 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
 |
Datacube Inc. (1978–2005) была компанией по обработке изображений, которая разрабатывала аппаратные и программные продукты реального времени для промышленного, медицинского, военного и научного рынков.
Ранняя история [ править ]
Datacube был основан в середине 1970-х Стэнли Каранданисом и Дж. Стюартом Данном. Вначале Datacube производила продукты на уровне плат для Multibus , которая была одной из первых компьютерных шин, разработанных для микропроцессоров . Ранние платы, разработанные Данном, были платами PROM, RAM и генератора символов. Из них бестселлерами были символьные дисплейные платы, такие как VT103 и VR107, которые использовались в программируемых постоянных запоминающих устройствах (PROM) и подобных системах.
Каранданис, президент и генеральный директор Datacube, в начале своей карьеры следовал за лидерами в области полупроводников от Bell Labs до Transitron и Fairchild Semiconductor . Каранданис был техническим директором Monolithic Memories (MMI), когда Джон Биркнер и Х.Т. Чуа разработали первое успешное программируемое логическое устройство - устройство с программируемой логикой массива (PAL). Его контакты в области полупроводников сыграли важную роль в обеспечении Datacube компонентами для своей продукции.
OEM-производитель спросил у Datacube, можно ли построить фрейм-граббер на плате Multibus. В то время фреймграббер представлял собой большую коробку с несколькими досками. VG120 был первым в мире коммерческим одноплатным устройством захвата кадров : на основе логики программируемого массива (PAL) он имел разрешение 320 x 240 x 6 бит, вход и выход видео в градациях серого .
Karandanis нанял Рашида Beg и Роберт Ван из Matrox разработать первый Q-Bus (декабрь БИС-11) видеозахвата . Они разработали двухплатный 8-битный продукт QVG / QAF120 в первую очередь для нового стартапа Cognex . В то время как последние разрабатывали оборудование для Datacube, они также планировали выделиться и сформировать конкурента, Imaging Technology, который позже был куплен Dalsa .
Чтобы оправиться от этой потери и завершить разработку продукта QVG120, в 1981 году Дэйв Эриксон был нанят в качестве консультанта из Octek менеджером по техническим вопросам Полом Блумом. Дэйв перешел на полную ставку в 1982 году, как и Дэйв Симмонс, который возглавил приложения, и Боб Бергер, который должен был возглавить программное обеспечение. В это время Imaging Technology Inc. (ITI) разрабатывала линейку продуктов для захвата кадров для Multibus и Q-bus с процессором изображения «в реальном времени», основанным на одноточечном умножителе, сумматоре и таблице поиска (LUT). В 1983 году Каранданис нанял Шепа Сигеля из Ampex , который работал над передовым и успешным видео- пространственным манипулятором реального времени Ampex Digital Optics (ADO) для видеопространственного манипулятора в реальном времени. рынок вещательного ТВ .
С помощью Данна Симмонс разработал платы захвата кадров VG123 Multibus и Q-bus . Во время этого развития Пол Блум был убит в убийстве, очевидно, в бандитском стиле. Тайна того, почему это произошло, так и не была разгадана. Дэйв Эриксон был назначен менеджером по техническим вопросам вместо Блума.
Сигель пришел, чтобы добавить процессор изображений SP123 к семейству '123. Но, поработав над ADO, Сигел увидел ограничения одноточечной архитектуры и увидел, что можно сделать, применяя конвейерную визуализацию в реальном времени. Он пришел с пониманием устройств обработки цифровых сигналов (DSP), обработки изображений , фильтрации и 2D-деформации, а также, имея в руках программируемую логику , увидел, что можно сделать.
Эриксон и Данн разработали платы для захвата фреймов, устанавливаемые на большинстве стандартных автобусов. Каждому потенциальному новому клиенту требовались функции, недоступные в настоящее время, а проектирование, размещение (с использованием рисунков, склеенных вручную) и изготовление платы для одного клиента было рискованным, медленным и дорогостоящим. Что было необходимо, так это способ использовать разработанную технологию, чтобы ее можно было применить к более широкой клиентской базе. Эриксон считал критически важным модульную архитектуру, в которой можно было бы легко добавлять функции и настраивать систему под нужды клиентов.
