友思特案例

用于视频和数据采集的模块化解决方案

proFRAME 视频采集卡与回放系统

proFRAME模块化图像采集卡系统，用于采集、回放和处理各种应用中的原始视频数据流。例如，该系统在汽车领域用于验证ADAS系统或自动驾驶功能。proFRAME还用于医疗技术、数字显微镜领域以及生产线末端测试等工业化应用。

proFRAME 支持常见的传输技术，如 GMSL2™ 和 GMSL3™、FPD-Link™ III 和 IV（可根据要求提供其他技术）。

proFRAME模块化图像采集卡系统组成

  • proFRAME基板：这是一个带有强大FPGA的插件卡，用于实时数据处理和精确的时间戳，具有proFRAME相机适配器插槽，可连接多达8台相机。根据硬件代系和产品变体，支持不同的适配器。
  • proFRAME相机适配器：包含相机接口，并安装在相应的proFRAME基板上。

应用

  • 硬件在环系统（HiL）
  • ADAS的开发、诊断和验证
  • 数字显微镜技术
  • 工业生产线末端测试

特点和优势

  • 多数据接口支持
  • 实时数据处理，不受其他硬件要求的影响
  • 针对不同工作模式的 FPGA 逻辑进行系统内编程
  • 高性能 DMA 引擎
  • 基于时间戳的RAW视频数据录制和回放/流式传输
  • 独立于ECU的I2C消息传递到相机
  • 每个基板同步多个摄像头，多个基板同步
  • 可编程像素时钟

规格参数

proFrame基板

  • 接口：PCIe® x8 Gen3 接口或3U CompactPCI®串口
  • FPGA：AMD Zynq™ UltraScale+ ™ ZU4CG MPSoC （FBVB900）
  • 处理子系统：双核 ARM® Cortex-A53™ MPCore™ 高达3 GHz
  • 处理系统内存：2 GB DDR4，最高可达 150 Gbit/s
  • 温度范围：−20 至 +85 °C

proFrame相机适配器

可选配件

  • Thunderbolt 3 Box ：实现proFrame与PC 笔记本电脑上的 Thunderbolt 3 端口连接；
  • ledAD3 Base：用作照明 LED 的电源；
  • ledAD3 Expansion：用作照明 LED 的电源；
  • proFRAME SYNC：从外部触发源获取用于相机触发的同步信号。

用户案例

案例1：捕获多个相机数据流

高级驾驶辅助系统（ADAS）如交通标志识别、车道辅助、停车辅助和自动驾驶（AD）等功能，需要大量实时的车辆传感器数据才能进行操作，特别是来自嵌入式摄像头的视频数据，如前置摄像头或环视系统。

为了验证这些驾驶功能，必须在试驾期间记录驾驶场景（数据记录），其中同步捕获各个摄像头的视频流，并添加相应时间戳并存储。然后，在硬件在环测试（HiL）中将这些驾驶场景回放到验证ADAS/AD ECU中，以根据实际传感器数据验证其功能是否正确。

通过proFRAME产品，友思特为此提供了高性能的模块化视频采集卡和回放系统，该系统支持基于GMSL™和FPD-Link™等大多数常见汽车摄像头，并且已成功用于各种数据记录器多年。

最新一代的 proFRAME 3.0 提供两个插槽，用于高达 40 Gbit/s 的摄像机适配器，并支持 GMSL™3 和 FPD-Link™ IV 等最新技术。proFRAME 3.0 可同步录制多达 8 个 4K 视频流，包括边带通信 （I2C）。输入数据的时间戳在硬件中以高精度处理，可以通过外部触发线与其他记录设备同步。摄像机可通过同轴电缆（同轴电缆供电，PoC）提供可配置电压。

案例2：ADAS/AD验证与硬件在环测试

在高级驾驶辅助系统（ADAS）或自动驾驶（AD）功能的硬件在环（HiL）测试中，相应的ADAS/AD嵌入式控制单元（ECU）以先前在试驾期间录制的视频流的形式提供驾驶场景。为了验证ADAS/AD功能，关键是要根据录制过程中给出的时间戳精确回放各个视频帧。

proFRAME提供高性能视频采集卡和回放系统，非常适合在HiL系统中精确、同步地回放驾驶场景，以验证ADAS/AD嵌入式控制单元。提供的多种不同的相机适配器可以使用汽车市场上常见的大多数串行器（GMSL、FPD-Link）播放视频流。

最新一代的 proFRAME 3.0 提供两个插槽，用于高达 40 Gbit/s 的摄像机适配器，并支持 GMSL™3 和 FPD-Link™ IV 等最新技术。proFRAME 3.0 可同步录制多达 8 个 4K 视频流，包括边带通信 （I2C）。回放根据单个图像帧的时间戳信息或外部触发进行处理。

对于基于软件平台ROS或ADTF的HiL系统，可以使用ROS™包（ROS 2）和ADTF插件（ADTF）形式的特殊集成模板，提供proFRAME SW API与相应软件平台的连接，从而实现proFRAME与HiL系统的快速集成。

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