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Karriere | Investoren

FPGAs grafisch programmieren mit VisualApplets 3

Der grafische Ansatz von FPGA-Programmierungen über Datenfluss-Modelle macht es Softwareentwicklern und Anwendungsingenieuren leicht, individuelle Designs für komplexe Bildverarbeitungsabläufe intuitiv in wenigen Schritten zu erstellen – selbst ohne Hardware-Programmierkenntnisse.

Die VisualApplets Basisversion enthält die vollständige Funktionalität, die sich durch spezielle Extensions und Einzellizenzen noch erweitern lässt.

Bestechende Leistungsmerkmale

  • Bildverarbeitungs-Lösungen per Drag&Drop durch Verknüpfen von Operatoren, Filterfunktionen und Transportlinks als Flussdiagramme erstellen
  • Mit über 80 direkt einsatzfähigen Anwendungsbeispielen Zeit und Aufwand sparen
  • Thematisch gegliederte Operatoren-Bibliotheken
  • Die Funktionalität der erstellten Anwendung an beliebigen Stellen des Designs pixelgenau simulieren
  • Per Design Rules Check die Konformität der erstellten Anwendung mit den Kombinations- und Parametrisierungs-Regeln überprüfen, mit komfortablem visuellen Debugging
  • Verbrauch einzelner Operatoren und Designeinheiten an den zur Verfügung stehenden FPGA-Ressourcen anzeigen lassen, um die Performance zu optimieren
  • Nach Fertigstellung des Designs das lauffähige FPGA-Applet mit wenigen Mausklicks erzeugen

Einfache Programmierung von FPGA-basierten Bildverarbeitungs-Geräten

VisualApplets eröffnet den Zugriff auf die FPGA-Prozessoren der Bildverarbeitungs-Hardware wie Framegrabber, Industriekameras und Bildverarbeitungsgeräte, um individuelle Bildverarbeitungs-Anwendungen zu realisieren.

Ab Version 3 von VisualApplets lassen sich im Datenflussmodell Schleifen (Loops) auch für die Bildverarbeitung abbilden, die schon länger für die Signalverarbeitung möglich waren. Dadurch sind wiederkehrende Bearbeitungen gleicher Pixel bei Bildsequenzen und -vergleichen sowie Bild-Stapelverarbeitungen möglich. Die komplexen Algorithmen werden auf dem FPGA abgearbeitet, was die CPU-Last des Host-PCs senkt. Alle durch VisualApplets unterstützten Bildformate lassen sich auch innerhalb von Schleifen verwenden. Dabei bleiben die Bildformate unverändert.

Lizenzierung VisualApplets 3 Anwender schulen wir in Workshops

FPGA-Entwicklungsumgebung VisualApplets

Wie funktioniert VisualApplets?

Grafische Benutzeroberfläche von VisualApplets

Anwendungen einfach mit einer grafischen Oberfläche über Flussdiagramme per Drag-and-drop und Anwendungsbeispielen entwickeln.

Zweistufiger Design Rules Check zur Überprüfung der erstellten Anwendung und komfortables visuelles Debugging.

Design Rules Check und visuelles Debugging
Simulation der Anwendung

Pixelgenaue Simulation der Bildverarbeitungslösung und Überprüfung der Funktionalität der erstellten Anwendung.

Das lauffähige FPGA-Applet kann nach Fertigstellung des Designs in VisualApplets mit wenigen Mausklicks erzeugt werden.

Lauffähige Applikation mit wenigen Mausklicks
Bandbreitenkontrolle für noch mehr Performance

Die Datendurchsatzanalyse errechnet die verfügbare und benötigte Bandbreite für alle einzelnen Transportlinks.

Vorteile für Entwickler und Entscheider

Für Entwickler

  • CPU-Entlastung: FPGAs sind der CPU vorgeschaltet und übernehmen eine Vielzahl von Bildverarbeitungsprozessen (Bildoptimierung, Bildauswertung, Erzeugung von Steuerungssignalen).
  • Hardware-Programmierung entfällt: Durch die grafische Benutzeroberfläche sind keine VHDL-Kenntnisse erforderlich.
  • Parametrisierung zur Laufzeit: Bei der Erstellung des FPGA-Designs kann bereits festgelegt werden, welche Parameter nach Implementierung des Applets zur Laufzeit verändert werden können.
  • 3rd Party Bildverarbeitungswerkzeuge: Komfortable Schnittstellen zu Bildverarbeitungs-Programmen von Drittherstellern.