В это время Motorola представила шину VME для своих процессоров Motorola 68000 . VMEbus понравился автомобильным и военным рынкам, потому что он был открытым и прочным. Разработчики Datacube отправились в маркетинговую поездку, чтобы посетить потенциальных клиентов на медицинском, автомобильном и военном рынках, чтобы узнать, какие функции визуализации им необходимы.
MaxVideo 10 [ править ]
Модульная и расширяемая система на основе форм-фактора VMEbus может удовлетворить многие потребности клиентов. Так родились MaxVideo и MaxBus. Маркетинговые исследования определили основные необходимые функции и дорожную карту на следующие несколько лет. Первыми семью платами MaxVideo были Digimax (дигитайзер и дисплей), Framestore (тройное хранилище кадров 512 ^ 2 с беспрецедентной плотностью), VFIR (первый фильтр изображения 3x3 в реальном времени, SNAP (процессор массива систолического окружения 3x3), Featuremax (статистика в реальном времени) ) SP (одноточечный процессор общего назначения) и Protomax (макетная плата MaxVideo). 10 клиентов бета-версии были выстроены в очередь, чтобы получить первые 7 плат. MaxWare - это программное обеспечение и драйверы, написанные для управления новыми платами.
Первая демонстрация нового оборудования заключалась в том, что выходной сигнал камеры обрабатывался в реальном времени с помощью VFIR и отображался на мониторе. Сигель написал цикл, который изменял коэффициенты VFIR на покадровой основе, чтобы продемонстрировать не только функциональность видео в реальном времени, но и то, что эту функцию можно легко изменить. Весной 1985 года продукт не был готов к производству, поэтому были организованы частные просмотры с потенциальными клиентами на выставке Detroit Vision '85. Покупатели отреагировали положительно, и через три месяца отправились первые поставки покупателям.
MaxBus был основан на шине расширения 123. Требовалась точная синхронизация: синхронизация и синхронизация каждой платы, а также гибкий способ маршрутизации данных от функции к функции. Использовалась простая дифференциальная шина ECL с драйвером на одном конце и терминатором на противоположном конце. Для данных 14-контактные ленточные кабели позволяли направлять 8-битные данные 10 МГц с любого выхода на любой вход.
В это время компания начала расти. Барри Иган был назначен руководителем производства, предприниматель Барри Ангар был назначен президентом. Боб Бергер расширил отдел программного обеспечения и переместил основные компьютеры с машин CP / M на машины Unix на базе LSI-11 от Digital Equipment Corporation . Для разработки аппаратного и программного обеспечения был приобретен мэйнфрейм Pyramid на базе Unix . Бергер купил первые рабочие станции Sun и установил локальную сеть Ethernet . Он зарегистрировал "datacube.com" в качестве 68-го существующего доменного имени в Интернете (теперь принадлежит Брэду Магфорду). В области оборудования Джон Блумфилд был нанят в Ampex .
Разработан второй уровень продуктов MaxVideo. Сигел создал первую программу преобразования изображений, состоящую из Addgen, Interp и XFS. Джон Блумфилд расширил фиксированную обработку 512 x 512, включив в нее обработку областей интереса (ROI). Он начал разработку с новыми ПЛИС от Xilinx . RoiStore, MaxScan (первый произвольный интерфейс датчика), VFIR-II и MaxSigma. Эти продукты сделали Datacube лидером в области технологий обработки изображений в реальном времени.
Было ясно, что для управления новыми сложными конвейерами визуализации нужен лучший способ, чем низкоуровневый контроль MaxScan. ImageFlow был разработан. Он обеспечивал полное управление задержкой конвейера и оптимизацию, а также согласованный API для программирования оборудования для обработки изображений. Были привлечены ключевые программисты: Кен Вудленд, Стивен Уоткинс и Ари Берман.
Признавая , что не каждая функция обработки изображения может быть лучше всего сделать в трубопроводе, Siegel совместно с Analog Devices новый цифровой сигнальный процессор (DSP) группы по разработке Евклида, на основе ADSP-2100. Для некоторых рынков требовалась цветная оцифровка, поэтому Сигел вместе с консультантом по вещанию Робертом Блейдтом разработали Digicolor.
