApplets. Dieses sorgt für die Unterstützung Ihres Gerätes in VisualApplets. 5. Sie installieren die grafische Entwicklungsumgebung VisualApplets und im Anschluss das kameraspezifische Plugin. Nach diesen Schritten ist die Programmierung des VA IP Cores Ihrer Kamera mittels VisualApplets möglich. Direkt-Support Entwickler <-> Entwickler: Mit unserem Rapid Prototyping Package können Ihre Hardware- Entwickler während der Implementierungsphase auf den direkten Support durch unsere VisualApplets Entwicklungsabteilung zurückgreifen. 4 Embedded VisualApplets

5 eva Plugin Installer Der einmalige Prozess der VisualApplets Implementierung: Daten zu HW und FPGA (Typ, Logikressourcen, Zielfrequenz, etc.) *.ngc / *.edn Spezifikation der Schnittstellen zwischen FPGA und IP Core Manuelle Eingabe über GUI *.ucf / *.xdc eva er Programmier- Werkzeug Auf Grundlage der eingege- VisualApplets Netzliste FPGA Gesamt- Con- straints- Datei benen Daten erzeugt eva er einen HWspezifischen, leeren IP-Core (Blackbox, Schnittstelle des IP- Cores zu FPGA) in VHDL IP Core Blackbox Test- Umgebung mit IP Core Emulator IP Core Blackbox FPGA- Netzliste Hardware Applet + Runtime Code *.hap *.xml *.c Einbindung der Blackbox in das des Gesamt-FPGAs (in VHDL) Constraints FPGA- IP Core Blackbox Zielanwendung auf Ihrer Kamera VHDL-Code Software-Tool mit GUI User-Interaktion Automatische Erzeugung Schnelle Implementierung Ihr Erfolg! Deshalb unterstützen wir Sie durch intensiven Know-How-Transfer, individuelle Betreung, Workshops, Coachings und vieles mehr. 5 Embedded VisualApplets

6 - als Baustein: Der übliche prozess von IP Cores wird bei embedded VisualApplets sozusagen vom Kopf auf die Füße gestellt die Netzliste des FPGA Ihrer Kamera wird quasi als IP Core unter Verwendung der Schnittstellen der Blackbox mit variablen Bildverarbeitungs-s aus VisualApplets verbunden: IP Core Blackbox Ihre Constraints- Datei eva er eva Plugin VisualApplets Bibliotheken: Base Arithmetics Color Filter Signal etc. BV Funktionalitäten: Rules Tests Visuelles Debugging Ressourchenschätzung Bandbreitenkontrolle Simulation etc. Ihre Constraints- Datei Bitstream für FPGA Konfiguration BV 1 Bitstream für FPGA Konfiguration BV 2 Bitstream für FPGA Konfiguration BV 3 Bitstream für FPGA Konfiguration BV 4 Bitstream für FPGA Konfiguration BV 5 6 Embedded VisualApplets

7 So nutzen Sie embedded VisualApplets Step 1: Einfache Programmierung durch Bildverarbeitungsexperten Nutzen Sie alle Vorteile der visuellen Programmierung von Bildverarbeitungslösungen mit VisualApplets. Ihre Bildverarbeitungsexperten werden unterstützt durch thematisch gegliederte, reichhaltige Bildverarbeitungs-Bibliotheken automatische Prüfung der erstellten Anwendungen auf Konformität mit zugrundeliegenden Kombinations- und Parametrisierungsregeln visuelles Debugging FPGA-Ressourcenschätzung elemente mit hohem Ressourcenverbrauch lassen sich leicht auffinden und optimieren automatische Bandbreitenkontrolle pixelgenaue Simulation zur Überprüfung der Funktionalität der erstellten Anwendung Thematisch gegliederte Operatoren- Bibliotheken Die Operatoren können je nach anstehender Bildverarbeitungsaufgabe angeordnet und miteinander verbunden werden. Zur Definition der Bildverarbeitungslösungen stehen über 200 Operatoren zur Pixelgenaue Verfügung. Jeder Operator bietet eine Simulation ganz bestimmte Funktion innerhalb der von Bildverarbeitungskette an. Weitere Testbildern Bibliotheken können 7 selbst erstellt oder Embedded VisualApplets zugekauft werden.

