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EMS（設計・製造受託サービス）
EFINIX FPGA用 GigE Vision® Tx v2.0 IP
高性能かつ電力効率の良いEfinix FPGAに最適化！IPリソース約80%削減で産業用カメラ搭載機器の高速・長距離画像伝送を強力にサポート
GigE Vision®は、産業用カメラの標準規格であり、高速かつ長距離の画像伝送を可能にします。
本IPはこの規格の基本機能を備え、1Gbps版と10Gbps版をラインアップ。徹底した省リソース設計により、FPGAリソースを大幅に削減し、小型・低消費電力のEfinix FPGAでの実装を実現します。
完全日本語サポートで、顧客企業の製品開発を強力に支援します。
製品の特長
- GigE Vision® v2.0規格準拠
- 1Gbps版・10Gbps版の2製品をラインアップ。高速・長距離の画像伝送を実現。
- 徹底した省リソース設計
- フリップフロップ（FF）リソースを最大約80%削減。
- 多彩なオプション機能
- マルチストリーム送信機能、保守機能（FLASHダウンロード）、画像蓄積による再取得機能など。
- 開発環境とサポート
- IP、リファレンスデザイン、Efinity® software Projectを含む開発環境を提供。日本語による技術サポートも充実。
仕様・機能一覧
Basic版の仕様および機能の一覧は以下の通りです。
| 項目 | 標準搭載 | 説明 |
|---|---|---|
| GigE Vision v1.2主要必須機能 | ○ | GigE Vision v1.2規格の基本的な必須機能をサポート |
| GigE Vision v2.0主要必須機能 | ○ | GigE Vision v2.0規格の必須機能を実装 |
| PACKETRESEND、EVENT | ○ | パケット再送制御やイベント通知機能 |
| PENDING、ACTION | ○ | 処理待ち状態管理とアクション制御 |
| PTP | ○ | 精密時刻同期プロトコル（PTP）対応 |
| BMCA付きPTPマスター機能 | オプション | PTPマスター選出機能（BMCA）を含む高度な時刻同期マスター機能 |
| マルチストリーム送信 | オプション | 複数の映像やデータを同時に配信できる機能 |
| All-in Transmission Mode | オプション | 全データをワンパケットで一括送信するモード |
| JPEG/JEPG2000/H.264 | オプション | 画像圧縮フォーマット対応 |
| 保守機能（FLASHダウンロード機能） | オプション | ホストPCからネットワーク経由で、ソフトウェアをデバイスのFlashメモリーに直接書き込む機能 |
| 画像蓄積による再取得機能 | オプション | 画像データの一時保存と再送信機能 |
リソース使用量と削減のこだわり
本IPは、GigE Vision® v2.0認証に必要な最低限の機能に特化し、FPGAリソースの使用を徹底的に抑えた設計となっています。特に、フリップフロップ（FF）（※）リソースは、従来の高機能版IPと比較して最大約80%削減しています。
| 項目 | LUT | LUTRAM | FF | BRAM | DSP | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| リファレンス部 | 12,377 | 0 | 7,437 | 27 | 4 | IP+RTL |
| Gige IP | 7,293 | 0 | 6,131 | 51 | 16 |
- ※Efinix評価ボード：Ti375での値
なぜFFリソース削減にこだわったのか
FFはデジタル回路における基本的な記憶素子であり、回路の動作速度や消費電力に影響を与えます。
FFリソースの削減は、FPGA内部の論理資源の節約につながり、より小規模なFPGAデバイスでの実装が可能となるほか、消費電力の低減や設計の効率化に寄与します。
FF削減の主なメリットと期待
- 小規模FPGAでの実装が可能
- 設計の自由度が高まり、製品の多様なニーズに対応しやすくなります。
- 消費電力の低減
- 動作時の電力消費が抑えられ、ランニングコストの削減に貢献します。
- トータルコスト（TCO）の改善
- 部品点数の削減や基板設計の簡素化、電源設計の効率化により、コスト削減が期待できます。
- 信号遅延・タイミング制約の緩和
- 回路設計がシンプルになり、検証効率の向上につながります。
- 将来の拡張・カスタマイズに柔軟対応
- 追加機能の実装やカスタマイズがしやすくなります。
このように、OKIのGigE Vision® Tx v2.0 IPは、FPGAリソースの徹底的な削減により、設計の柔軟性と効率性を高め、産業用カメラ搭載機器の競争力向上に貢献します。
対象デバイス
- Topazシリーズ：Tz75、Tz100、Tz200、Tz325
- Titaniumシリーズ：Ti375、Ti240、Ti165、Ti135、Ti85
- ※リソース使用率が20%以下のデバイスを対象としています。
- ※Topaz ファミリで 10G Ethernetをサポートするのは Speed Grade 3 のみです。Speed Grade 2 は 10G をサポートしていません。
システム構成例
本システムは、産業用カメラから取得した映像データをEfinix FPGA搭載の評価ボード上でGigE Vision® Tx IPにより処理し、イーサネットケーブルまたは光ファイバケーブルを介して受信PCへ高速・長距離伝送します。受信PCでは映像データを解析・表示し、モニターに出力します。
構成要素
- カメラ
- 高解像度の映像を取得し、GigE Vision®規格に準拠したデータを送信します。
- Efinix FPGA評価ボード
- GigE Vision® Tx IPを搭載し、映像データの高速伝送を実現します。
- ネットワークケーブル
- 標準的なCAT5e/CAT6イーサネットケーブルまたは光ファイバケーブルを使用し、長距離伝送を可能にします。
- 受信PC
- 受信した映像データを処理・解析し、モニターに表示します。
- モニター
- 映像のリアルタイム表示や解析結果の確認に使用します。
デモ環境
実際の動作をご覧いただけるデモ環境もご用意しております。詳細なご説明やデモのご希望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
デモ環境
低消費電力・低発熱の実証
Efinix FPGAは高い電力効率を誇り、実測では電源ON待機状態の最大表面温度が約40℃であるのに対し、GigE Vision®稼働時の連続通電（約10時間）では最大約44℃となり、温度上昇は約4℃程度に抑えられています。
| 初期（待機：電源ON1H後） | GigE連続通電10時間後 | |
|---|---|---|
 |
 |
 |
| 温度（℃）：Max | 40 | 44 |
| 温度（℃）：Ave | 38 | 43 |
| 温度（℃）：Min | 34 | 36 |
- ※環境：居室（20～23℃）
この低い温度上昇により、ヒートシンクやファンを必要としない設計が期待でき、省スペース化や静音化、長寿命化に貢献します。
ブロック図（FPGA部）
本ブロック図は、Efinix FPGA上に実装されたGigE Vision® Tx v2.0 IPの主要構成を示しています。
資料ダウンロード
本ページに掲載されている内容をまとめたリーフレットをダウンロードいただけます。製品の特長や技術仕様、システム構成例など、導入検討に役立つ情報を網羅しています。
ご不明点や詳細なご説明をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。
- EFINIX FPGA用 GigE Vision® Tx v2.0 IPに関するお問い合わせ先
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