Entwicklerfragen beantwortet der Vertrieb

Für Entscheider

  • Beschleunigte Time-to-Market: Die Entwicklung von neuen Anwendungen geht mit VisualApplets um ein Vielfaches schneller. Der generierte Hardware-Code kann sofort im Zielsystem eingesetzt werden.
  • Keine Personalverknappung: Softwareentwickler und Anwendungsingenieure können es auch – dank der intuitiven Bedienung und Designmethodik. Bereichsübergreifende Teamwork-Funktionalitäten helfen, Hardware- und Softwareprogrammierer in gemeinsame Projekte zu integrieren.
  • Schnelles Return-on-Investment: VisualApplets bietet niedrige Anfangsinvestitionskosten und geringe Wartungskosten, da Entwicklungsprojekte laufend angepasst werden können. Eine hohe Portabilität ermöglicht den kurzfristigen Wechsel auf neue Hardwareplattformen.
  • Schutz der Intellectual Properties: Das Design speziell entwickelter Bildverarbeitungslösungen ist grundsätzlich durch Umwandlung in Binärcode geschützt. Der unbefugten Nutzung von Applets kann durch eine Beschränkung der Ausführbarkeit nur auf definierten FPGAs vorgebeugt werden.

Entscheidungshilfe über den Vertrieb

VisualApplets Embedder – Flexible Kameras und Vision-Sensoren durch integrierte FPGA-Programmierung

Die Zukunft gehört der „Embedded Vision“ – also einer vernetzten, dezentralen Bildverarbeitung von Hard- und Software in einem Gehäuse. Mit VisualApplets Embedder ist dies schon heute realisierbar. Die Lösung für Echtzeit-Bildverarbeitung in FPGA-Geräten wie Industriekameras und Vision-Sensoren ist einfach zu integrieren und bedienen. Hersteller von Bildverarbeitungs-Hardware und Endkunden programmieren mit Embedder auf ihre Anwendungen und Branche zugeschnittene Software-Applets in kurzer Zeit direkt auf dem FPGA des Geräts.

Vision Geräte leicht und flexibel mit Bildverarbeitungs-Anwendungen ausstatten

VisualApplets Embedder ermöglicht es, auch in Kameras und Vision-Sensoren Standard-Designs zu nutzen, eigene Bildverarbeitungs-Designs als Datenfluss-Modelle zu erstellen oder für Kundengruppen zu individualisieren.

  • FPGA-Hardware unbegrenzt mit spezifischen Bildverarbeitungs-Anwendungen ausstatten
  • Bildverarbeitungs-Anwendungen zeitnah an Kunden- und Marktbedürfnisse anpassen
  • komplette Produktlinien in kurzer Zeit planen und umsetzen
  • entwickelte Bildverarbeitungs-Anwendungen mit minimalem Aufwand auf verschiedene Vision-Geräte übertragen
  • durch Bildvorverarbeitung die Datenmenge verringern und alternativ kostengünstige Schnittstellen wie Gigabit Ethernet einsetzen
  • Endkunden erhalten den Mehrwert, die Geräte in einem vorgegebenen Rahmen selbst zu programmieren
  • Endkunden erhalten smarte Geräte, die ihnen ein Höchstmaß an Flexibilität und Investitionssicherheit gewähren

VisualApplets Embedder lizenzieren

VisualApplets Embedder

Ihre Vorteile mit VisualApplets Embedder

Custom Kamera mit hoher Investitionssicherheit

Custom Kamera mit hoher Investitionssicherheit

  • FPGA-Hardware einfach mit der VisualApplets Technologie ausrüsten
  • mit Vorverarbeitungs-Aufgaben in Echtzeit wie Bildverbesserung, Datenreduktion und Prozessüberwachung den Durchsatz steigern und Systemkosten reduzieren
  • Expertenwissen in der FPGA Hardware-Programmierung entfällt – interessant für Endanwender-Programmierungen
  • dank der Programmierbarkeit der FPGA-Geräte flexibel bei geänderten Anforderungen bleiben
  • Endanwender profitieren von einem besseren Know-how-Schutz, da sich die Bildverarbeitungs-Funktionen unabhängig vom Kamerahersteller umsetzen lassen
Vorteile für Hersteller – Neue Märkte erschließen

