同創(chuàng )國芯竇祥峰演講實(shí)錄：VR的FPGA應用分析

FPGA的應用會(huì )給VR解決很多問(wèn)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)總監竇祥峰發(fā)表了題為《VR的FPGA應用分析》的主題演講。竇祥峰認為，將FPGA應用到VR上面去，可以有效地降低成本，加快研發(fā)速度、提升系統性能并縮小系統尺寸、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(jiǎn)單的回顧一下國內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(diǎn)，還有如何去把FPGA應用在VR領(lǐng)域。

我們看這個(gè)表，無(wú)論是從市場(chǎng)規模還是同比增長(cháng)上看，VR在2015年到2017年的發(fā)展可謂是爆炸式的，所以說(shuō)，VR未來(lái)的市場(chǎng)是相當龐大的。

VR產(chǎn)品包括內容源還有硬件設備，而我們更關(guān)注于硬件設備的制造或者說(shuō)是設計。

大家都很清楚，虛擬現實(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(jué)和身體感覺(jué)方面的反饋。給VR設備做一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋?zhuān)瑥膫鞲衅鞯姆答佇纬涩F實(shí)世界的3D模型，進(jìn)而形成整個(gè)系統。

我想闡述一下硬件設計在VR設備上可以實(shí)現的功能，目前無(wú)非是VR、AR設備的識別、定位、運算以及傳輸等，設計方案需要CPU、GPU或者說(shuō)傳感器這些IC基礎器件和FPGA做支撐。

比如說(shuō)在A(yíng)R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的定位、識別、跟蹤技術(shù)、計算機視覺(jué)此類(lèi)的問(wèn)題。但是它的計算量對于我們系統的處理器或者是說(shuō)GPU要求都很高，我們要怎么去有效的提升VR設備的性能呢？我認為需要增加FPGA，用以滿(mǎn)足日益增加的運算量所帶來(lái)的設計復雜度的提升。

我們看這張表，中間的FPGA可以實(shí)現一些輸入輸出接口（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存儲器或其他一些和上層設備交互的接口，都可以用FPGA做實(shí)現和處理。

這是在VR雙目視覺(jué)上的FPGA應用。屏幕右邊是我們公司的基礎開(kāi)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(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上面轉移到FPGA里去處理，這樣的話(huà)就可以降低整個(gè)系統的開(kāi)銷(xiāo)，從而提升系統的性能。

這是復合視頻處理平臺?？梢钥吹綇秃弦曨l輸入FPGA，可以實(shí)現高速數據分析、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（數字信號處理）配合的，如果FPGA的DSP的資源足夠的話(huà)我們可以把這兩個(gè)系統，FPGA和DSP合二為一形成自己的設備。

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的方案，滿(mǎn)足我們對信息安全考量的需求。

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

這個(gè)芯片是可以被重復編程的，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(diǎn)就是它可以被快速的推向市場(chǎng)?，F在的產(chǎn)品或者說(shuō)設計，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)先機呢？

我們在做產(chǎn)品定義或者系統設計、尋找解決方案的時(shí)候，去找通用的CPU或者是專(zhuān)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(kāi)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。

這是我們的應用領(lǐng)域。大家可以簡(jiǎn)單看一下，我們現在提供的有30K和130K還有180K的產(chǎn)品系列，這些完全可以滿(mǎn)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(shí)它支持高速外部接口，可以滿(mǎn)足很多我們對VR設備設計的需求。

這是我們的設計軟件，是同創(chuàng )擁有自主產(chǎn)權的編程軟件，我們稱(chēng)之為PDS。這個(gè)軟件的界面非常簡(jiǎn)潔，不會(huì )給用戶(hù)帶來(lái)設置上的負擔。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設備上面？第一就是VR設備需要顯示，FPGA在高分辨率圖像或者說(shuō)在圖像的格式轉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)系統的尺寸，FPGA可以實(shí)現SOC化，整個(gè)系統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成本。第五，具有安全性。我們的芯片可以加密，所以說(shuō)如果有加密需求的話(huà)我們完全可以得到一個(gè)非常完善的安全系統。

我的介紹就是這樣，謝謝大家。

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