方寸微电子 T630国产USB3.0工业相机方案 助力机器视觉快速发展

摘要

工业相机是一种高度集成化的小型机器视觉系统，它将图像的采集、处理与通信功能集成在单一相机内，是机器视觉系统的一个关键部分。方寸微电子自主研发的T630国产USB3.0高速接口芯片在快速处理图像数据、实时超高速传输图像数据、多操作系统的适配等方面都可以完美适配工业相机的应用。

关键词：T630高速USB3.0接口芯片、工业相机应用方案、芯片国产化

内容目录

0.引言

1.方寸微电子T630国产USB3.0高速接口芯片介绍

1.1芯片基本信息介绍

1.2芯片内部架构

1.3T630核心价值

1.4芯片产品特点

2.T630高速接口芯片工业相机应用方案

2.1方案基本信息介绍

2.2 方案优势

3.结语

4.关于方寸微电子

0.引言

机器视觉已成为工业“智造”的助推器，将助力中国制造大步迈向中国“智造”。而工业相机是机器视觉系统中的一个重要组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。

1.T630国产USB3.0高速接口芯片介绍

1.1 芯片基本信息介绍

机器视觉需要实时传输海量数据，因此行业发展离不开高速接口控制器的助力，T630芯片是方寸微电子自主研发的纯国产USB3.0超高速控制器，具有功能丰富、性能强劲、扩展性强等特点， 可广泛适用于视频采集卡、工业采集卡、打印机、扫描仪、数字摄像机、测量采集设备 等众多电子产品。

该芯片集成国产32位高性能RISC CPU，支持USB3.0、MUXIO、I2C、SPI、UART等多种接口，可快速在嵌入式主板上与FPGA/CPU进行对接通讯，作为USB3.0外扩芯片与PC或者服务器实现数据传输。值得一提的是， T630高速接口芯片的传输性能比业界标杆提升20%，而性价比优于业界标杆30%，打破了欧美厂商垄断十年的市场。

T630芯片外观

（10mmx10mm，BGA封装，工业级）

1.2 芯片内部架构：

1.3 T630核心价值：

1.4 芯片产品特点：

系统资源

· 集成32位国产CPU CK803S；最高工作频率200MHz

· CK803S内置16KB I/D Cache，内置32KB DTCM

· 32KB ROM；256KB SRAM；8KB SRAM（系统专用）512KB/1MB片内Flash

通信接口

· 支持1路USB3.0 Device，接口速率5Gbps，向下兼容USB2.0/USB1.1，支持控制/批量/中断/等时传输类型

· MUXIO接口支持最大32位数据位宽，最高120MHz接口频率，支持FIFO Slave、FIFO Master、SRAM Master、ADMUX Master四种工作模式

· I2C接口支持Standard, Fast and Fast+ modes；支持HS-mode；支持主从模式

· UART接口完全兼容高速NS 16C550A UART；最高波特率为3Mbit/s；集成32bytes TX/RX FIFO

· SPI接口支持主从模式；支持中断和查询模式

其他资源

· 内置硬件DMA

· 内置POR（Power on Reset）电路

· 内置8个定时器

· 内置中断控制器

· 内置1个看门狗

封装形式：BGA121

封装尺寸：10.0mm*10.0mm*0.8mm

T630开发评估板

（欢迎通过方寸官网官微申请试用）

2. T630高速接口芯片工业相机应用方案

2.1 方案基本信息介绍

机器视觉已成为工业“智造”的助推器，将助力中国制造大步迈向中国“智造”。而工业相机是机器视觉系统中的一个重要组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。

方寸微电子推出的T630高速接口芯片，在USB工业相机应用方案中，推进了USB工业相机的国产化发展。USB3.0接口应用已经非常广泛，是最常见的接口之一。USB3.0接口有着传输高速、稳定、可独立供电等特性。USB协会在不断推动升级USB接口协议，伴随着USB3.0接口不断的推广普及，USB工业相机将解决高带宽传输，实现高帧率、高分辨率、远距离的实时进行，将工业相机带向更高端的阶段。

T630的USB工业相机方案是结合FPGA的多芯片方案。T630使用MUXIO接口的FIFO Slave模式与FPGA通信，同时支持使用I2C/UART/SPI方式与FPGA进行命令交互。

T630工业相机方案原理框图

该方案可基于方寸T630高性能接口控制器芯片实现，方案前端摄像头将图像数据传输FPGA端处理，处理完的数据通过32位MUXIO连接我司接口芯片，MUXIO接口频率最高可达 120MHz，接口芯片将处理后的图像数据及视频数据通过USB3.0输出，传输速率最高可达420MB/s。

典型工业相机产品及板卡：

USB3.0高速工业相机

T630高速USB3.0工业相机内部板卡

2.2  方案优势

以工业相机在多种行业领域上的应用中，动辄上百万像素的图片，这就需要无论在何时何地，工业相机适配的高速接口控制器芯片都要实现三个基础功能：

1.快速处理图像数据；

2.实时超高速传输图像数据；

3.多操作系统的适配。

而方寸微电子自主研发的T630国产USB3.0高速接口芯片在这些方面都可以完美适配工业相机的应用。

另外，该方案提供完整的SDK开发包：FPGA端提供稳定可靠的数据传输层接口，用户可以基于该接口层实现各种不同数据源的接入；T630端支持FreeRTOS实时系统及NonOS的两种开发方式，方便用户的二次开发。尤其针对典型应用场景提供了源码级方案支撑，可帮助客户缩短产品开发周期、降低整体开发成本、提升产品市场竞争力。

3. 结语

工业相机应用场景需要控制器芯片拥有稳定且高效的数据读写能力。T630以其出众的能力得到了广大客户的交口称赞，在行业内有口皆碑。方寸微电子将始终坚持以市场为龙头，以人才为根本，以开发自主知识产权的集成电路芯片为基础，持续创新，依靠技术优势，不断提升产品品质，为客户创造更多价值，助力机器视觉和自动化产业高速发展。

4. 关于方寸微电子

方寸微电子 科技 有限公司2017年成立，总部位于济南，现已在北京、上海、深圳、青岛设有分公司和研发中心，作为网络安全SoC处理器的核心供应商，方寸产品已大量商用于各类信息安全终端。方寸微电子致力于国产高端密码处理器、高性能网络安全芯片、高速接口控制芯片的研发、设计和销售。方寸微电子在集成电路架构设计、安全密码算法、核心技术自主可控、大规模量产及品质管控等综合能力上具有国内领先的优势，公司将持续为 信创安全、工业、网络通信、 汽车 等重点领域提供完整的芯片级解决方案。

方寸微电子研发团队由信息安全领域知名专家领衔，核心成员均具有10年以上行业研发经验，在SoC设计及验证、超高速密码算法、高速网络接口、安全产品生产及测试等方面具有丰富的经验及技术积累。公司将始终坚持以市场为龙头，以人才为根本，以开发自主知识产权的集成电路芯片为基础，持续创新，依靠技术优势，不断提升产品品质，为客户创造更多价值，打造引领信息安全产业快速发展的高科技芯片企业。

核心能力