Акселерована реєстрацiя MIPI CSI вiдеопотоку в задачах передачi вiдео реального часу

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorХоднєв, Т. А.
dc.contributor.authorГолуб, М. С.
dc.contributor.authorКужильний, О. В.
dc.contributor.authorЛисенко, О. М.
dc.contributor.authorВарфоломєєв, А. Ю.
dc.date.accessioned2022-02-16T12:49:03Z
dc.date.available2022-02-16T12:49:03Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenIn present study the challenges of reducing transmission latencies of a real-time video stream acquired from cameras connected via the MIPI CSI interface were addressed. In the study, the main components of the video stream acquisition/transmission latency are given, the degree of their contribution to the total latency was analyzed, the assessment on the potential ability to influence them when developing a real-time video stream acquisition/transmission systems was given. The issues connected with using the frame buffering in such systems are designated, primarily the impact on the total latency value when having a framebuffer in such a system. The limitations of the existing MIPI module implementations of some ARM microprocessors resulting in latency increase for MIPI CSI camera video stream acquisition were characterized. The structural and functional organization based on the use of digital streaming buses, fragmentation of video frames and DMA transactions for MIPI CSI video stream acquisition systems was proposed, which does not require the use of framebuffers and, as a result, provides the possibility of reducing the overall video stream acquisition latency. The proposed structural and functional organization could be implemented based on SoC-FPGA solutions, including the use of the existing IP-cores. Pragmatic peculiar features were described and the corresponding expression for estimating the limiting value of the latency for the proposed structural and functional organization was given. For experimental verification, a prototype of the video stream acquisition/transmission system, based on the Zynq-7000 SoC-FPGA family of Xilinx following the proposed structural and functional organization was created. Its specifics and corresponding features of its implementation were discussed in the paper. The performance of the obtained prototype was estimated, and the possible directions towards further reduction of the overall latency of video stream acquisition/transmission were considered. The results of the study may prove useful to reduce the latencies of the video streams acquired from MIPI CSI cameras in real-time video stream transmission systems based on SoC-FPGA.uk
dc.description.abstractruВ работе рассмотрены вопросы уменьшения задержек передачи видеопотока в реальном времени с камер, предусматривающих подключение через интерфейс MIPI CSI. Приведены основные составляющие задержки регистрации/передачи видеопотока, проанализирована степень их вклада в суммарную задержку, дана оценка возможности потенциального воздействия на них при разработке систем регистрации/передачи видеопотока реального времени. Обозначена проблематика, связанная с применением покадровой буферизации в таких системах, главным образом, воздействие наличия покадровой буферизации в системе на величину суммарной задержки. Охарактеризованы ограничения реализаций модулей MIPI, приводящие к увеличению задержек регистрации видеопотока с MIPI CSI камер в некоторых ARM-микропроцессорах. Предложена структурно-функциональная организация систем регистрации MIPI CSI видеопотока с использованием потоковых цифровых шин, фрагментации кадров видеопотока и DMA транзакций, которая не требует использования покадровой буферизации и, соответственно, позволяет уменьшить суммарную задержку регистрации видеопотока. Предложенная структурно-функциональная организация может быть реализована на основе SoC-FPGA решений, в том числе, с использованием существующих IP-ядер. Приведены прагматические особенности и соответствующее оценочное выражение для определения ограничений величины задержки при использовании предложенных решений. Для экспериментальной проверки, создан прототип системы регистрации/передачи видеопотока на основе SoC-FPGA Xilinx семейства Zynq-7000, в соответствии с предложенной структурно-функциональной организацией, рассмотрена его специфика и соответствующие особенности реализации. Дана оценка полученному быстродействию прототипа и рассмотрены возможные направления дальнейшего уменьшения суммарной задержки регистрации/передачи видеопотока. Результаты работы могут быть использованы для уменьшения задержек регистрации видеопотока с MIPI CSI камер в системах видеопередачи реального времени на основе SoC-FPGA.uk
dc.description.abstractukВ роботi розглянуто питання зменшення затримок передачi вiдеопотоку в реальному часi з камер, що передбачають пiдключення через iнтерфейс MIPI CSI. Наведено основнi складовi затримки реєстрацiї/передачi вiдеопотоку, проаналiзовано мiру їхнього внеску в сумарну затримку, дано оцiнку можливостi потенцiйного впливу на них при розробцi систем реєстрацiї/передачi вiдеопотоку реального часу. Окреслено проблематику, пов’язану з застосуванням буферизацiї в таких системах, головним чином, вплив наявностi в системi покадрової буферизацiї на величину сумарної затримки. Охарактеризовано обмеження реалiзацiй модулiв MIPI, що призводять до збiльшення затримок реєстрацiї вiдео-потоку з MIPI CSI камер в певних ARM-мiкропроцесорах. Запропоновано структурно-функцiональну органiзацiю систем реєстрацiї MIPI CSI вiдеопотоку з застосуванням потокових цифрових шин, фрагментацiї кадрiв вiдеопотоку та DMA транзакцiй, що не потребує використання покадрової буферизацiї та, вiдповiдно, дозволяє зменшити сумарну затримку реєстрацiї вiдеопотоку. Запропоновану структурно-функцiональну органiзацiю може бути реалiзовано на базi SoC-FPGA рiшень, в тому числi, з використанням iснуючих IP-ядер. Наведено прагматичнi особливостi та вiдповiдний оцiночний вираз для визначення обмежень величини затримки при застосуваннi запропонованих рiшень. Для експериментальної перевiрки, створено прототип системи реєстрацiї/передачi вiдеопотоку на основi SoC-FPGA Xilinx сiмейства Zynq-7000 вiдповiдно до запропонованої структурно-функцiональної органiзацiї, розглянуто його специфiку та особливостi реалiзацiї. Дано оцiнку отриманiй швидкодiї прототипу та розглянуто можливi напрямки подальшого зменшення сумарної затримки реєстрацiї/передачi вiдео-потоку. Результати роботи можуть бути використанi для зменшення величини затримок реєстрацiї вiдеопотоку з MIPI CSI камер в системах вiдеопередачi реального часу на основi SoC-FPGA.uk
dc.format.pagerangeС. 35-43uk
dc.identifier.citationАкселерована реєстрацiя MIPI CSI вiдеопотоку в задачах передачi вiдео реального часу / Ходнєв Т. А., Голуб М. С., Кужильний О. В., Лисенко О. М., Варфоломєєв А. Ю. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2020. – Вип. 82. – С. 35-43. – Бібліогр.: 32 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2020.82.35-43
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/46540
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування: збірник наукових праць, Вип. 82uk
dc.subjectSoCuk
dc.subjectFPGAuk
dc.subjectMIPI CSIuk
dc.subjectGigE Visionuk
dc.subjectвiдеоuk
dc.subjectпотокова передачаuk
dc.subjectSoCuk
dc.subjectFPGAuk
dc.subjectMIPI CSIuk
dc.subjectGigE Visionuk
dc.subjectvideouk
dc.subjectstreaminguk
dc.subjectSoCuk
dc.subjectFPGAuk
dc.subjectMIPI CSIuk
dc.subjectGigE Visionuk
dc.subjectвидеоuk
dc.subjectпотоковая передачаuk
dc.subject.udc004.7:621.39uk
dc.titleАкселерована реєстрацiя MIPI CSI вiдеопотоку в задачах передачi вiдео реального часуuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPIRR-2020_82_35-43.pdf
Розмір:
468.95 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 82