打破USB3.0接口芯片领域西方掣肘-方寸微电子超高速接口芯片在机器视觉领域应用

伴随着工业发展进程及工业4．0时代的到来，机器智能化也逐渐成为现实。机器视觉是机器智能范畴最重要的前沿分支之一，也是智能制造装备的关键零部件。根据德勤《中国人工智能白皮书》数据显示，2019年我国人工智能市场规模已经达到500亿美元，根据赛迪顾问数据，至2020年，中国智能制造装备市场预计可达2万亿元。GGII数据显示，2019年中国机器视觉市场规模65．50亿元，同比增长21．77％。2014－2019年复合增长率为28．36％。人工智能的发展与智能制造装备的渗透将双重加速机器视觉的进步。

而如今，中外核心技术之争日趋白热化，尤其是国产替代技术领域，拥有高精尖的自研技术已经成为重中之重。方寸微电子作为国产芯片设计厂商不断在技术水平、方案适配等方面取得了不同程度的突破。而为解决USB3．0接口芯片被国外“卡脖子”的问题，方寸微电子在2019年发布国内首款USB3．0超高速接口芯片，为国产自研芯片领域注入一针强心剂。

大力发展国有产业大势所趋 自研技术和产品正在腾飞

工业4．0离不开智能制造，智能制造离不开机器视觉。机器视觉是实现工业自动化和智能化的必要手段，相当于人类视觉在机器上的延伸，机器视觉一般具有高度自动化、高效率、高精度和适应较差环境等优点。机器视觉行业里工业相机硬件都需要芯片技术和集成电路。其中，USB3．0接口芯片国内空白，完全依赖进口。

图1：USB接口工业相机

图2：工业相机内部结构

T630高速接口芯片是方寸微电子拥有自主知识产权的纯国产USB3．0超高速控制器芯片，终断了USB3．0接口控制器被西方品牌垄断的历史。截止目前，方寸微电子T630芯片已量产并批量向客户供应，其优良的性能、本地化的技术支持、可靠的品质、稳定的交期得到了客户的一致好评。

T630采用与欧美畅销品牌兼容的封装形式，工程师可参照例程稍做修改即可完成核心产品国产替代解决方案。T630作为USB3．0超高速接口芯片，配合 FPGA，打通由外部设备至主机端的超高速双向数据传输通路，实现USB3．0超高速接口在机器视觉方面的应用。主机端通过 USB3．0 接口与 T630 相连接，T630 与 FPGA 通过 MUXIO 接口连接，接口模式可设置为 FIFO 主或 FIFO 从。通路中，主机端负责发起数据传输请求，T630 响应主机请求，FPGA 作为数据源端或目的端，经由 FIFO 接口发送或接收应用数据。

图3：T630工业相机原理框图

本应用示例中，T630 支持如下传输特性：

·支持 USB3．0，接口速率 5Gbps，向下兼容 USB2．0／USB1．1

·支持数据流式加解密

·支持控制／中断／批量传输类型

·支持数据 DMA 传输

·支持大批量数据流协议

·支持 FIFO 主／FIFO 从两种模式

T630高速接口芯片除在工业相机领域应用外，还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需要USB3．0接口的场合。该芯片集成国产 32 位高性能 RISC CPU，支持 USB3．0、 MUXIO、 I2C、 QSPI、 UART 等多种接口，可快速在嵌入式主板上与 FPGA／CPU 进行通讯对接， 作为 USB3．0 外扩接口芯片与 PC 或者服务器实现数据传输。同时该芯片提供完整的 SDK 供客户进行定制化开发，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。