Vorteile für Hersteller – Neue Märkte erschließen

  • Ein- und Ausgänge sowie Verbindungen zu externer Peripherie mit VisualApplets direkt vom Gerät aus programmieren
  • eigene, interne Entwicklung beschleunigen, um Geräteserien mit erweiterten Zusatzfunktionen anzubieten
  • eigene, interne Entwicklung nutzen, um Kunden ein Gerät mit anwendungsspezifischen Zusatzfunktionen anzubieten
  • einmal entwickelte Anwendungen auf unterschiedliche Kameraserien portieren
  • neue Kundensegmente erschließen, deren Anforderungen über Standardprodukte und herkömmliche OEM-Lösungen hinausgehen
Vorteile für Endanwender – Ihr persönlicher Weg zur individuellen Kamera

Vorteile für Endanwender – Ihr persönlicher Weg zur individuellen Kamera

  • eigene Bildverarbeitungs-Designs schnell und flexibel an jeweilige Marktanforderungen anpassen
  • Erweiterungen der Kamerafunktionalität mit geringem Aufwand und ohne Hardware-Programmierkenntnisse selbst vornehmen
  • die Bilddatenmenge durch Bildvorverarbeitung reduzieren, um den PC bei der finalen Auswertung zu entlasten – die Robustheit der Bildauswertung und die Inspektions-Geschwindigkeit erhöhen sich deutlich
  • Intellectual Property durch ein ausgereiftes Verschlüsselungssystem sichern – ein Daten-Hacking mit Reverse-Engineering wird nahezu unmöglich

Offene FPGA-Hardware-Plattformen realisieren

VisualApplets Design

VisualApplets Design

VisualApplets ist eine intuitive, grafische Entwicklungsumgebung zur einfachen Programmierung von Bildverarbeitungs-Anwendungen, die sich als Applet-Designs auf FPGAs auf Kameras und Vision-Sensoren hochladen lassen.

Anwendungen und Funktionen

VisualApplets Embedder richtet eine Kompatibilitätsschicht zwischen der FPGA-Hardware und dem VisualApplets Programmierkern ein. Dieser reservierte Teil des FPGAs ist mit VisualApplets durch Erstellen von Applet-Designs beliebig oft programmierbar.

Anwendungen und Funktionen
Portierung auf weitere Geräte

Portierung auf weitere Geräte

Übertragung der Applet-Designs auf weitere Kameras und Hardware-Plattformen mit der Möglichkeit, eine Hardwaredefinition als Blaupause für eine gesamte Produktserie zu nehmen.

VisualApplets Expert – Fortgeschrittene Funktionen in VisualApplets nutzen

VisualApplets Expert enthält eine große Anzahl neuer Funktionen für erfahrene Anwender: die Custom-Bibliothek mit der Möglichkeit, eigene Operatoren zu erstellen, um diese im VisualApplets Design zu nutzen, und die Debugging- sowie die Parameters-Bibliotheken. Damit stehen Entwicklern nun neue Möglichkeiten bei dem Design und Überprüfen der erstellten Bildverarbeitungs-Anwendung zur Verfügung.

Die Bibliotheken lassen sich auch einzeln erwerben.

Davon profitieren Anwender von VisualApplets Expert

  • Mit der Custom-Bibliothek verwenden Anwender ihre in VHDL oder Verilog programmierten Bildverarbeitungs-Module (VHDL-Bibliotheken) in VisualApplets als generische Operatoren weiter und bewahren dadurch ihre Vorarbeiten.
  • Die Debugging-Bibliothek ermöglicht ein erweitertes Debugging, um Programmierfehler, Deadlocks und Bandbreitenprobleme aufzuspüren und die Stabilität des Designs zu erhöhen.
  • Die Parameters-Bibliothek stellt Anwendern Tools bereit, Parameter zu ändern, die auch tief in hierarchische Strukturen des Designs eingebettet sein können. Die Änderungen werden während der Laufzeit automatisch durchgängig aktualisiert.
  • Über eine Konsole mit eingebautem Tcl-Interpreter haben Anwender die Möglichkeit, den Designprozess zu automatisieren. Zur direkten Eingabe oder der Erstellung von TcL-Skripten stehen etwa 80 Kommandos zur Verfügung, welche Aktionen in VisualApplets auslösen. Der Befehlssatz erlaubt die Erstellung, Manipulation und Simulation von Designs.

