一颗GW5AT,打通GEV/U3V/HSB三条视觉链路

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高云生态合作方案商 DepEye 正式发布《基于 GW5AT 的视觉桥接方案》(v1.00)。该方案以高云半导体 GW5AT 系列 FPGA 为统一硬件载体,在同一套前端设计中集成 GigE Vision(GEV)、USB3 Vision(U3V)与 NVIDIA Holoscan Sensor Bridge(HSB)三类视觉接口协议,把来自 Sensor / ISP 或用户 FPGA 的视频流,直接桥接到 PC、工控机与 NVIDIA AI 主机。方案无需板端 CPU,由片上缓存完成帧调度与协议封装,设备参数通过主机侧远程配置。

接口路线分化,把“桥接”推到设计前台

在工业视觉、高速成像与机器人感知系统中,图像传感器与主机之间的链路选择长期由三条路线主导:GigE Vision 依托以太网,兼顾传输距离与多机部署;USB3 Vision 依托 USB 3 接口,带宽高、接入成本低;面向 NVIDIA 边缘 AI 的 Holoscan 生态则以 Holoscan Sensor Bridge 直接接入 10GbE。三者在传输介质、带宽上限、控制协议(GVCP、GenCP 与 ECB 寄存器访问)和主机驱动上各不相同,同一颗图像传感器往往要为不同主机平台重复开发板卡、重建时序逻辑,并长期维护多套固件与参数配置。

要让“一次开发、多路交付”真正落地,需要一个可复用的协议桥接层——这也是 DepEye 本次方案的切入点。

一颗 GW5AT,支持多种标准视觉协议

方案以 GW5AT 系列芯片作为协议处理与链路输出的核心。视频源( Sensor / ISP 或用户 FPGA )以 LVDS, MIPI DPHY/CPHY 等接口输入,经流控与帧边界处理进入 GW5AT,由片上的 GEV / U3V / HSB  IP完成标准协议封装与控制;输出侧按所选协议可选出口:GEV 2.5G / 10G 经外置 PHY 或 SFP+ 光口或DAC接口输出,U3V 5G / 10G 经 USB 3.1 接口输出,HSB 10G 以 SFP+光口或DAC接口输出。视频数据向主机方向传输,曝光、增益、分辨率、传输参数等配置与设备控制则由主机通过对应协议回传完成。

围绕这一架构,方案明确了三项设计特征:其一,无需板端 CPU,协议封装、缓存调度与寄存器访问全部在 FPGA 内完成,板卡不再需要独立处理器、内存与操作系统;其二,使用片上缓存,以片上存储吸收突发与帧间抖动,配合流控保持帧边界完整;其三,远程参数设置,设备侧不设本地交互界面,全部参数由主机侧下发。

DepEye 视觉桥接方案的系统架构与三协议能力

三类链路的实测吞吐

方案说明书给出的实板实测数据覆盖三条链路的四个口径,均以实际板卡为测试对象:

在 10G 档位上,GEV 的图像发送净荷达到 9.785 Gb/s、HSB 单路 CoE 图像载荷达到 9.483 Gb/s,均贴近 10 GbE 线速;U3V 10G 在 4K 分辨率下像素吞吐为 8.270 Gb/s;GEV 2.5G 的网卡侧流量为 2.497 Gb/s。上述四项分别为网卡流量、发送净荷、像素吞吐与单路载荷,口径不同,不可直接相加或互换换算。

协议能力:控制、传输与格式

三条链路在控制路径与数据格式上各自对齐既有标准,便于主机侧沿用成熟的相机驱动与采集工具链。


GEV 与 U3V 两条路线均以 GenICam XML 描述设备能力,主机可沿用标准相机工具枚举参数、读写寄存器;HSB 则通过 ECB 完成寄存器级配置,使设备以 NVIDIA Holoscan 平台的原生方式被识别与采集。对需要丢包恢复的远端部署,GEV 的近期包重传提供了传输层的补偿;对调试与产线切换频繁的场景,U3V 的启停采集与多格式图像流降低了切换成本。

按带宽、距离与主机接口选型

方案不设单一形态,而是按线路速率、传输距离与主机接口类型提供四种供货组合:


其中 GEV 1G 为纯 IP 供货,已有 FPGA 的相机厂商可直接将 GEV IP 集成进自有器件;2.5G / 10G 以太网、USB 3.1 与 HSB 三条高速链路则以“ GW5AT 系列芯片 + 对应 IP ”的组合交付,用户无需自行完成协议栈移植与链路调试。

应用方向与支持器件

该方案面向工业视觉、高速成像、机器人感知与 NVIDIA 边缘 AI 四类应用:前两者关注帧率、分辨率与传输稳定性,机器人感知关注多相机接入与低时延,边缘 AI 场景则关注图像进入 NVIDIA 主机后的零拷贝衔接与统一控制。方案支持 GW5AT15 与 GW5AT60 两款器件,用户可依据逻辑资源规模与所需接口数量选择具体型号。

关于 DepEye

DepEye 专注于视觉接口 IP 与桥接方案的设计与交付,覆盖 GigE Vision、USB3 Vision 与 NVIDIA Holoscan Sensor Bridge 三类主机链路,为相机厂商、机器视觉设备商与机器人、边缘 AI 平台提供从 IP 授权到芯片级方案的多种交付形态。

如有需要,可联系:sales@depeye.com

责编: 爱集微
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