Деформация изображений первого поколения Datacube привлекла внимание индустрии «эксплуатации изображений» и, в частности, Lockheed . Позже Сигель разработал варпер второго поколения для ROI: Addgen MkII на основе Weitek 3132 и Interp MkII. Данн разработал Megastore для обработки больших изображений, которые требовались этому рынку. К настоящему времени исходные SP и Featuremax были на исходе, поэтому были разработаны SP MKII и FeaturemaxMkII. Эриксон разработал MaxMux, первую плату Datacube, в которой использовался специализированный ASIC . ASIC MaxMux также использовался в ROIStore для маршрутизации сигналов.
Чтобы удовлетворить потребность в сочетании визуализации и графики рабочих станций , Данн и Эриксон разработали MaxView, дисплей высокого разрешения с возможностью отображения изображения в реальном времени в окне. Уоткинс перенес X Window на этот дисплей. Несмотря на то, что одна коробка оборудования maxVideo могла заменить комнату, полную оборудования в Lockheed, продукт не был куплен. Lockheed заработал слишком много денег на устаревшей системе, чтобы захотеть перейти на новую, меньшую и лучшую систему.
Типичная система теперь состоит из шасси MaxBox с 20 слотами VMEbus и до 20 установленных плат. Самая большая из когда-либо созданных систем MaxVideo была создана Honeywell для идентификации воздушных целей. Он состоял из пяти 20-слотовых шасси, заполненных оборудованием MaxVideo. Для этих очень больших систем был разработан новый повторитель MaxBus. Другой важной разработкой для MaxVideo 10 стала тестовая система FLIR pod, созданная Мартином Мариеттой . Sandia National Labs приняла MaxVideo для системы наведения радарных изображений.
MaxVideo 20 [ править ]
Следующим шагом было реализовать до полной стойки оборудования MaxVideo 10 в пакете VMEbus с двумя слотами , увеличить конвейер до 20 МГц, сохранить модульность и гибкость и исключить использование большинства синих кабелей MaxBus. Так родился MaxVideo 20. Для этого потребовался новый модуль памяти изображений с 3 портами на 72-контактном форм-факторе SIMM, разработанный Dunn. На каждом Max20 использовалось до 6 ячеек памяти. Max20 также использовал новую линейку микросхем Imaging от LSI Corporation , включая цифровую точку пересечения 32 x 32 и конечную импульсную характеристику 8x8 20 МГц.(FIR) фильтр. Данн разработал новый контроллер дисплея AG, способный отображать до 40 МГц, а Эриксон разработал новое семейство аналоговых и гибких цифровых интерфейсов 20 МГц, AS и AD. Данн разработал цветной дигитайзер AC. Еще одной особенностью MaxVideo20 был новый ASIC общего назначения AU, разработанный Dunn. Это устройство содержит множество инновационных функций линейной, нелинейной и статистической визуализации. Его архитектура должна была стать ядром не только Max20, но и системы визуализации следующего поколения. Построенная в эпоху схемотехники до RTL, AU ASIC Данна включала в себя автоматические умножители, разработанные математиком Стивом Габриэлем.
SIMM памяти был реализован с CPLD, FPGA и Graphics DRAM. Он был ограничен 1 МБ памяти и требовал 14 устройств, плотно упакованных в SIMM . Компания Siegel разработала VSIM, быструю и мощную ASIC для управления SDRAMS с высокой плотностью, и построил модуль SIMM, заменяющий 3 устройства. Это была трехпортовая память изображений с объемом памяти 1, 4 или 16 МБ, пропускной способностью до 40 МБ / с на входе и выходе, а также содержала многочисленные функции обработки изображений . Технология VSIM должна была использоваться во многих будущих продуктах.
Для MaxVideo 20 было разработано несколько модулей обработки MaxModule. Одним из них был MiniWarper от Siegel, преобразователь 20 МГц реального времени, основанный на новом дизайне ASIC, MW4242. С появлением MaxModules появилась возможность реализовать функцию визуализации на небольшой и простой плате с гораздо меньшими накладными расходами, чем на полной плате VME.