8 Step 2: Automatische Synthese des FPGA-Bitstreams Starten Sie die Synthese der erstellten Bildverarbeitungslösung unter Einbeziehung der während der Implementierung generierten Netzliste und Constraintsdatei zum FPGA-Bitstream einfach per Mausklick. Bitte beachten Sie, dass Sie hierzu die Synthese-Software 1 des FPGA-Herstellers 2 benötigen. Step 3: Konfiguration des FPGAs Konfigurieren Sie den FPGA mit dem erzeugten Bitstream. Ob Sie einen Flash-Speicher oder direktes Schreiben in den FPGA bevorzugen Sie haben alle Freiheiten in der Wahl der optimalen Konfigurationsmethode. Step 4: Nutzen Sie alle kommerziellen Vorteile programmierbarer Hardware Passen Sie die Bildverarbeitungs-Pipelines Ihrer Kameras zeitnah an Kunden- und Marktbedürfnisse an. Vertreiben Sie dasselbe Kameramodell mit verschiedenen Bildverarbeitungs- Anwendungen. Nutzen Sie eine einmal entwickelte Anwendung auf verschiedenen Kameramodellen. Ermöglichen Sie Ihren Kunden in von Ihnen vorgegebenem Rahmen, die von Ihnen bezogenen Kameras selbst zu programmieren. 1 in Abhängigkeit vom verwendeten FPGA: Xilinx Vivado WebPACK (free), Xilinx Vivado Suite, Xilinx ISE WebPACK (free) oder Xilinx ISE Suite (eingetragene Markennamen von Xilinx Corp.) 2 Derzeit unterstützt embedded VisualApplets die FPGAs von Xilinx Inc. ab Serie 6 inklusive Zynq SoC 8 Embedded VisualApplets

9 Lizensierungsmodell Die Lizensierung erfolgt über eine Runtime-Lizenz pro Kamera. Die Kosten einer Runtime-Lizenz definieren sich über die maximale Sensor-Bandbreite, die von der Bildverarbeitung maximal nutzbaren FPGA-Ressourcen und über die DRAM-Speicherverwendung. Sie können hier zwischen 12 Performanzklassen wählen: Bandbreitenklassen 150 MB/s 500 MB/s 1000 MB/s unlimited Economy Moderate Ressourcen, kein DRAM Performanzklasse E150 E500 E1000 EL Sensor-Bandbreite bis 150 MB/s bis 500 MB/s bis 1000 MB/s unlimitiert Verfügbare Ressourcen bis LUT4 bis LUT4 bis LUT4 bis LUT4 Verfügbarkeit DRAM ohne DRAM ohne DRAM ohne DRAM ohne DRAM extended Hohe Ressourcen, mit DRAM- Anbindung Performanzklasse X150 X500 X1000 XL Sensor-Bandbreite bis 150 MB/s bis 500 MB/s bis 1000 MB/s unlimitiert Verfügbare Ressourcen Bis LUT4 bis LUT4 bis LUT4 bis LUT4 Verfügbarkeit DRAM DRAM-Anbindung DRAM-Anbindung DRAM-Anbindung DRAM-Anbindung Superior Maximum Ressourcen, mit DRAM- Anbindung Performanzklasse S150 S500 S1000 SL Sensor-Bandbreite bis 150 MB/s bis 500 MB/s bis 1000 MB/s unlimitiert Verfügbare Ressourcen unlimitiert unlimitiert unlimitiert unlimitiert Verfügbarkeit DRAM DRAM-Anbindung DRAM-Anbindung DRAM-Anbindung DRAM-Anbindung Die Runtime-Lizenzen können Sie selbst erzeugen. Sie erhalten hierzu einen Dongle, der ein Pay- Per-Use-Verfahren kontrolliert. Auf dem Dongle wird eine bestimmte Anzahl von Nutzungseinheiten (1 Nutzungseinheit pro Runtime-Lizenz) für eine bestimmte Performanzklasse zur Verfügung gestellt. Wenn die gespeicherten Nutzungseinheiten verbraucht sind, können Sie ein neues Nutzungskontingent nachkaufen, welches auf den Dongle geladen wird. Ihre Vorteile durch Pay-Per-Use-Verfahren: Keine zusätzliche Hardware an der Kamera nötig Sicherheit und Schutz Ihrer Intellectual Property durch Nutzung der FPGA-internen Serien-Nummer (DNA des FPGA) Einfache Integration der Lizensierung in die Produktionsabläufe 9 Embedded VisualApplets

