Salute EL24D1: оценочная плата с Российским процессором ELVEES 1892VM14Ya для эксплуатации в тяжелых условиях

Promwad, производители электроники для дома, имеют инженерные центры в Белоруссии и России, а также офисы продаж в Европе и Северной Америке и именно они первыми оценили Устройство Байкал T1.

Инженеры компании Promwad Electronics Design House получили новую российскую плату – Salute EL24D1, которая основана на многоядерном процессоре 1892VM14Ya, предназначенным для использования в Арктике и в космосе. Давайте посмотрим, что она умеет делать.

Salute EL24D1 предназначена для исследования способностей центрального процессора, разработки и отладки программного обеспечения. Разработчик, R & D Center Elvees начали поставки устройства в конце 2015 года.

Одной из основных областей применения 1892VM14Ya являются системы машинного зрения, обработки потокового видео и аудио в тяжелых условиях, на производстве и в космосе. Таким образом, работа процессора направлена ​​в основном на промышленный сектор, а не для домашнего использования; его рабочая температура колеблется от -60 ° C до + 85 ° C.

Блок-схема

Чип 1892VM14Ya был разработан для SoC и включает в себя два ядра, ARM Cortex-A9, GPU Mali-30, два ядра DSP Elcore-03М, блок обработки видео VELcore-01 и различные порты ввода-вывода.

комплект поставки

В коробке вместе с Salute EL24D1 платой, есть блок питания в 12В, камера CSI с ленточным кабелем, 32 Гб микро-SD памяти, USB-→ UART адаптер, аккумулятор для RTC, антенна для модуля Wi-Fi, а также радиатор, который предотвращает перегрев процессора.

В комплект платы входит пакет Arch Linux. Но Buildroot позволяют создавать необходимые пакеты для всей системы. Лучшее в Arch Linux – это демо-утилиты для захвата видео потока из CSI камеры, утилиты для работы с H264 видео кодеком и Gstreamer, а так же установленными плагинами RTSP.

Интерфейсы платы

Плата имеет USB, Ethernet, Wi-Fi и разъемы для ZigBee / GPS антенн. Видео / аудио интерфейсы включают в себя HDMI и DSI видеовыходы, разъем CSI для камеры, стандартный 3,5 мм аудио разъем. Плата имеет RS-232 и RS-485 интерфейсы, CAN шину, UART, I2C, I2S, SPI. Верхняя сторона платы содержит отладочные порты и Raspberry Pi-совместимый модуль PLS с штифтами для GPIO и соответствующими интерфейсами.

Полный список возможностей Salute EL24D1:

• CPU – ЭЛВИС 1892VM14Ya с:
  • 2-ядерный процессор Cortex-A9, до 912 МГц
  • 2- ядерный DSP ELcore-30М, до 720 МГц
  • Видео кодек VELcore-01: обеспечивает H.264 CBP функции кодирования и декодирования, Full HD (1920 × 1080) стерео поток с частотой в 30 кадров / сек
  • Имеется аппаратный ускоритель для сжатия изображений в JPEG формат;
  • ARM Mali-300 GPU отображает 250 миллионов пикселей / сек.
• Системная память – 1 Гб DDR3-1066, 32 бит
• Хранение – 4 Гб NAND Flash х 8 бит @ 100 МГц, MicroSD карты, 10 Мб / с до 32 Гб.
• Беспроводные интерфейсы – Wi-Fi (IEEE 802.11); Bluetooth (IEEE 802.15.1); ZigBee (IEEE 802.15.4).
• Навигация: ГЛОНАСС / GPS (опционально).
• Высокоскоростные интерфейсы – 4 порта USB 2.0 Host; 10 / 100M Ethernet
• Видео вход – MIPI CSI2 4-х полосный, 1,5 Гбит / с, I2C.
• Видео выход – MIPI DSI, 2-х полосный, 1,5 Гбит / с; HDMI 1.3a Tx, 1080 р / 60 Гц, аудио.
• Аудио вход – аналоговый разъем, стерео PCM, 16 бит, 192 кГц.
• Аудио выход – Аналоговый разъем, стерео PCM, 16 бит, 192 кГц.
• Другие интерфейсы:
  • UART; RS485; RS232
  • I 2 C; I2S; SPI; MFBSP;
  • CAN ISO 11898.
• Отладочные интерфейсы – JTAG OnCD; Отладочный порт.
• Режимы загрузки: SPI Flash, UART, SD, NAND.
• Источник питания – аккумулятор мощностью от 10 до 30 В, который подключается через 2,5 мм разъем или микро порт USB
• Размеры – 130 × 105 мм.

