次世代MIPIモニターボード「SVM-07」

2024年6月現在までの、最新開発事例をご紹介いたします。

本年、Infineon社からUSB3.2 Gen2対応の EZ-USB™ FX10 がアナウンスされました。このICを使用することにより、PCへの出力10Gbps、PCからの入力5Gbpsが実現可能となります。
画サイズとしては、 4K（3840x2160-60fps） までの画像を取り扱えることになります。

SVM-07は、MIPI-2.5Gbps/lane入力とFX10-10Gbps出力を安価に実現する為の試作ボードとなります。SVM-06はFPGAにAMD社Artix-7を使用しておりPHY-ICは外付けとなります。AMD社FPGAにはPHY内蔵のFPGAシリーズも有りますが、このFPGAを使用するとボード単価を抑えることが出来ません。そこで今回採用したのが、Efinix社次世代 Titanium FPGA の Ti180 になります。このFPGAは、2.5GbpsのPHY及びMIPIインタフェースを内蔵しており価格も抑えられております。

展示会場では、SVM-07からの 4K-60fpsのデモ を展示いたしました。しかし、現状でこのボードは販売すると、SVM-06の倍程度の価格 となります。

Artix-7からTi180へのFPGA移植には、1年程度の期間が必要となります。主な要因は、高速対応です。Artix-7では、FPGA内部バスは32ビットでした。この内部バス幅では周波数を上げるだけでは、高速データに対応できませんでした。

Ti180では、FPGAの内部バス幅を32ビットから、128ビットに拡張いたします。このバス幅拡張により、ボード入出力10Gbpsに対応可能となります。

また、Artix-7ではPLLのようなプリミティブを全て使用してSVシリーズの機能を実現しております。Ti180にもPLLなどのプリミティブはありますが、動作に応じたダイナミックな設定の変更などが必要となります。これらの置き換えにも開発期間を要します。

弊社の計画といたしましては、現状ボードのFX3をFX10に置き替えたSVM-08をリリースし、その後でArtix-7をTi180に置き替えたSVM-09をリリースする予定です。両ボード共に 価格は、現MIPIボードを継続 する予定です。

MIPIモニターボードSVM-08は、本年12月の国際画像機器展に出展する予定です。製品販売時期に関しましては、EZ-USB™ FX10のリリース時期によりますのでもう少々お待ちください。

MIPIモニターボードの比較表を作成しましたので、仕様に関しましては以下をご参照ください。

■スペック比較 ハード構成

項目	SVM-06	SVM-07	SVM-08	SVM-09
映像出力 I/F	USB3.0 (UVC)	USB3.2 Gen2 (UVC)	USB3.2 Gen2 (UVC)	USB3.2 Gen2 (UVC)
モニターI/F	HDMI v1.4	ー	DisplayPort v1.1a	ー
動作電流	【UVCモード】 +5V 0.6A typ. 【HDMIモード】 +5V 0.9A typ.	【UVCモード】 T.B.D.	【UVCモード】 T.B.D. 【DPモード】 T.B.D.	【UVCモード】 T.B.D
基板サイズ	101.6 x 101.6	158.0 x 101.6	101.6 x 101.6	101.6 x 101.6
FPGA	Artix7 + CrossLink	Artix7 + Titanium	Artix7 + CrossLink	Titanium
MCU	FX3	FX10	FX10	FX10
フレームメモリ	DDR3 256MB	LPDDR4 512MB	DDR3 256MB	LPDDR4 512MB
SPI-ROM	16MB	16MB x 2	16MB	16MB
USBコネクタ	Type-B	Type-C	Type-C	Type-C
SVOへ切り替え	OK (USB のみ)	NG	OK （DP＆USB3.2）	NG
供給電源（USB）	5V / 900mA	5V / 3A	5V / 3A	5V / 3A

■スペック比較 理論帯域

項目	SVM-06	SVM-07	SVM-08	SVM-09
MIPI I/F	1.5[Gbps/Lane]	2.5[Gbps/Lane]	1.5[Gbps/Lane]	2.5[Gbps/Lane]
FPGA-MCU I/F	LVCMOS SDR 32bit x 100[MHz] (3.2Gbps)	LVCMOS DDR 32bit x 100[MHz] (6.4Gbps)	【SVM】 LVCMOS DDR 32bit x 100[MHz] (6.4Gbps) 【SVO】 LVCMOS SDR 32bit x 100[MHz] (3.2Gbps)	LVDS 16Lane x 312.5[MHz] (10Gbps)
USB I/F (IN)	5[Gbps] (8b10b)	10[Gbps] (128b130b)	10[Gbps] (128b130b)	10[Gbps] (128b130b)
USB I/F (OUT)	5[Gbps] (8b10b)	5[Gbps] (128b130b)	5[Gbps] (128b130b)	ー

MIPIモニターボードSVM-08は、既存のSVS-01-UボードのFX3をFX10に入れ替えて完成いたします。更にMIPIジェネレータ機能も移植しますので、4K-30fpsのモニター出力をMIPI信号に変換することも出来ます。FX10インタフェースに関しては、SVM-07ボードで確認済みです。

MIPIモニターボードSVM-09は、SVM-07からArtix-7を削除したボードです。SVM-09の機能は、SVM-07で確認できますので、FPGA移植が完了次第ボード開発に移行します。

両ボード共に、弊社としては大掛かりな自社開発です。もう少しの間次世代ボードの開発をお待ちいただければ幸いです。

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