VisualApplets Expert Lizenzen

VisualApplets Expert Bibliotheken für mehr Funktionalität

Custom-Bibliothek

Individuelle CustomOperatoren lassen sich durch Import/Export der XML-Definition des Operators importieren und exportieren. Anwender nutzen weiterhin ihr Know-how und vorhandenen Hardwarecode bei der Programmierung der FPGAs, etwa um einen bestehenden IP-Core in wenigen Schritten in neue Anwendungen zu integrieren. Dies verkürzt die Time-to-Market ihrer Produkte ganz erheblich.

Debugging-Bibliothek

Zu den erweiterten Debugging-Fähigkeiten gehören unter anderem Bildanalyse, Bildstatistik, Streamanalyse, Bildflusskontrolle und Monitoring. Die Operatoren lassen sich einsetzen, um VisualApplets Designs in der realen Laufzeit und Custom Operators, die noch entwickelt werden, zu debuggen. Im letzteren Fall erlaubt die Debugging-Bibliothek zu analysieren, wie neue Custom Operatoren die Designs beeinflussen.

Parameters-Bibliothek

Änderungen an Parametern eines VisualApplets Designs durch den Anwender, auch in geschützten hierarchischen Boxen, werden während der Laufzeit automatisch durchgängig aktualisiert. Ein aufwändiges und fehleranfälliges manuelles Ändern von Parametern im gesamten Design und/oder der Einsatz einer Zusatzsoftware entfallen. Zudem lassen sich neue Werte aus verschiedenen Parameterwerten berechnen und an andere Parameter im gesamten Design weitergeben.

TcL-Konsole

Komplexe Vorgänge wie die Simulation von Tausenden von Bildern bei unterschiedlichen Parameter-Einstellungen lassen sich automatisiert per Script durchführen. Darüber hinaus ist es möglich, externe Bildverarbeitungs-Software anzubinden, um auf einfache Weise Design-Parameter oder Bilder zu übertragen.

VisualApplets Libraries mit besonderen Zusatzfunktionen

VisualApplets Libraries umfassen mehrere Operatoren-Bibliotheken, die den Umfang der Operatoren um wertvolle Bildverarbeitungs-Funktionen erweitern, beispielsweise für Segmentierung und Klassifizierung sowie Komprimierung.

Die Bibliotheken lassen sich auch als Einzellizenz erwerben.

Wichtige Grundfunktionen der Bildverarbeitung gebündelt an einer Stelle

  • Segmentierung/Klassifizierung: Diese Operatoren werden eingesetzt, um Objekte in Bildern zu segmentieren und zu bestimmen und Merkmale zuzuordnen.
  • Komprimierung: Der JPEG-Operator ermöglicht es, die JPEG-Bildkompression auf dem FPGA einer Vision-Hardware direkt auszuführen, um Bilddaten zu reduzieren

VisualApplets Libraries Lizenzen

Die VisualApplets Libraries Funktionalitäten

VisualApplets Libraries Segmentierung / Klassifizierung

VisualApplets Libraries Segmentierung / Klassifizierung

Diese Operatoren werden eingesetzt, um nach der Segmentierung und Objektbestimmung die Position, Fläche, Form, den Umfang von Objekten und die umgebende Geometrie (bounding box) zu bestimmen. Hierfür wird die Blob-Analyse für eindimensionale (1D) und zweidimensionale (2D) Binärbilder eingesetzt.

VisualApplets Libraries Komprimierung mit skalierbarer Datenrate

Anhand der VisualApplets JPEG-Komprimierung lassen sich erfasste (und vorverarbeitete) Bilddaten bereits vor der Übertragung und Speicherung auf einem PC reduzieren, ohne die CPU zu belasten. Der JPEG-Operator komprimiert 8-bit Graubilder und 24-bit RGB-Farbbilder mit variabler Bildkompressionsrate und skalierbarer Datenrate in Echtzeit auf dem FPGA. Highspeed-Anwendungen auf schnellen Kamera-Schnittstellen sind realisierbar.

