FRAMOS Sensor Module Ecosystem

Schnelle und einfache Entwicklung eines Bildverarbeitungssystems vom Konzept bis zur Produktion
Sensor Module Ecosystem

Embedded Vision Anwendungen stellen besondere Anforderungen an die Bildverarbeitung. Bildsensoren sind nicht nur ein Teil von Stand-aloneKameras, wie sie häufig in der Industrie Einsatz finden. Heute werden sie sehr eng mit Prozessoren in heterogene Embedded Systeme“ integriert. Das FRAMOS Sensor Module Ecosystem bietet Vision-Ingenieuren und Entwicklern gebrauchsfertige Zusammenstellungen aus Referenz- Hard- und Software, um die Markteinführung zu beschleunigen und Ressourcen mit Fokus auf die individuelle Innovation optimal einzusetzen. 

Das FRAMOS Ecosystem mit Sensormodulen und Adaptern

Jedes Embedded Vision System hat spezifische Anforderungen, die in den meisten Fällen nur durch eine kundenspezifische Lösung erfüllt werden können. Eine integrierte Bildverarbeitungsanwendung wird durch den direkten Anschluss von Bildsensoren an SoCs (System-on-Chip) realisiert, die eine herausragende Effizienz bieten, indem sie leistungsstarke Mikroprozessoren mit dedizierten Signalprozessoren, Grafikprozessoren– und KI-Engines auf einem einzelnen chip integrieren. Mit dem FRAMOS Sensor Module Ecosystem aus austauschbaren Komponenten können Vision-Ingenieure und Entwickler diese Komponenten schnell und einfach miteinander kombinieren und ihre Produkte vom Konzept bis zur Marktreife entwickeln. 

Das System ist mehr als nur ein Produkt von der Stange

Zügig zu einem funktionierenden Proof of Concept

FRAMOS bietet Ihnen Komponenten und Schnittstellen, um die einzelne Baugruppen optimal kombinieren zu können. Gerne arbeiten wir mit Ihnen während des gesamten Entwicklungsprozesses zusammen – vom Konzept bis zur Serienfertigung und darüber hinaus. 

Sensor Module (FSM)

Sensormodul-Adapter (FSA)

Prozessorboard-Adapter (FPA)

Sensor Modules Adapters (FSA)

Processor Board Adapters (FPA)

FRAMOS Sensor Module (FSM)

Selbst versierte Elektronikentwickler unterschätzen die Herausforderungen bei der Integration von Bildsensoren, da für ein gutes und solides Kameradesign fachübergreifende Erfahrung unerlässlich ist. Dies beinhaltet neben spezifischer Erfahrung der Digital- und Analogtechnik auch die angeschlossenen Produktionsprozesse sowie das weite Feld von Optik und Mechanik. Das Tempo im Design-Prozess hängt dabei von der Erfahrung des Entwicklers im Umgang mit Bildsensoren und deren angeschlossene Komponenten ab. Insbesondere im analogen Bereich, der die Robustheit und Qualität des Bildes definiert sowie der Optikintegration und Lieferkette, die schlussendlich maßgeblich für eine konstante Abbildungsqualität ist. Eine wiederholte Überarbeitung des Designs einschließlich Hardware-Herstellung und die aufwändige Qualifikation von dritt Herstellern, ist in diesem Prozess kaum kalkulierbar. Jede Entwicklungsschleife dauert mehrere Wochen oder sogar Monate, um die Ursache eines unerwünschten Verhaltens zu lokalisieren, Hardware neu zu entwerfen und herzustellen, um etwaige Tests zu wiederholen. 

FRAMOS bietet Module mit Sensoren und standardisierten Anschlüssen in einer etablierten Konstruktion, sowie langfristige Lieferantenbeziehungen. Das Design basiert auf über 20 Jahren Erfahrung in der Kamera-Entwicklung. Das Modul enthält dabei alle Komponenten, die der Bildsensor benötigt, wobei die Spannungsgenerierung, Takterzeugung und Trigger-Logik auf einem separaten Board (FSA) untergebracht sind. Ganz im Sinne des Embeddingskann der Kunde so selbst entscheiden, ob und wo er diese Bauteile innerhalb seines Systems platzieren möchte um die Effizienz des Systems zu maximieren. Gleichzeitig werden Wärme- und elektromagnetische Störquellen vom Bildsensor separiert, um bestmögliche Bildqualität auf kleinstem Formfaktor zu erreichen. 

Wesentliche Vorteile

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Adapter im FRAMOS Sensor Module Ecosystem

Entscheidend für den Projekterfolg ist, dass so früh wie möglich mit der Entwicklung und Verifizierung der individuellen Software-Idee so nah wie möglich an der tatsächlichen Applikation begonnen werden kann. Bei jedem Bildverarbeitungssystem besteht diese Hardware in erster Linie aus einer Komponente für die Bilderfassung zusammen mit einer Prozessoreinheit, die die kundenspezifische Implementierung ausführen kann. Unterschiedliche Anwendungen stellen jedoch verschiedene Anforderungen an diese Komponenten. Sie erfordern einen einfachen Auswahlprozess und ggf. eine schnelle Anpassung einzelner Komponenten. 

Hardware-Anpassungen, speziell in der integrierten Elektronik, sind dabei in der Regel sehr ressourcen- und zeitaufwändig und können so den gesamten Projekterfolggefährden. Ein wesentlicher Bestandteil des FRAMOS Sensor Module Ecosystems ist daher die Verfügbarkeit von Adaptern für eine Vielzahl von Sensor-Prozessor-Kombinationen. Sie fungieren als Bindeglied und bieten Standard-Konnektivität und ein bewährtes Referenzdesign für alle folgenden Entwicklungsphasen. Aus diesem Grund sind die Kern-Funktionsgruppen in zwei separate Boards aufgeteilt: FRAMOS Sensor Adapter (FSA) und FRAMOS Prozessor Adapter (FPA). 