Обработка видео на CPU

Основной областью, в которой Promwad экспериментировали с процессором 1892VM14Ya была видео обработка сигналов (которая является его основной функцией).

Во-первых, мы провели пробные тесты программного обеспечения для кодирования H264 через GStreamer. В разрешении 1280 × 720, кодирование программного обеспечения H264 с libx264 плагином в GStreamer обеспечивает всего 2-3 кадра в секунду. Скорость довольно медленная, потому что процессор не предназначен для выполнения сложных вычислительных задач.

Областью применения 1892VM14Ya является обработка видео / аудио, работа с IP-камерами и так далее. Именно поэтому мы были заинтересованы в модуле обработки видео VELcore-01 с функцией аппаратного H264 кодирования / декодирования.

Аппаратный кодек H264

Основные особенности VELcore-01:

1. Максимальный размер обрабатываемых изображений составляет 4096 х 4096 пикселей.
2. Минимальный размер обрабатываемых изображений составляет 16 × 16 пикселей.
3. Формат изображений YCbCr (4: 2: 0).
4. Точность изображений составляет 8 бит на пиксель.
5. Число одновременно обрабатываемых потоков видео: до двух потоков сжатия и до двух декомпрессионных потоков.
6. Максимальная производительность: до двух компрессии и декомпрессии видеопотоков в формате Full HD (1920 х 1080 пикселей) со скоростью 60 кадров в секунду для любого из указанных стандартов

Одной из особенностей H264 аппаратного модуля кодирования является то, что он использует M420, нестандартный формат пикселя, для обработки видео. M420 имеет YUV (4: 2: 0) формат с плотностью записи 12 бит на пиксель. Y-компонент записывается для каждого пикселя (один байт на пиксель), а CbCr-компоненты записываются одной парой значений для блока из 4 пикселей (2 байта на 4 пикселя). Этот формат аналогичен для NV12, с той разницей, что блок данных CbCr не идет в конце; она смешана построчно с Y блоками.

M420 структура формата в соответствии с его описанием в www.linuxtv.org выглядит так:

Видеопоток камеры

Драйвер видеокамеры CSI обеспечивает запись видео в формате M420. Именно поэтому она позволяет использовать его с драйверами H264.

Выполните команду …

… И получите RTSP видео в формате H264.

Видео поток из файла

Что касается сжатия видеофайлов, то не все так просто. Утилита, предназначенная для этой цели, имеет возможность сразу же конвертировать видео в формат M420. Тем не менее, данная операция сильно загружает процессор, и из-за этого программная часть не может обеспечить приемлемую производительность съемки, и это приводит к значительному замедлению работы. Для того чтобы решить эту проблему, необходима такая программа, которая может конвертировать видео файл в M420 формат заранее.

Вторая проблема заключается в том, что ядро ​​обработки видео позволяет сжимать только те кадры, которые имеют размер 16 пикселей. Когда разрешение составляет 1280 × 720, то по сторонам появляются черные рамки, которые очень мешают. Что касается Full HD, 1920 × 1080, тут рамок нет. Таким образом, для того, чтобы сжать видео разрешением 1920 × 1080, обладатель устройства должен уменьшить плотность кадров до 8 пикселей, чтобы достичь нужного сжатия. Формат M420 оказался очень нужным, так как Y и Cb / Cr каналы идут совместно, а не друг за другом; достаточно просто поместить в конец буфера 1920 * 8 * 1.5 строку.

В результате, вы можете достичь кодирования H.264 с разрешением 1280 х 720 и 1920 х 1080, но с полосами по бокам. Оба режима обеспечивают стабильные 30 кадров в секунду.

Velcore-01 поддерживает H264 декодирование, но драйвера для этой функции еще не разработаны, и поэтому я не смог провести эксперимент.

В общем, первые эксперименты оказались неплохими для инженерной команды Promwad: 1892VM14Ya зарекомендовал себя отличным CPU для промышленности и для специального применения, где требуются HDMI, графика и мультимедиа. Им также понравилась техническая поддержка разработчика, он был компетентен и отзывчив.

Благодарим сайт cnx-software.com за предоставленную информацию.

Оригинал статьи тут