Военное подразделение IBM в Гейтерсбурге, Мэриленд, заинтересовалось новой системой эксплуатации изображений, поэтому Datacube разработала для них систему эксплуатации третьего поколения. Эта мощная система использовала память изображений с чрезвычайно высокой пропускной способностью и генератор адресов Эриха Уитни, способный выполнять матрицы пространственного преобразования 7x7, все вычисляемые с плавающей запятой двойной точности. Для отображения результатов была разработана новая мощная система отображения XI.
К сожалению, из-за отсутствия твердого контракта IBM взяла всего пару таких систем, и один год талантливых инженерных усилий Datacube был потрачен впустую. Но у Datacube были другие проекты. В нем было задействовано несколько ключевых технологий с MaxVideo 20. Для использования в медицинских системах и системах обработки изображений была интегрирована стандартная дисковая система хранения, но у этой системы были неразрешимые технические проблемы, поэтому Сигель разработал MD на основе готовой системы. полка внешнего SCSI RAID-блока. 12-битный дигитайзер Digi-12 был разработан Эриксоном и стал ключевым элементом системы цифровой радиологии Picker. Компания Datacube разработала интерфейс для процессора массива Sky, чтобы получить военный контракт GE на подводную гидроакустическую систему.
MaxPCI [ править ]
До 1996 года MaxVideo полностью основывалась на VMEbus . VMEbus , Unix , OS-9 , VxWorks и Lynx-OS хорошо обслуживали рынки, но персональные компьютеры (ПК) на базе Windows 95 и Pentium с шиной PCIнаступали сильно. Очевидно, что требовалась версия MaxVideo для ПК. MaxPCI разрабатывался более 2 лет. VSIM уже был способен поддерживать целевую скорость обработки MAX PCI в 40 МГц, но все остальное нужно было обновить или переработать. Ядром MaxPCI был новый гигантский кросс-пойнт ASIC: 50 x 40 x 8 с полной синхронизацией ROI и множеством функций визуализации, разработанный Whitney. Данн модернизировал ASIC AU для работы на частоте 40 МГц, и был разработан новый блок статистики. Тим Гэнли разработал подсистему сбора данных, а Симмонс разработал новое семейство аналоговых и цифровых интерфейсов 40 МГц, контроля качества и контроля качества.
Для интегрированного дисплея использовалась плата VGA от другой компании по обработке изображений, Univision. Для дискового решения в реальном времени Шеп разработал NTD, программное решение для доступа к дискам в реальном времени.
Между тем, Datacube осознала необходимость более эффективного оказания помощи своим клиентам в разработке комплексных решений для рынков медицины, веб-инспекции и машинного зрения . Так были сформированы три группы развития вертикальной интеграции. Сигел возглавил Medical, Симмонс возглавил Web, а Скотт Рот - Машинное зрение. Каждая из этих групп разрабатывала системы для OEM-производителей на своих рынках.
MaxVision Toolkit [ править ]
В 1995 году группа машинного зрения выпустила MaxVision Toolkit, программную библиотеку для получения изображений, поиска объектов, метрологии, функций контроля и калибровки камеры. В частности, набор инструментов обеспечивает получение изображений (нормализованная корреляция и связь), инструменты метрологии (подгонка линий, подгонка дуги и локаторы краев), инструменты проверки (золотой шаблон, подсчет пикселей и гистограмма), инструменты обработки изображений (краевые фильтры Собеля, краевые фильтры с перекрестным градиентом, пороговые операции, морфология, арифметика изображения, копирование изображения, проекции X и Y и свертки), а также калибровка с высокой точностью, которая исправляет искажение перспективы.
Свами Маникам, Скотт Рот и Том Бушман из группы машинного зрения разработали важный инструмент под названием Finder, который выполняет интеллектуальную нормализованную корреляцию оттенков серого, инвариантную к вращению, масштабированию [в ограниченной степени] и искажению перспективы. [1] Результатом стал патент. [2]
Компания Datacube разработала и изготовила одноплатный процессор изображений со встроенным процессором PowerPC для VMEbus, названный mvPower. Datacube представила MvTD, компактную систему машинного зрения, использующую mvPower. Он имел четыре разъема на передней панели для входов камеры типа Hirose, четыре вспомогательных разъема, два последовательных порта, разъем для несущей мезонинной карты PCI, разъем для дисплея и разъем для сбора данных.
