Hands-on Workshop:
FPGA Programming for Embedded Vision
FPGAs und Embedded Vision sind eine ideale Kombination und mit entsprechenden Tools und Know-how gelingen Hardware-Design und Programmierung schnell, einfach und kostengünstig. In einem gemeinsamen Workshop zeigen Efinix und Vision Components neueste Entwicklungen der Technologie und Grundsätze für das Design-In und die FPGA-Programmierung mit Verilog. Der Workshop richtet sich an FPGA-ProgrammierInnen zur Fortbildung im Bereich Bildverarbeitung und an Vision ExpertInnen, die ihr Know-how zur Implementierung von BV-Algorithmen auf FPGAs erweitern möchten.
23.04.2024
9:30 – 17:00 Uhr
Ettlingen bei Karlsruhe
Agenda
Anmeldung
Hardwaredesign, Programmierung und Implementierung
Im ausgiebigen Praxis-Teil arbeiten die TeilnehmerInnen mit Demonstratoren auf Basis eines Raspberry Pi, des VC Power SoM Beschleunigerboards mit Efinix Trion FPGA und einem VC MIPI Kameramodul. Sie programmieren anhand von Fallbeispielen eigene Algorithmen für typische Anwendungen wie Bildspeicher, Bildverbesserungen, Farbraumkonvertierung und Mustererkennung und erhalten wichtige Tipps für die Anwendung in eigenen Projekten.
Termin, Anmeldung und Kosten
23.04.2024, 9:30-17:00 Uhr
Der Workshop von Efinix und Vision Components findet vor Ort bei Vision Components in Ettlingen bei Karlsruhe statt. Die Teilnahme kostet pro Person 149 €. Im Preis enthalten sind ein Mittagessen und Getränke. Der Demonstrator kann im Anschluss gegen einen Aufpreis erworben werden. Der Workshop findet in englischer Sprache statt.
Die Workshop-Themen in der Übersicht
Teilnehmende des Workshops lernen, wie FPGAs für anspruchsvolle Aufgaben im Bereich der Bildverarbeitung eingesetzt werden können. Der Fokus liegt auf der Nutzung der Efinix Trion FPGA-Familie in Kombination mit dem VC Power SoM.
Grundlagen des Hardware-Designs mit FPGA
FPGA-Programmierung mit Verilog
Algorithmen für Bildverarbeitung und Bildfilter
Simulation mit iverilog und Implementierung
Ihre Referenten
Michael Engel, Firmengründer und Managing Director Vision Components
Jan-Erik Schmitt, Geschäftsführer Vertrieb Vision Components
Harald Werner, Geschäftsführer, Senior Sales Director EMEA, EFINIX
Maximilian Werner, Field Application Engineer, EMEA, EFINIX
Agenda
09:30 – 11:00 Uhr: Begrüßung und Auftakt
- FPGA-Technologien für Embedded Vision
- Vorstellung der Efinix FPGA-Serien
11:00 – 12:00 Uhr: Einstieg in den Workshop
- Hardwaredesign mit FPGA: synchrones und asynchrones Design
- Steuerwerke
- Synchronisierung externer Signale
- Timing
- Programmiersprachen: Verilog, C
- Syntax und Programmierstil
- kombinatorische und synchrone Anweisungen
- Beispiel: Zähler für blinkende LED
- Parallelität und Pipelining
- Beispiel Schieberegister
- Was ist ein (synchrones) FIFO?
- Aufgabe und Funktion
- Implementierung
- Das AXI-Stream Interface
- Fallstricke und Regeln für die Implementierung
12:00 – 13:00 Uhr: Mittagspause und Verpflegung
13:00 – 17:00 Uhr: Algorithmik und Beispiele
- Tipps für die Implementierung von Algorithmen
- Beispiel: Sobel-Operator
- Batch-Buffering
- Gegenbeispiel: Fall-Through Implementierung
- Simulation
- iverilog Beispiel
- VC Power SoM
- Blockschaltbild, Anschlüsse
- Stromversorgung, LEDs
- Programmierung
- DDR3 RAM
- QSPI Flash
- Mipi-Interface
- LVDS-Interface
- I/O
- MIPI
- MIPI-DPhy Low-Power Mode, High Speed Mode
- Die Rolle des Linux-Treibers
- Die wichtigsten MIPI-Packets FS, FE, RAW8, RGB
- Fallbeispiele
- einfacher Bildspeicher
- Bildverbesserung (Median, Kontrast, Bildschärfe, Mittelung)
- Barcodelesen (Suche)
- Datamatrixlesen (Suche)
- Bayer-to-RGB, Farbraumkonvertierung (ISP-Funktionalität)
- Bewegungsanalyse (Blobanalyse)
- Mustererkennung (Korrelation, Matching)
- Stereo (3D-Epipolarkorrektur)
- Geometrieprozessor (Rektifizierung von Fischaugen-Objektiven)
- Stitching
- Laser-Profiling (schnelles Finden von Linien, COG)
- Bewegungsanalyse
- Fragen & Antworten, Abschluss der Veranstaltung
Über die Firmen
Efinix
Efinix ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von flexiblen, leistungsfähigen FPGAs für den Einsatz in Industrie, Kommunikation und Consumer-Electronics. Zu den Innovationen des Unternehmens gehören die Quantum-Technologie, die durch flexible Routing-Struktur schnelle Systemgeschwindigkeiten und hohe Leistungsdichte bietet. Außerdem bietet Efinix mit der Trion-Serie strom- und preisoptimierte FPGAs, die sich dank ihres fest verdrahteten MIPI CSI-2-Interfaces ideal für die Integration in Embedded Vision Projekte eignet. Darüber hinaus bietet das Unternehmen eine Design-Umgebung für die FPGA-Programmierung mit Verilog und VHDL.
Vision Components
Vision Components ist seit über 25 Jahren ein führender Hersteller von Embedded-Vision-Systemen. Das Angebot reicht von flexibel einsetzbaren MIPI-Kameramodulen über frei programmierbare Kameras mit ARM/Linux bis zu OEM-Systemen für die 2D- und 3D-Bildverarbeitung. Teil des VC MIPI Ecosystems ist das Beschleunigerboard VC Power SoM. Es ist mit einem Efinix Trion FPGA ausgestattet und ermöglicht komplexe Bildvorverarbeitungen im MIPI-Datenstrom. Der VC Power SoM kann als Baustein direkt in das Elektronikdesign eines Prozessorboards integriert werden.
Embedded Vision mit FPGAs: hohe Rechenleistung auf Edge-Devices
Die FPGA-Technologie eignet sich ideal für zahlreiche Embedded Vision Projekte: Sie verbindet eine hohe Rechenleistung und Echtzeit-Fähigkeit mit geringer Stromaufnahme und ultrakompaktem Design. Damit ermöglicht sie auch die Verarbeitung komplexer AI-Algorithmen auf Edge-Devices und bietet eine optimale Basis für autonome Roboter, Aufgaben in der Qualitätssicherung und in der Automatisierung. Gleichzeitig können einmal entwickelte FPGA-Algorithmen einfach auf neue Hardware-Designs portiert werden und gewährleisten damit ein hohes Maß an Investitionssicherheit und Re-use bestehender Entwicklungsaufwände.