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星宸科技（SigmaStar）智能AI芯片SSD268G性能讲解

星宸科技SigmaStar推出的高整合度，多功能一体化智能AI芯片SSD268G，丰富的接口和内置Ip可以满足各种不同的应用场景和产品形态，该芯片具备多摄像头输入、4K@30fps、双屏异显带HDMI输出、CORTEX-A53双核、IPU AI 大算力、多路解码等特点。


臻彩图像处理引擎（包括3A、3DNR、色彩真实还原、星光夜视、HDR、细节增强、Sensor坏点补偿等）、低延迟影音处理技术，多路编码及动态编码、镜头畸变矫正技术、多Sensor接入和高能耗比IPU，广泛应用于直播像机、视频会议、工业相机、新零售等新兴领域，是一颗真正满足多模态产品形态的芯片。

核心模块.png 总体系统框架主要特点
  • 安防级别的多摄像头输入，最高4K@30fps
  • "双屏异显"，点屏加HDMI扩展，同时呈现不同画面
  • CA53双核，IPU加速AI，强大的算力支撑
  • 多路语音输入和输出
  • 各种外设接口包括：网口/USB3.0/BT1120/SDIO/SPI


SSD268G在多种场景下ISP效果表现



  • 暗房开灯场景

相同码率和分辨率，SStar机型清晰度更高，整体画面更通透。


  • 暗房低照场景

低照下SStar机型成像效果更好，整体亮度和清晰度更高，暗处可见度更高。


  • 逆光场景

室内保持一致的前提下，室外效果更好；伪彩更少；在密集纹理场景下，方向性判断更好；去除color noise能力大幅提升；NR下，运动噪声和收敛速度快；ISP对长帧数据与短帧数据进行融合，生成一副高动态范围图像。



编、解码能力


Vdec 解码能力
1
H265/HEVC：Main Profile，Level 5.0 Profile，分辨率从8×8到8192×8192，支持I/P/B帧，Deblocking
2
H264/AVC：Baseline/Main/
High Profile，Level5.1 decode，分辨率从8×8 到8192×8192，支持I/P/B帧，Deblocking
3
JPEG/MJPEG：YUV422/YUV420，最大分辨率8192×8192
Venc 编码能力
1
H265/HEVC：Main Profile，Level 5.0 Profile
2
H264/AVC：Baseline/Main/
High Profile，Level5.1 decode，¼像素搜索预测，自定义QP Map，最大能力集 4K 45FPS，ROI感兴趣区域设置
3
JPEG：最大分辨率8192×8192，支持实时帧编码流程
Venc 码控算法
1
支持CBR/VBR/AVBR/FIXQP/
QPMAP 多种编码模式
→可变码率，确保画质
→固定码率，波动在10%，确保传输效率
→基于芯片内置AI引擎，分析前后前后两张图像，侦测场景动静变化，自动调整码率
2
安防级别的码率控制算法



显示模块



  • 视频输出接口

  • 同时支持两个显示设备，每个设备支持多种接口。
  • 对于每一个设备，可以独立输出HDMI/VGA，CVBS、MIPI、TTL、BT1120/656、sRGB、MCU等不同的接口设备。



  • 基本功能

  • Mipi DSI最大2560×1440 60fps；
  • BT1120最大可支持1080P@60fps，BT656最大可支持1080P@30fps；
  • HDMI 最大分辨率4K 30fps；
  • 每个Dev有两个硬件图层：1个全屏的GUI图形层+1个硬件鼠标层，做专用鼠标图层，或者硬件图层叠加；
  • 两DISP设备分别显示不同的画面；
  • 支持1个回写通道（WBC），可用于两个DISP设备做多屏同源显示。



  • 特色功能

  • 画中画模式：每个Dev支持16路视频+1路PIP(画中画)同时显示；
  • 支持异屏双显功能，每个设备可以输出不能的内容；
  • 横屏竖显或者竖屏横显。



  • ACE Lite PQ引擎

  • 每个Dev都有独立的图像处理模块；
  • 多维度图像画质调整。




音视频模块

  • Audio Codec支持的输入输出设备及采样率
  • 支持常用的音频接口和协议，如模拟麦克风、数字麦克风、Lineout、I2S/PCM等。
  • 支持多个输入输出设备同时工作。






  • SRC同步近端与远端数据
近端数据和远端数据经过SRC来做同步处理，3rd-party语音算法开发，不需要增加额外的MIC来采集参考数据。
1.png



  • ACE同步近端与远端数据

2.png



  • EQ前后对比

4.png



  • AGC前后对比



5.png



IPU介绍


  • 整体框架

IPU整体框架.png


  • IPU特色

  • 兼容性好。支持 Caffe & ONNX & TensorFlow三大主流 AI 开发平台。
  • 覆盖面广。支持   4，8，16bit混合量化，总体数据量比8bit要小，满足不同场景下的精度需求。
  • 容易开发。提供 C Model 验证与完整的开发工具链。
  • 效率极高。支持N batch，多张图片并行处理；支持离线模型压缩，降低内存使用量，自研调度算法，大幅降低内存和频宽使用率。
  • 后处理算子硬件加速。YOLOV2 & YOLOV3 & SSD 等常用网络的后处理部分提供完整IPU 加速方案，最大限度释放CPU算力。



硬件介绍


  • 硬件模块

基本规格
  • Body Size: 15x15mm
  • Ball Pitch: 0.65（中心距离）PCB 4L
  • MIU:2×16bit/32bit
  • 支持多种启动方式
         Boot SPINAND
         Boot SPINOR
         Boot eMMC
         Boot SD Card
设计简单
  • 简单的电源设计，无需复杂的电源时序控制威廉希尔官方网站 ，或者PMU
  • 内置RTC计时模块，威廉希尔官方网站 设计简单，无需外挂RTC芯片
  • 展频功能，EMI整改容易
接口丰富
  • USB3.1 Device / USB2.0 Host
  • SD Card3.0
  • SDIO3.0/ eMMC
  • UART *4+1
  • SPI *3
  • PWM *10
  • GPIO *80 以上
工业标准
  • 工业级设计标准
  • -40～85
  • 2Kv ESD耐压


  • SSC展频功能
  • 对于高速信号，Panel的clock，DDR数据和Clock，在对输出频率做轻微以及有序的抖动后，可以大幅降低频域中的能量，在实际的测试中最高可以降低9dB的能量。
  • 对于工规、医疗产品极大的降低了EMI的整改难度。


  • 温度范围
  • 芯片工作温度在-40~85°达到工业级要求
  • 芯片存储温度在-40~150°且符合MSL-3等级标准，真空包装
  • 芯片结温设计在-40~125°
  • 芯片内置温度传感器，软件可实时监测芯片内部温度
  • 封装材料无铅，绿色环保。



软件架构介绍
  • Linux 操作系统
  • 4.9.227版本
  • 完善的开源社区
  • 系统稳定，多任务支持


  • 软件架构特点
  • 模块独立
  • 完善的文档和Demo
  • 简单的软件流程
  • 完善的调试手段









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