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【医疗设备】内窥镜及手术机器人解决方案—FPGA + GPU 异架构平台

针对内窥镜和手术机器人行业需求,ALINX 基于 AMD Zynq UltraScale+ MPSoC + NVIDIA Jetson Orin NX 的异构设计,满足高速数据传输、AI 计算处理;高清视频图像采处理集、8K 高清视频图像显示、3D 影像处理;同步左右眼视频数据,同步精度 1 行;端到端延时 50 毫秒以内;荧光并支持 SDI/HDMI 接口等需求。



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3D 视频支持

  • ● 单路视频信号或者 3D 视频信号输出可选

  • ● 左右眼图像时差小于 100 微秒

  • ● 图像延时时 50 毫秒以内

  • ● 输出清晰度不低于主机直出

  • ● 输出 3D 图像格式需要能满足 line-by-line 和 side-by-side 两种 3D 格式的输出,便于不同显示设备的显示、支持大小不一的画中画以及主显示页面可以自由缩放

高速精准图像处理

  • ● 亮度调整

  • ● 色彩校准

  • ● 拍照

  • ● 3D 参数校准

  • ● 数字无极变焦

  • ● 显示屏左右眼切换

  • ● 图像旋转

  • ● 荧光对比度调节

  • ● 自动白平衡

高清编解码与存储

  • ● 支持 H.264 和 H.265 编解码

  • ● 允许用户存储后端静态图片及动态视频

  • ● 外部开关或者逻辑控制来切换编码和解码功能

  • ● 编码端支持双路单帧合并大帧编码,支持两路左右眼单帧同步环出

  • ● H.265 压缩保存或不压缩保存可选

  • ● 解码端支持大帧解码和图像拆分,输出两路同步的左右眼图像,同时环出两路左右眼接显示器用来预览

多种影像模式

  • ● 近景模式

  • ● 超近景模式

  • ● 可根据不同组织可提供不同图像增强模式,提高图像对比度,比如: 血管增强、轮廓增强


FPGA+GPU 异架构平台-内窥镜解决方案

ALINX 基于 AMD Zynq UltraScale+ MPSoC + NVIDIA Jetson Orin NX 的异构设计,可以实时8K 视频流、3D、荧光并支持 SDI/HDMI 接口、AI 智能辅助。8K 图像传感器捕捉图像信息,捕获的视频流由 Zynq UltraScale+ MPSoC FPGA 进行视频图像 信号处理传输。NVIDIA Jetson Orin NX 对接收的视频图像进行 AI 计算检测分析,将处理后的高清视频图像通过显示接口呈现 在高清显示器上供外科医生观看,图像色彩清晰,延时 50 毫秒以内

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FPGA+GPU 异架构平台-手术机器人解决方案

Zynq UltraScale+ MPSoC FPGA 为核心技术的手术机器人系统可以实时 3D、多种影像模式、左右眼图像时差小于100 微秒、 8K 视频流、回环显示、100G 光纤网络传输、AI 智能辅助。本地医生端协助,8K 图像传感器捕捉图像信息,Zynq UltraScale+ MPSoC FPGA 模块进行图像处理,然后传输给 NVIDIA Jetson Orin NX 编码合并转发,通过 100G 光纤接口传输到远程 NVIDIA Jetson Orin NX 进行接收分解解码,然后显示在远程高清显示器上供远端外科医生观看操作

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FPGA+GPU 异架构-视频图像处理开发平台

基于 AMD Zynq UltraScale+ MPSoC + NVIDIA Jetson Orin NX 的异构设计,满足高速数据传输、AI 边缘计算,专业的高清 8K 视频图像采集处理需求,丰富 12G-SDI、DP、HDMI 视频接口,100G 光纤接口,适用于工业和制造业、医疗内窥镜和手术机器人、 机器人开发、智慧城市、安防等多领域解决方案

  • ·XCZ19EG

    FPGA 器件

  • ·Jetson Orin NX

    GPU

  • ·70T/100T

    AI 性能

  • ·12G-SDI

    8 路双向接口

  •  ·8K 高清

    HDMI 2.1 输入输出

  • ·100G

    2 路光纤接口

  • ·1143K

    Logic Cells

  • ·16GB | 8GB

    PS | PL DDR4



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Zynq UltraScale+ MPSoC 系统

FPGA

器件:XCZU19EG-2FFVC1760I,封装为 FFVC1760
逻辑资源:Logic Cells 1,143K,Flip-Flops 1,045K,LUTs 523K,Block RAM:34.6Mb,DSP Slices:1968,GTH 16.3Gb/s 44 个

CPU

应用处理单元:4x ARM Cortex-A53, 1.3GHz;
实时处理单元:双核 Cortex™-R5, 533MHz

GPU

Mali™-400 MP2,频率高达 667MHz

缓存 | 存储

PS 8GB DDR4,PL 16GB DDR4 | 32GB eMMC FLASH,128MB QSPI FLASH

12G SDI 接口

8 路双向 12G SDI 接口,支持 SD/HD/3G/6G/12G SDI 速率,最高支持 4K/60 帧视频输入或者输出

100G 光纤接口

2 路 QSFP100G 光纤接口,每路总体数据速率为 100Gbps

其它接口

1 路 FMC HPC的扩展口,外接各种 FMC 模块;千兆以太网、JTAG、Uart 等接口


NVIDIA Jetson Orin NX 系统

型号

Jetson Orin NX 8GB (选配)

Jetson Orin NX 16GB (选配)

算力

70TOPS

100TOPS

CPU

6 核 NVIDIA Arm Cortex A78AE V8.2 64 位 CPU,2GHz

8 核 NVIDIA Arm Cortex A78AE V8.2 64 位 CPU,2GHz

GPU

1024 核 NVIDIA Ampere GPU with 32 Tensor Cores

1024 核 NVIDIA Ampere GPU with 32 Tensor Cores

显存

8GB 128bit LPDDR5

16GB 128bit LPDDR5

视频编码

1x 4K60 (H.265); 3x 4K30 (H.265 6x 1080p60 (H.265); 12x 1080p30 (H.265)

视频解码

1x 8K30 (H.265); 2x 4K60 (H.265); 4x 4K30 (H.265); 9x 1080p60 (H.265); 18x 1080p30 (H.265)

DP显示接口

1 路 Display Port 输出接口,用于视频图像的显示,最高支持 4K@30Hz 或者 1080P@60Hz 输出

其它接口

NVMe M.2 SSD 硬盘(需自购)、M.2 WIFI/BT、USB3.0、千兆以太网等接口


功能接口 

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方案文档

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