導讀

精準搜集車輛傳感器的實時數據是ADAS系統穩定運行的關鍵所在。友思特 proFRAME 系統可以同步采集輸入數據流并輸出處理，成為車載全景環視相機從圖像采集至分析結果輸出存儲的高效閉環方案。

proFRAME 車載圖像采集與回放系統

ADAS系統如交通標志識別、車道輔助、停車輔助和自動駕駛（AD）等功能，需要高效、精準地收集車輛傳感器的實時數據，特別是來自嵌入式攝像頭的視頻數據，這些功能的驗證需要同步捕獲各個攝像頭的視頻流，添加相應的時間戳并存儲，然后在硬件在環測試（HIL）中將這些駕駛場景回放到驗證 ADAS/AD ECU中。

針對上述內容，proFRAME提供了完美的解決方案。

全景環視的多相機數據流包含相應的高精度時間戳，proFRAME 提供了 bypass 功能（Tap模式），使得數據流可以同步采集輸入和輸出處理，通過 ATX4 高性能車載服務器/BRICK2 數采平臺，對數據進行存儲、圖像處理、分析，實現車載全景環視相機圖像采集至分析結果輸出存儲的完整閉環。

方案特點

同步捕獲各個相機的視頻流并添加響應時間戳進行存儲；

同步錄制多達8個4K視頻流（包括邊帶通信I2C），并可通過外部觸發線與其他記錄設備或傳感器同步；

proFRAME系統在HIL中能夠基于錄制過程中的時間戳精準同步地回放駕駛場景；

兼容市面上常見的串行器播放視頻流，回放根據單圖像幀時間戳信息或外部觸發進行；

支持ROS或ADTF的HIL系統，提供API實現proFRAME與HIL系統的快速集成。

靈活切換的工作模式及其應用

友思特 proFRAME 板卡有三種工作模式，通過加載不同的固件來切換，從而滿足不同場景下的應用需求。

Capture模式（采集）

板卡處于Capture模式時，可以同時獲取最多8個相機的視頻流。

對于每一個相機視頻流的獲取鏈路如下：

前端的GMSL/FPD-Link相機的CMOS圖像傳感器捕獲光信號并轉換為電信號，生成原始圖像數據。

原始圖像數據在相機內部經過處理（如去噪、增益、色彩校正等）后通過相機的串行芯片進行串行化，轉為CSI-2標準的數據格式，通過同軸線纜（Coax）傳輸到板卡。

在板卡上，接收到的數據通過相機適配器的解串芯片進行解碼，將串行數據流恢復成并行的CSI-2圖像數據格式，傳送至板卡的FPGA模塊進行處理。

除了圖像數據，相機的控制信號指令（如I2C和GPIO）也通過同軸線纜傳輸。I2C用于設備間的通信，包括配置相機的工作參數（如曝光、增益調整等），GPIO用于控制相機的行為（如相機的啟停、觸發拍攝等）。板卡也支持通過同軸線纜給相機供電（PoC）。

板卡通過PCIe（x8 Gen3）接口跟主機通信，基于proFRAME配套的API、Lib和驅動，實現了后續客戶端應用的集成，包括ROS或ADTF應用。

Replay模式（回放）

板卡處于Replay模式時，可以同時回放最多4個視頻流。

對于每一個視頻流的回放鏈路如下：

主機客戶端應用輸出的視頻流通過PCIe接口傳輸到板卡，通過板卡的FPGA模塊進行預處理，轉為CSI-2圖像數據格式。

并行的CSI-2圖像數據在相機適配器的串行芯片進行串行化，通過切換不同的相機適配器，以GMSL或FPD-Link串行接口標準輸出。

圖像數據通過同軸線纜傳輸到前端的ECU設備進行解串，恢復成并行圖像數據，用于可視化或其他調試處理目的。也可以使用另一塊proFRAME板卡來重新采集捕獲回放的視頻流。

TAP模式（旁通、邊采集邊回放/記錄）

板卡處于TAP模式時，可以同時分別采集和輸出最多各4個視頻流。

對于每一個視頻流，采集的數據攜帶ns級別的高精度時間戳，采集到的數據同時分出兩路，一路通過PCIe傳到主機，一路通過另外的通道輸出，實現視頻流的實時采集和回放。具體的數據傳輸鏈路如下：

前端的GMSL/FPD-Link相機的CMOS圖像傳感器捕獲光信號并轉換為電信號，生成原始圖像數據。

原始圖像數據在相機內部經過處理（如去噪、增益、色彩校正等）后通過相機的串行芯片進行串行化，轉為CSI-2標準的數據格式，通過同軸線纜（Coax）傳輸到板卡。

在板卡上，接收到的數據通過相機適配器的解串芯片進行解碼，將串行數據流恢復成并行的CSI-2圖像數據格式，傳送至板卡的FPGA模塊進行處理。

除了圖像數據，相機的控制信號指令（如I2C和GPIO）也通過同軸線纜傳輸。I2C用于設備間的通信，包括配置相機的工作參數（如曝光、增益調整等），GPIO用于控制相機的行為（如相機的啟停、觸發拍攝等）。板卡也支持通過同軸線纜給相機供電（PoC）。

圖像數據經由板卡的FPGA模塊，同步分出兩路數據，一路數據經由PCIe（x8 Gen3）接口傳輸到主機的客戶端應用；一路數據重新經過相機適配器的串行化芯片進行串行輸出，通過同軸線纜傳輸到前端的ECU設備進行解串，恢復成并行圖像數據，用于可視化或其他調試處理目的。

友思特 proFRAME 系統方案

proFRAME Base Board 3.0 CompactPCI

第三代 proFRAME 基板以CompactPCI?串行（CPCI-S.0）形式首次亮相，其數據速率是其前代產品的四倍，可支持最先進的汽車攝像頭。該基板基于 AMD Zynq? UltraScale+ ? ZU4CG MPSoC 構建，可為其每個新型相機適配器接口提供高達 40 Gbit/s 的數據傳輸速率。

proFRAME Base Board 3.0 PCIe

具備CompactPCI?串行版本的所有高級功能，但作為常規PC系統的PCI Express?板均能實現。與新的camAD3相機適配器系列完全兼容。

了解更多？歡迎訪問官網，探索豐富案例：https://viewsitec.com/proframe-grabber/

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審核編輯 黃宇