VisualApplets Libraries Komprimierung mit skalierbarer Datenrate

Sicherer Schutz von Applets und Framegrabbern

Um den Einsatz eigener Applets auf fremden Framegrabbern zu verhindern und damit das geistige Eigentum vor fremdem Zugriff zu schützen, lassen sich Applets und Framegrabber jeweils mit einem Schloss eigenständig sicher codieren.

VisualApplets Protection nützt Ihnen mit Sicherheit

  • Applets und Framegrabber werden jeweils mit einem Schloss sicher codiert
  • Zwei Schutzmechanismen gewährleisten höchste Sicherheit

VisualApplets Protection Lizenzen

VisualApplets Protection – so geht‘s

Die Absicherung besteht aus zwei Schutzmechanismen, die zusammenpassen müssen:

  • Applets werden mit einem eindeutigen Security Identifier Code codiert und verschlossen. Silicon Software Framegrabber werden mit einer Sicherheitslizenz ausgestattet.
  • Ein derart abgesichertes Applet wird nur auf dem dazugehörigen Silicon Software Framegrabber mit passender Sicherheitslizenz ausgeführt.

Holen Sie mehr aus Ihrem Bildverarbeitungssystem

Als unser Dienstleistungs-Angebot geben wir Ihnen umfangreiche Beratung bis hin zur vollständigen Unterstützung bei Entwicklungsaufgaben für kundenspezifische Produkte (Customizing).

  • VisualApplets Workshops – Training für Einsteiger und Fortgeschrittene
  • Coaching – Beratung und Entwicklung bei konkreten Aufgaben
  • Consulting – Projektberatung von Anfang bis Ende und darüber hinaus
  • Machbarkeitsstudie – Evaluation eines Projektes mit detailliertem Ergebnisbericht
  • Entwicklung (Customizing) – Hard- und Softwarelösungen kundenspezifisch anpassen
  • Design-Überprüfung – Check der VisualApplets Designs von Kunden

Erfahren Sie mehr über die Beratung

Deep Learning für Highspeed-Anwendungen flexibel umsetzen

Deep Learning mit tiefen neuronalen Netzen wie CNN ermöglichen eine einfachere und schnellere Realisierung von vielen bislang schwierig umzusetzenden Bildverarbeitungs-Anwendungen. Viele Klassifizierungs-Aufgaben sind dadurch wesentlich besser zu lösen als mit existierenden algorithmischen Methoden. Ein vorkonfigurierter CNN-Operator in VisualApplets lässt sich vielfältig anpassen und zusammen mit dem vorlizenzierten Framegrabber microEnable 5 deepVCL für Echtzeit-Anwendungen mit hoher Bandbreite einsetzen.

Mehr über das Deep-Learning-Angebot

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Highspeed-Framegrabber mit FPGAs

Framegrabber für Hochleistungs-Anwendungen in Echtzeit

Wählen Sie aus einem des umfangreichsten Framegrabber-Angebots auf dem Markt das passende Board für Ihre Bildverarbeitungs-Aufgabe. Die Boards bestechen durch robusten Bildeinzug, Bildvorverarbeitung, geringste Latenzen und Höchstgeschwindigkeit für alle gängigen Kameraschnittstellen.

Mehr über die Framegrabber
Framegrabber Trigger-Boards

Framegrabber Trigger-Boards – und alles läuft synchron im Takt

Eine leistungsstarke Signalverarbeitung steuert die Bildaufnahme mit geringsten Latenzen und synchronisiert die Hardware-Peripherie des Bildverarbeitungs-Systems wie Kameras, Beleuchtung, Lichtschranken, Drehgeber, usw. in Echtzeit. Die Opto- und TTL-Trigger-Boards erweitern die Framegrabber und ermöglichen eine Reihenschaltung von Framegrabbern, Triggern oder Peripheriegeräten.

Mehr über die Trigger-Boards
Framegrabber-Software

Framegrabber-Software – das perfekte Tool für den Framegrabber

Software-Lösungen für Konfiguration, Testen und Inbetriebnahme des gesamten Bildverarbeitungs-Systems – einfach und flexibel mit microDiagnostics, microDisplay X und dem Framegrabber-SDK. Komponenten wie Kameras lassen sich austauschen und das Gesamtsystem durch zusätzliche Funktionalität erweitern.

Mehr zur Framegrabber-Software