CHC5 от Circuit Valley — модульная камерная система, построенная вокруг базовой платы на SoC FPGA AMD/Xilinx Zynq-7020, набора интерфейсных плат с USB, HDMI или Ethernet (с PoE), разнообразных сенсорных модулей и металлического корпуса.
Решение конфигурируется под задачу: доступны разные объективы и сенсоры с интерфейсами MIPI D-PHY, LVDS, Sub-LVDS, Low Voltage LVDS или SLVS. Ядра Cortex-A9 внутри Zynq-7020 берут на себя сложную логику, тогда как программируемая матрица ПЛИС отвечает за высокоскоростные вычисления и коррекцию изображения — а при желании её же можно задействовать под алгоритмы машинного зрения и ИИ или под аппаратное ускорение с минимальной задержкой.
Характеристики CHC5:
Базовая плата
Блок-схема базовой платы CHC5
- Базовая плата
- SoC — Xilinx AMD Zynq-7020 SoC FPGA
- Процессор — двухъядерный Arm Cortex-A9
- ПЛИС — 85 тысяч логических ячеек, 4,9 Мбит блочной памяти, 220 DSP-слайсов
- Оперативная память — 1 ГБ DDR3
- Хранилище
- флеш-память на 1 Гбит
- слот для карты microSD
- ISP — полноценный процессор обработки изображения, реализованный на матрице ПЛИС
- SoC — Xilinx AMD Zynq-7020 SoC FPGA
- Несколько интерфейсных плат с USB 3.0 на 10 Гбит/с, USB 3.0 на 5 Гбит/с, опциональным PoE, опциональным HDMI и так далее; подключаются через разъёмы PS и PL на базовой плате
- Сменное крепление объектива
- Минимальный рабочий отрезок — 8,75 мм
- Доступные варианты байонета: C-Mount, CS-Mount, Canon RF (ручное управление), Sony E (ручное управление), M42 с несколькими вариантами рабочего отрезка, S-Mount, M43 либо крепление под заказ
- Частота кадров
- Пропускная способность ISP — 600 мегапикселей в секунду
- Максимум для ISP
- 640×480 — около 2000 кадров/с
- 1080p — около 170 кадров/с
- 4K — около 40 кадров/с
- Поддерживаемые сенсоры
- Интерфейс — MIPI D-PHY, LVDS, Sub-LVDS, Low Voltage LVDS, SLVS
- Разрешение — примерно до 128 Мп
- Затвор — глобальный или бегущий
- Линии данных — до 8
- Количество сенсоров — 2 (по 4 линии) или 3 (по 2 линии)
- Максимальная скорость передачи — 1,25 Гбит/с на линию, до 10 Гбит/с при восьми линиях
- Формат пикселя — RAW8, RAW12, RAW14, PWL HDR
- Интерфейсы для хоста
- USB 3.0 (5 Гбит/с) — USB UVC, USB3 Vision
- Gigabit Ethernet — GigE Vision, опционально PoE
- HDMI до 1080p60
- Одновременное вещание по всем трём интерфейсам
- Дополнительные входы и выходы
- Гальванически развязанный вход с настройкой пользователем
- Гальванически развязанный выход с настройкой пользователем
- Корпус камеры — работает как с креплением сенсора, так и вовсе без него, включает внутренний светофильтр и резьбу M43 под стандартный внешний фильтр
Стоит пояснить, почему связка «процессор плюс ПЛИС» здесь принципиальна. Обработка изображения в реальном времени — дебайеризация, коррекция объектива, шумоподавление — на обычном процессоре упирается в потолок задолго до двух тысяч кадров в секунду. Программируемая логика же выполняет эти операции конвейером, параллельно и с предсказуемой задержкой, что критично в машинном зрении: там важно не только что камера увидела, но и через сколько микросекунд она об этом сообщила исполнительному механизму.
Модульная камера CHC5 частично открыта: PDF-схемы, разводка платы, файлы STEP, Linux SDK на основе buildroot и исходный код прошивки Cypress FX3 опубликованы на GitHub под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International. А вот HDL-код реализации ISP открытым, судя по всему, не является. Обратите внимание на условия лицензии: они запрещают коммерческое использование и создание производных работ, так что «открытость» здесь скорее про возможность изучить схемотехнику, чем про свободу построить на её основе собственный продукт.
О модульных камерах писали и раньше — были и MaixCAM2 с ИИ-обработкой в 4K, и Ohm Lab Neuro N6. Но обычно модульность в этой категории сводится к замене сенсорного модуля, тогда как CHC5 заходит существенно дальше: меняются и сенсор, и интерфейсная плата, и байонет объектива, и даже конфигурация корпуса.
CHC5 Developer Edition Kit Pro
Проект собирает средства на Kickstarter с целью в 10 000 евро. Базовый вариант — CHC5 Camera System Base за 684 доллара: базовая плата, интерфейсная плата, фрезерованный корпус с внутренним фильтром плюс выбранные сенсор и крепление объектива. Тем, кому сложно определиться, предлагается набор CHC5 Developer Edition Kit Pro за 2999 евро, показанный выше. Доставка добавляет 20 евро по Европе и 39 евро для большинства остальных стран. Отправка вознаграждений запланирована на январь 2027 года — и, как всегда с краудфандингом, к этой дате стоит относиться как к ориентиру, а не как к обязательству.
