Progetto di hardware per la conversione di protocolli applicato a sensori di immagini basati su eventi

Nuovi sensori di immagini basati su eventi asincroni hanno caratteristiche molto interessanti per applicazioni di visione artificiale nell’ambito della navigazione autonoma di robot. Gli eventi sono emessi solo quando viene rilevata una variazione di luminosità in un pixel, quindi non generano informazioni ridondanti e sono perciò adatti ad essere elaborati su dispositivi embedded aventi risorse hardware limitate. Per interconnettere un microcontrollore a questi sensori è stato necessario sviluppare un’interfaccia hardware che convertisse gli eventi dal protocollo di trasmissione DCMI al protocollo QSPI. In questa tesi ho progettato un’architettura digitale configurabile e flessibile, capace di interfacciarsi sia al sensore di eventi sia al microcontrollore. Sono stati descritti tutti i problemi relativi a sistemi digitali aventi domini di clock multipli, e sono state illustrate le soluzioni adottate. Il progetto è stato realizzato in SystemVerilog ed è stato sintetizzato e mappato su un FPGA low-power della famiglia Lattice Crosslink-NX. Sono stati effettuati dei test per confermare l’efficacia della periferica, che è stata capace di trasferire dati fino a 3,125MByte/s in modalità SPI o 12.5MByte/s in modalità QSPI. Questo lavoro pone le basi per sperimentare nuovi approcci visivi per la navigazione autonoma di dispositivi che fanno parte dell’Internet of Things (IoT) come i nano-droni. Futuri sviluppi potrebbero servirsi di questa periferica per implementare acceleratori hardware che eseguano una preelaborazione dei dati ricevuti dai sensori in modo tale da incrementare l’efficienza energetica della piattaforma di navigazione.