Von 2 GFlops auf 90 GFlops mit der HSA-Technologie
Mit der Einführung der zweiten Generation der Currera PC-Kameras – der Currera-G Kamera-Serie, basierend auf der AMD Embedded G-Series Plattform – hat Ximea die Verarbeitungsleistung seiner Plattform von 2 GFlops auf 90 GFlops gesteigert: ein Leistungszuwachs um das 45-fache. Die Currera-G PC-Kamera integriert einen Single-Board-Computer auf Basis der AMD Embedded G-Series Accelerated Processing Unit (APU). APUs kombinieren eine Low-Power CPU und eine programmierbare GPU mit dem Leistungsniveau einer dedizierten Grafikkarte auf einem Chip zusammen mit einer High-Speed Bus-Architektur. Die Kombination aus GPU und CPU auf demselben Chip ermöglichte es dem Hersteller, die aufwändige Verarbeitung von Pixel-Daten von der CPU auf die GPU auszulagern. Da die CPU von diesen Aufgaben entlastet wird, kann sie I/O-Anfragen mit viel geringerer Latenz bedienen. Das steigert die Echtzeit-Performance des gesamten Systems deutlich. Die AMD Embedded G-Series APU ermöglicht einen auf die Anwendung abgestimmten Datenpfad zwischen dem Bildsensor und der Applikation. Damit lässt sich ein CPU-Overhead bei der Bilddatenübertragung vermeiden. Der direkte Zugriff auf den gemeinsamen geteilten Speicher zwischen CPU und GPU gestattet einen direkten Datentransfer bei geringer Latenz. Indes erledigen die Vektorprozessoren in der integrierten GPU – 80 Shadereinheiten bei je 500MHz (AMD G-T56N) – die High-Speed-Parallelverarbeitung, die für umfangreiche numerische Berechnungen notwendig ist. Zusätzlich zu einem Leistungsniveau, das viele Smart-Kameras übertrifft, unterstützten die PC-Kameras Auflösungen von WVGA bis 5 Megapixel und integrieren zwei MicroSD-Kartenslots. Die Kameras bieten zudem eine Reihe von I/O-Optionen, einschließlich Gigabit Ethernet (GigE), USB-Schnittstellen, VGA, RS232 sowie acht isolierte Digitale Ein- und Ausgänge, programmierbare, stromgeregelte Ausgänge für LED-Beleuchtung und einen grafisch konfigurierbaren Micro PLC, der mit Jitter-Genauigkeiten von unter einer Mikrosekunde arbeitet.
Reduktion auf Zwei-Chip-Plattform
Ohne die platzsparende AMD Embedded G-Series APU wäre die Integration einer GPU auf das Currera Prozessor-Modul im gegebenen Formfaktor extrem schwierig, wenn nicht sogar unmöglich gewesen. Sie reduziert den Footprint einer traditionellen Drei-Chip-Plattform aus CPU, Northbridge und Southbridge auf nur zwei Chips: die APU und den begleitenden Controller Hub. Damit lies sich die Designkomplexität reduzieren, um so die ehrgeizigen Formfaktor-Ziele zu realisieren. Bei der Entwicklung der Currera-G PC-Kamera auf Basis der AMD Embedded G-Series APU waren die Designer in der Lage, das Prozessormodul samt Festkörperkühlung in ein Gehäuse mit fast identischen Abmaßen von 62x105x62mm zu früheren, Currera-R PC-Kameras zu integrieren. Am Ende erreichte Ximea einen 45fachen Zuwachs an Leistung ohne höheren Platzverbrauch.
Programmierplattform für beschleunigte Bildverarbeitung
AMDs Unterstützung der plattformübergreifenden und offenen Open Computing Language (OpenCL) kam dem Kamera-Hersteller ebenfalls entgegen: Den Entwicklern ermöglicht die Programmierplattform, einfachen und kostengünstigeren Programmcode erstellen, der die Bildverarbeitung Currera-G-basierter Vision System-Applikationen beschleunigt. OpenCL APIs gestatten Entwicklern, Code über CPU-, GPU- und APU-Plattformen der führenden Prozessorhersteller hinweg weiter zu verwenden. Und genauso wie die Currera-G PC-Kamera auf Basis des AMD Embedded G-Series Prozessors Endnutzern reichlich Performance-Spielraum für eine zukunftssichere Investition bereitstellt, so wird auch OpenCL Entwicklern eine zukunftssichere Code-Entwicklung ermöglicht.