10 Ihre Bestellmöglichkeiten Embedded VisualApplets Artikel- Nummer erforderlich/ optional VisualApplets 3 Embedder erforderlich VisualApplets erforderlich VisualApplets USB Dongle erforderlich VisualApplets 3 Expert optional Bibliothek Segmentation/Classification (Blob) optional Bibliothek Compression optional Xilinx Vivado : Edition Lizenz (NL) (genuine Xilinx Software) optional Embedded VisualApplets Rapid Prototyping Package (Service-Paket im Rahmen der embedded VisualApplets Implementierung) Artikel- Nummer erforderlich/ optional Initialer Workshop (WebEx, ohne Mehrkosten auch faceto-face vor Ort in Mannheim) 1-2 Tage Gemeinsame Entwicklung einer prototypischen Implementierung für erweiterte Evaluierung Bereitstellung einer Simulationsumgebung Direkter Support durch die Silicon Software Entwicklungsabteilung optional 3 Zur Nutzung von VisualApplets 3 wird ein Dongle benötigt (Bestellnummer ). Der VisualApplets Syntheseprozess erfordert eine 3 rd -Party-Software: In Abhängigkeit vom verwendeten FPGA entweder Xilinx Vivado WebPACK (free), Xilinx Vivado Suite, Xilinx ISE WebPACK (free) oder Xilinx ISE Suite (eingetragene Markennamen von Xilinx Corp.). 10 Embedded VisualApplets

11 Embedded VisualApplets Production Platform (Service-Paket im Rahmen der embedded VisualApplets Implementierung) Artikel- Nummer erforderlich/ optional optional Services Variabler Dienstleistungskatalog je nach Kundenbedürfnissen zur Entwicklung und Bereitstellung einer vollfunktionalen, kundenspezifischen Produktiv- Plattform Umfang: 5 Manntage, beliebig erweiterbar Artikel- Nummer Artikel- Nummer VisualApplets Workshop (anrechnungsfähig bei Erwerb einer VisualApplets 3 Lizenz) optional Coaching n. Aufw. optional Entwicklungsdienstleistungen (technische Kurzbeschreibung erforderlich) n. Aufw. optional Interesse? Kontaktieren Sie uns. Wir stehen gern zu Ihrer Verfügung mit Weitergehenden Produktinformationen und ausführlicher Dokumentation Workshops und Coachings Support bei der Integration in Ihre Hardware Entwicklungsdienstleistungen 11 Embedded VisualApplets

12 Kontakt GmbH Steubenstrasse 46 D Mannheim, Germany Phone: +49(0) Fax: +49(0) info@silicon.software Web: Inc. (USA) 1 Tara Boulevard, Suite 200 Nashua, NH 03062, USA Phone: Fax: info@silicon.software Web: America Inc St-Martin Blvd., Suite 500 Laval, Qc., H7T0J3, Canada Phone: Ext 101 Fax: americas@silicon.software Web: Über VisualApplets VisualApplets ist ein intuitives Werkzeug zur grafischen Programmierung von FPGAs für die Bildverarbeitung. Anwendungen zur Bearbeitung selbst komplexer Bildverarbeitungsaufgaben können kostengünstig und in kürzester Zeit ohne VHDL-Kenntnisse entworfen und erzeugt werden. Visuelles Debugging, Analyse-Optionen und pixelgenaue Simulation unterstützen den Entwickler. Der integrierte SDK-Generator sowie das Programm microdisplay als grafische Benutzerschnittstelle vereinfachen die Implementierung auf dem FPGA. Diese Leistungsmerkmale schaffen eine ganz neue Flexibilität für den Bildverarbeitungsbereich: Mit VisualApplets können anfallende Bildverarbeitungsaufgaben schnell und komfortabel implementiert und bestehende Lösungen kostengünstig gewartet und weiterentwickelt werden. Über Silicon Software Silicon Software mit Sitz in Mannheim/Deutschland und Nashua/USA ist Hersteller von Framegrabbern und intelligenten Bildvorverarbeitungslösungen für die industrielle Bildverarbeitung auf Basis der reprogrammierbaren FPGA-Technologie. Weitere Schwerpunkte sind grafische Programmierumgebungen und Bildverarbeitungsbibliotheken für Echtzeitanwendungen. Die Hard- und Softwareprodukte zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Flexibilität, Leistungsfähigkeit und einfache Bedienbarkeit aus. 12 Embedded VisualApplets