打破USB3.0接口芯片領域西方掣肘-方寸微電子超高速接口芯片在機器視覺領域應用

伴隨著工業發展進程及工業4.0時代的到來，機器智能化也逐漸成為現實。機器視覺是機器智能范疇最重要的前沿分支之一，也是智能制造裝備的關鍵零部件。根據德勤《中國人工智能白皮書》數據顯示，2019年我國人工智能市場規模已經達到500億美元，根據賽迪顧問數據，至2020年，中國智能制造裝備市場預計可達2萬億元。GGII數據顯示，2019年中國機器視覺市場規模65.50億元，同比增長21.77%。2014-2019年復合增長率為28.36%。人工智能的發展與智能制造裝備的滲透將雙重加速機器視覺的進步。

而如今，中外核心技術之爭日趨白熱化，尤其是國產替代技術領域，擁有高精尖的自研技術已經成為重中之重。方寸微電子作為國產芯片設計廠商不斷在技術水平、方案適配等方面取得了不同程度的突破。而為解決USB3.0接口芯片被國外“卡脖子”的問題，方寸微電子在2019年發布國內首款USB3.0超高速接口芯片，為國產自研芯片領域注入一針強心劑。

大力發展國有產業大勢所趨，自研技術和產品正在騰飛

工業4.0離不開智能制造，智能制造離不開機器視覺。機器視覺是實現工業自動化和智能化的必要手段，相當于人類視覺在機器上的延伸，機器視覺一般具有高度自動化、高效率、高精度和適應較差環境等優點。機器視覺行業里工業相機硬件都需要芯片技術和集成電路。其中，USB3.0接口芯片國內空白，完全依賴進口。

圖1：USB接口工業相機

圖2：工業相機內部結構

T630高速接口芯片是方寸微電子擁有自主知識產權的純國產USB3.0超高速控制器芯片，終斷了USB3.0接口控制器被西方品牌壟斷的歷史。截止目前，方寸微電子T630芯片已量產并批量向客戶供應，其優良的性能、本地化的技術支持、可靠的品質、穩定的交期得到了客戶的一致好評。

T630采用與歐美暢銷品牌兼容的封裝形式，工程師可參照例程稍做修改即可完成核心產品國產替代解決方案。T630作為USB3.0超高速接口芯片，配合FPGA，打通由外部設備至主機端的超高速雙向數據傳輸通路，實現USB3.0超高速接口在機器視覺方面的應用。主機端通過USB3.0接口與T630相連接，T630與FPGA通過MUXIO接口連接，接口模式可設置為FIFO主或FIFO從。通路中，主機端負責發起數據傳輸請求，T630響應主機請求，FPGA作為數據源端或目的端，經由FIFO接口發送或接收應用數據。

圖3：T630工業相機原理框圖

本應用示例中，T630支持如下傳輸特性：

? 支持USB3.0，接口速率5Gbps，向下兼容USB2.0/USB1.1

? 支持數據流式加解密

? 支持控制/中斷/批量傳輸類型

? 支持數據DMA傳輸

? 支持大批量數據流協議

? 支持FIFO主/FIFO從兩種模式

T630高速接口芯片除在工業相機領域應用外，還廣泛適用于視頻采集卡、工業采集卡、打印機、掃描儀、數字攝像機、測量采集設備等眾多需要USB3.0接口的場合。該芯片集成國產32位高性能RISC CPU，支持USB3.0、MUXIO、I2C、QSPI、UART等多種接口，可快速在嵌入式主板上與FPGA/CPU進行通訊對接，作為USB3.0外擴接口芯片與PC或者服務器實現數據傳輸。同時該芯片提供完整的SDK供客戶進行定制化開發，尤其針對典型應用場景提供了源碼級方案支撐，可幫助客戶縮短產品開發周期、降低整體開發成本，提升產品市場競爭力。