人工智能 (AI) 正在从根本上改变机器视觉和成像应用的能力。Edge Al 是人工智能的一个子集，可在边缘进行本地化决策，在 5G 网络和物联网 (IoT) 等其他元素中，在新基础设施的开发中发挥着关键作用。通过专注于为设备配备和启用边缘人工智能，客户在他们的系统中实施这项技术变得更加实际，进一步加速新基础设施的扩展。Edge AI 可提高实时分析高分辨率成像数据以及快速检测模式或异常的准确性和灵敏度。这些功能有助于机器人辅助外科手术、基于 3D 成像的安全和监视平台、
传感器技术的进步以及采用微型模块化封装的超高清或 4K 视频图像传感器的可用性使这种向基于人工智能的边缘处理的转变成为可能。
机器人辅助内窥镜平台和机器视觉相机等应用需要从安装在极小的探头尖端上的传感器传输高分辨率图像数据，并通过非常细的电缆物理连接到视频捕获和分析系统。来自视频捕获系统的控制信息同时流回探头尖端，提供了一种通过倾斜和缩放等控制方面来控制探头尖端位置的方法。
基于视觉的控制系统（例如图 1 中所示的工业移动机器人）需要非常低的延迟以进行实时采集和高分辨率视频数据分析。反向传输控制信息以修改相机位置也需要非常低的延迟。电缆和导体的数量、导体的尺寸以及传感器侧的功耗可能是空间受限应用（例如内窥镜和机器视觉）的重要限制因素。
图 1：工业移动机器人作为基于视觉的控制系统
许多现有的高速接口技术可以帮助实现高分辨率视频数据的可靠传输，但基于视觉的控制系统也存在缺点。例如，由于与协议相关的开销，以太网等标准技术会带来额外的延迟。由于以太网物理层设备无法直接连接到传感器的原生视频接口，因此它们还需要额外的电线和组件，例如晶体振荡器。例如，一个 4-MP、30-fps 的高分辨率成像器可以生成大约 3.2 Gbps 的视频数据。单个基于千兆位的以太网链路（例如 1000-BaseT）无法提供足够的吞吐量来承载这种未经压缩的高分辨率数据，这会在图像流中引入伪影，进而可能在基于机器视觉的视频处理中引入错误。
什么是 V 3 Link TM SerDes IC？
| 在我们的视频“什么是 V 3 Link SerDes？”中了解 V 3 Link 接口 IC如何使用单线实现视频数据、控制信号和 电源的无压缩传输。 |
专用串行器/解串器 (SerDes) 技术，如 V 3 Link TSER953 串行器和 TDES954 和 TDES960 解串器协同工作，通过单根超细线同时传输高分辨率视频、控制信号和电源。这些设备有助于在传感器和处理器之间建立链接，以聚合时钟、未压缩视频、控制、电源和通用输入/输出信号，如图 2 所示。
图 2：使用 V 3 Link 设备的数据序列化和反序列化以及电力传输的简化图
在此配置中，信号和功率通过前向信道传输，该信道从位于传感器模块中的串行器到位于传感器融合分析系统中的解串器或解串器集线器，同时还为控制信号和功率提供路径。
V 3 Link 解串器还为所有连接的串行器提供嵌入式时钟，从而实现跨多个传感器的视频同步。这允许用于 3D 重建和深度感测的视频拼接、图像混合和立体视觉。使用来自 TDES960 的内部生成的帧同步信号，您可以同步多个摄像头并实现 600 ns 的精度，这可以实现机器视觉中的多个时间触发应用。使用从反向通道中提取参考时钟的主时钟同步消除了由为多个成像器计时的不同振荡器的相对漂移引起的同步误差。
自适应均衡器技术可减少信号损失和功耗除了通过单根电缆促进视频数据、控制信号和电源的传输外，V 3 Link 设备还包括自适应均衡器技术，该技术可以补偿 2.1 GHz 时高达 21 dB 的损耗，从而能够使用非常薄的 28 至32 根美国线规 (AWG) 电缆。AWG 编号越高，电缆越细，信号损耗越高。
更细的电缆更灵活，可以支持传感器需要在狭窄、空间受限的应用（如内窥镜）中定位的应用。在同一根细电缆上传输电源和控制信号的能力也最大限度地减少了导体的数量。
在传感器侧的典型功耗为 250 mW 时，V 3 Link 串行器消耗非常低的功率，从而能够将传感器和串行器集成到非常紧凑的区域中，而无需功耗和散热，这需要额外的空间。V 3 Link 产品的专有主时钟同步技术消除了传感器侧对晶体或任何振荡器的需求，进一步降低了成本和总体空间要求。
结论从医学成像应用到机器视觉相机，边缘 AI 正在推动对实时视频捕获、传输和分析的需求。V 3 Link SerDes IC 可帮助工程师满足这些需求，同时减少电缆数量、功耗和整体系统成本。V 3 Link 设备提供通用链接技术，非常适合需要实时捕获、传输和分析高分辨率视频数据的大多数应用。这些器件支持各种布线配置，如同轴、非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线，以及多种时钟模式，如同步和异步。
