擁有前所未有的軟件智能水平、優化硬件和任意互連的系統正在重塑嵌入式視覺和工業物聯網 (IIoT) 的未來。賽靈思于今年 2 月在德國紐倫堡舉辦的嵌入式世界大會上宣布其已強化并擴展了生態系統，進一步支持基于賽靈思 All Pro- grammable 器件的工業物聯網(IIoT)和嵌入式視覺系統的開發。賽靈思及其生態系統合作伙伴在這次展會上演示了多種解決方案，力助用戶簡化各類更智能、互聯互通和高度差異化系統的開發工作。

賽靈思在嵌入式世界大會宣布壯大生態系統為賽靈思在去年實現的三大里程碑畫上了圓滿的句號。2015 年 3 月 9 日賽靈思宣布推出了 SDSoC? 開發環境，允許編寫 C/C++ 程序的設計人員使用賽靈思 Zynq?-7000 SoC。該環境針對的是不習慣于深入底層，使用 Verilog 或 VHDL 修改硬件，但又能從賽靈思器件卓越的性能和出眾的性能功耗比中受益的算法開發人員。2015 年 9 月 30 日賽靈思宣布其已經開始發貨 Zynq UltraScale+? MPSoC。接著在 2016 年 2 月 16 日，賽靈思宣布強化和擴展生態系統，進一步支持嵌入式視覺和工業物聯網領域的 Zynq 設計。

工業/嵌入式視覺和工業物聯網 (IIoT) 領域新涌現的激動人心的應用涵蓋了工業、科研、醫療、專業音/視頻、消費電子、航空航天與軍用，以及汽車等各個細分市場。

阻礙發揮賽靈思 All Programmable 器件卓越的性能和出色的性能功耗比優勢的主要障礙一直都是編程模型。

通過擴展生態系統，賽靈思正在讓自己的 All Programmable 器件的使用和 CPU 以及 GPU 一樣方便，而且性能功耗比更甚一籌。

C/C++ 用戶更習慣于為 CPU 編寫代碼，最近更多為 GPU 編寫代碼。借助賽靈思面向軟件定義硬件開發的 Vivado? 高層次綜合 (HLS) 工具和面向軟件定義系統開發的 SDx? 環境，將有更多系統開發人員能夠用上賽靈思 Zynq-7000 SoC 和 Zynq UltraScale+ MPSoC 系列中的軟件定義 All Programmable 器件。通過生態系統擴展，賽靈思正在讓自己的 All Programmable 器件的使用和 CPU 以及 GPU 一樣方便，而且性能功耗比更甚一籌。

嵌入式視覺和工業物聯網 (IIoT) 系統的流水線有很多共同點。兩者都從感應和數據采集開始。 對嵌入式視覺系統，該數據的形式為一系列圖像或一個視頻流。工業物聯網系統的感測數據包括

視頻，但還覆蓋一長串其他的感測到的參數，包括加速度和振動、聲/超聲、化學與氣體、電/磁、流體、力、負載、扭矩與應變、濕度與水分、泄漏與水平、機器視覺、光、運動、速度與位移、位置、存在與接近度、壓力和溫度。

正在興起的傳感器融合需求
多類嵌入式視覺和工業物聯網系統要求傳感器融合，或將來自多個不同類型傳感器的數據處理和融合為行動信息。 對嵌入式視頻系統，多個視頻流可以整合生成更可用或更有用的視頻流。例如車載視頻系統

往往將來自四個、五個、六個或更多視頻攝像頭的視頻流結合起來，生成一個鳥瞰圖，為駕駛員提供 360 度 2D 平面或 3D 球面全視覺。視覺系統既驅動本地顯示，也發送本地處理的視頻到云端中，供進一步處理、與其他視頻流整合，以及存儲等。

工業物聯網(IIoT) 系統可將視頻與其它感測到的數據整合在一起,以定義必須采取的行動。例如片上系統工程（SoC-e；第 14 頁文章）提供的新型 CPPS-Gate40 智能門戶采用工業控制系統中常見的各種 I/O 端口，結合本地高速數據處理，并將結果數據放置在使用高可用無縫冗余/并行冗余協議 (HSR/ PRP) 的雙冗余光學以太環網上。

圖 1 - 該高級駕駛員輔助系統 (ADAS) 設計采用 Zynq UltraScale+ MPSoC 中的 ARM Cortex 內核的異構處理功能。

工業物聯網系統的典型特性是能夠使用感測到的數據實現依靠云處理和決策所無法做到的高速實時控制。

當然有許多使用 CPU 或 GPU 設計此類系統的備選方法，但在用戶設計差異化系統時賽靈思 Zynq-7000 SoC 和 Zynq UltraScale+ MPSoC 能帶來多種明顯的優勢和好處：
1.極高性能功耗比。賽靈思 All Programmable 器件把硬件、軟件和 I/O 編程功能完美結合在一起，讓用戶能將您雙芯片、三芯片或四芯片設計集成為單芯片，在降低功耗的同時最大化系統性能。

2.傳感器融合。賽靈思 All Programmable 器件提獨特的功能，能夠獲取并處理多種不同類型的信息，從溫度和壓力這樣的低比特率數據到多信道同步高清或超高清視頻流這樣的高比特率數據，無所不有。

3.任意連接。從多種視頻接口標準（例如 MIPI 和 HDMI）到智能傳感器接口（例如 I2C 和 SPI）以及高速模數轉換器（包括 JESD204B 和 LVDS），賽靈思 Zynq-7000 SoC 和 Zynq UltraScale+ MPSoC 無與倫比的可編程 I/O 功能可滿足近乎任何可以想象到的傳感器 I/O 要求。

4.多級保密性和多層安全性。Zynq UltraScale+ MPSoC 的四核 ARM? Cortex?-A53 應用處理器和雙核 ARM Cortex-R5 實時處理器具備硬件安全特性，能夠獨特地實現保密性和功能安全協議。

5.“變色龍”All Programmable 平臺。Zynq-7000 SoC 和 Zynq UltraScale+ MPSoC 的軟硬件處理和 I/O 靈活性

便于用戶創建出可重用的軟件定義硬件平臺（這些平臺具有可配置、可擴展性，成本在最終產品成本上下浮動，從低成本系統到高性能系統不等），并將自己的品牌打入覆蓋多功能產品線的新市場。這并非是一種假想的優勢：許多賽靈思客戶已經將它變為現實。

這里有四個“變色龍”All Programmable 平臺的實例，均將賽靈思 Zynq UltraScale+ MPSoC 運用于不同的目標市場。