FSA mit sensorbezogenen Funktionen

FRAMOS Sensor Adapter (FSA) stellen die Sensorspezifischen Einzelspannungen, Sequenzen und Referenztakte zu Verfügung, sowie optional Processing-Funktionen wie Datenkonvertierung und Signalverarbeitung. Sie können vom Kunden an verschiedenen Stellen im Systemdesign implementiert werden: Auf dem Mainboard unter Nutzung der bereits vorhandenen Architektur, in der Nähe des Sensors oder in einer ganz anderen Konstellation 

Die wichtigsten Vorteile

FRAMOS Sensor Adapter (FSA)

FRAMOS Processor Adapter (FPA)

Konnektivität zu Prozessor-Boards durch FPA

FRAMOS Prozessor Adapter (FPA) passen spezifischeSignale, Spannungen, Kommunikationsschnittstellen und Anschlüsse für Prozessorboards von Drittanbietern an. Diese Adapter sind die Basis zur Einbindung von Bildsensor-Frontends in das zentrale Prozessorsystem des Kunden. FPA-Boards ermöglichen im FRAMOS Sensor Module Ecosystem dank ihrer PixelMateStandard-Schnittstelle die physische Kombination des gesamten FRAMOS Sensor Modul Portfolios mit einer Vielzahl von verschiedenen Prozessor-Boards. 

Unterstützte Prozessor-Entwicklungskits

FRAMOS Prozessor Adapter mit MIPI CSI-2 sind standardmäßig für Entwicklungskits des NVIDIA® Jetson AGX Xavier™, Jetson™ TX2, Jetson Nano™, Jetson Xavier™ NX, Jetson TX2 NX sowie für das 96Boards Consumer Edition Ökosystem (mit über 16 Single-Board-Computern) verfügbar. Darüber hinaus ermöglicht ein Xilinx spezifisches FPA SubLVDS-, SLVS-, SLVS-EC- und MIPI CSI-2-Konnektivität für eine Reihe von Xilinx-Entwicklungsboards mit FMC-Connector. 

Software-Support

Mit einsatzbereiter Hardware fehlt noch eine wichtige, häufig unterschätzte Komponente, bis man das erste Bild auf dem Bildschirm erhält bzw. in eigenen Programmen nutzen kann: der Gerätetreiber. Die Arbeit mit proprietären Hardware-Schnittstellen auf Seite der Sensor- als auch der Prozessor-Plattform erfordert solides Know-how und Zeit, um die Eigenheiten der zugrunde liegende Architekturen zu verstehen und richtig miteinander zu verknüpfen. Die Herstellung von Kommunikation und Streaming-Kanälen sind nur ein erster Schritt, dem die Implementierung von komplexen Registersequenzen für die Sensor-Initialisierung sowie dessen einzelner Funktionen folgen.  Die optimale Konfiguration der Plattform sowie die Abstimmung der Sensoreinstellungen, um ein einwandfreies Bild bei solider Performance zu erreichen, kann schnell viel Zeit in Anspruch nehmen. 

Das FSM Ecosystem Softwarepaket

Für einen reibungslosen Start und um Entwickler von Anfang an zu entlasten, bietet das Softwarepaket für das FSM Ecosystem Referenztreiber für den Betrieb aller Sensoren auf den unterstützten Prozessor-Plattformen. Das Hauptaugenmerk liegt darauf einen schnellen Start zu ermöglichen: alle grundlegende Funktionen um auf den Sensor zuzugreifen und Bilder zu übertragen stehen zur Verfügung. Darüber hinaus werden, im Falle der NVIDIA Jetson™ Familie, sensorspezifische Kalibrierungsdateien bereitgestellt, die den im Jetson integrierten ISP optimal konfiguriert. Die anwendungsspezifische Finalisierung des Treibers sowie weiteres ISP Tuning wird durch den Kunden oder FRAMOS auf Projektbasis durchgeführt, um auch hier eine optimale, effiziente Einbettung ins Gesamtsystem zu Erreichen. 

Plattform-Support

Für folgende Plattformen sind in den entsprechenden Entwicklungskits Treiber verfügbar: NVIDIA® Jetson AGX Xavier™, Jetson™ TX2, Jetson™ TX2 NX, Jetson Nano™ und Jetson Xavier™ NX. Auch Treiber für weitere Plattformen sind bereits verfügbar und auf Anfrage erhältlich. Zudem können Treiber auch auf Projektbasis erstellt werden. 

Development Kits

Das FRAMOS Sensor Module Ecosystem besteht aus einer Vielzahl an Modulen, Adaptern und Zubehör. Damit Sie sofort loslegen können, bieten wir Ihnen verschiedene Development Kits, die alles enthalten, was Sie für einen reibungslosen Start benötigen. Auf Wunsch kann die Ausstattungsliste um weitere Komponenten individuell erweitert werden. Es enthält in der Regel: 

Umfang des Softwarepakets

Embedded Vision Services von FRAMOS

Mit praxisorientierter Markt– und Projekterfahrung steht FRAMOS seinen Kunden als technischer Berater, Entwicklungspartner und externer Anbieter zur Seite, damit sie in kürzester Zeit innovative ImagingLösungen entwickeln und auf den Markt einführen können. 

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