Затем Datacube создал mvPower-PCI со спецификациями, аналогичными mvPower для VME. Обе платы использовали ASIC Datacube для обработки изображений и получения изображений. На этих платах MaxVision Toolkit работал с операционной системой реального времени VxWorks.
Технологии [ править ]
Контакты Каранданиса на рынке полупроводников дали Datacube конкурентное преимущество в применении новых технологий. В первые дни цифро-аналоговые преобразователи видео (ЦАП) представляли собой большие модули или дорогие и энергоемкие биполярные устройства. Datacube работал со стартапом из Кремниевой долины Telmos для разработки первого интегрированного видео ЦАП. Это использовалось в семействе '128, а также в Digimax. Это стало отправной точкой для всех видео ЦАП и RAMDACs по Brooktree и другие. Datacube должен был оседлать несколько технологических волн, включая быстрые АЦП, дисковые накопители, DRAM , устройства DSP и специализированные ASIC .
Программируемая логика была ключом к функциональной плотности Datacube: от первых дней биполярной логики программируемого массива (PAL) и программируемой постоянной памяти (PROM) до общей логики массива (GAL), до каждого поколения FPGA от Xilinx, а затем от Actel и Quick Logic и Altera CPLD . Многие производители полупроводников признали, что Datacube может помочь вывести их новые продукты на рынок. Datacube был идеальным сайтом для бета-тестирования, и они поделились своими планами, последними предложениями и поддержкой.
ASIC сыграли решающую роль в успехе Datacube. От первой небольшой точки пересечения: 3000 ворот с размером 2 микрометра, AU: 40 000 ворот с размером 0,8 микрометра, через VSIM, MiniWarper, AU40 и IXP. Каждое из этих устройств использовалось в нескольких продуктах. После IXP плотность и стоимость FPGA начали приближаться к ASIC, поэтому FPGA стали предпочтительными технологиями.
Что случилось? [ редактировать ]
Datacube всегда была ориентирована на оборудование. Ее продукты конкурировали с программными решениями, работающими на процессорах . Когда процессоры находились в диапазоне 100–1000 MIPS, решения Datacube 1G-10G были очень привлекательными. Когда количество процессоров и многоядерных процессоров стало превышать 1000 MIPS, решения Datacube перестали быть нужны, за исключением приложений самого высокого уровня. И прибыли от этих приложений было недостаточно для поддержания бизнеса.
MaxVision Toolkit работал на CPU, так что он выжил. На протяжении многих лет он был лицензирован нескольким компаниям, а исходный код в конечном итоге был приобретен Скоттом Ротом, ранее вице-президентом по машинному зрению.
Менеджеры Datacube всегда считали, что лучший способ защитить интеллектуальную собственность (ИС) - это опережать конкурентов, и считали, что патенты - это пустая трата времени и денег, привлекая конкурентов и иски о потенциальных нарушениях. Таким образом, несмотря на множество изобретений, нововведений и разработок, было подано мало патентов. Отсутствие патентов в конечном итоге не оставило технологических возможностей для лицензирования.
Ссылки [ править ]
- ^ Свами Маникам, Скотт Д. Рот, Томас Бушман, «Интеллектуальная и оптимальная нормализованная корреляция для высокоскоростного сопоставления с образцом», NEPCON WEST 2000.
- ^ Свами Маникам, Скотт Д. Рот, Томас Бушман, Патент № 6,272,247, ИНВАРИАНТНЫЙ ПОИСК ИЗОБРАЖЕНИЙ ВРАЩЕНИЯ И МАСШТАБА
Внешние ссылки [ править ]
- [1] О Стэнли Каранданисе
- [2] Дань Стэнли Каранданису
- [3] Тест Abingdon Cross
- [4] Технология деформации
- [5] Патент США 5,063,608 «Адаптивный зональный кодер».
- [6] бывшая группа сотрудников Datacube на Yahoo
- [7] Фотографии Datacube на SmugMug
- [8] Бумага MaxVideo из Electronic Imaging 1985 г.
