芯片应用

在机器视觉系统中，工业摄像头承担着图像采集与实时处理的关键使命，是智能制造感知层的核心。FPGA凭借其并行计算架构与确定性低延迟特性，在ISP流水线、高速接口协议管理及图像预处理等环节中扮演着不可替代的作用。

然而，传统工业摄像头长期依赖多芯片架构：MCU负责Sensor控制与协议处理，FPGA承担ISP和高速接口管理，外部DDR用于帧缓存和数据运算。多芯片协同带来的通信延迟、信号完整性问题、高功耗等挑战，正逐渐成为性能与可靠性的主要瓶颈。

PH1P35 单芯片方案

安路科技PH1P35创新性地将高性能FPGA、硬核RISC-V MCU及大容量集成DDR融于一颗芯片，为客户提供高集成度的单芯片解决方案，具有可靠性及高性能等优势。

高性能FPGA核心

提供丰富的可编程逻辑资源，灵活实现高速MIPI CSI-2与LVDS传感器接口接入；通过HDL逻辑可实现相关ISP图像处理（去噪、校正、增强等）；MCU与FPGA搭配实现GigE Vision协议栈实现（可逻辑或者MCU灵活实现）；支持定制化图像预处理算法（如ROI提取、简单缺陷识别）。

硬核RISC-V MCU

深度集成，无缝协作，高效完成Sensor寄存器初始化与配置（I2C/SPI）；MCU可处理上层软件指令与参数配置（如分辨率、曝光时间、增益设置）；通过MCU管理设备状态、运行诊断与固件更新，与FPGA逻辑高效交互，实现智能任务调度。

大容量集成DDR

片内集成DDR颗粒，无需外部DDR芯片，为图像帧缓存、算法数据提供充裕带宽和空间。同时显著简化PCB布局布线，提升信号完整性，降低系统功耗与成本。

赋能工业摄像头的核心优势

极简设计，快速上市

单芯片替代MCU+FPGA+外部DDR多颗原件，元器件数量锐减，PCB面积大幅缩小；简化供电与时序设计，降低系统复杂度，加速产品研发周期。

成本效益与空间尺寸优化

节省多颗芯片及外围元器件成本；减少PCB层数和面积，降低制造成本；简化供应链管理与库存压力。

功耗优化，绿色节能

消除芯片间高速互连带来的功耗开销；集成DDR访问效率更高、功耗更低；充分满足工业设备对低功耗运行的严苛要求。

性能优越，稳定可靠

FPGA硬逻辑实现关键高速处理（Sensor接口、ISP、协议栈），确定性高、延迟极低；硬核MCU保障控制逻辑实时可靠；片内DDR提供稳定高速的数据通道；简化设计带来更少的故障点和更高的系统MTBF。

灵活可编程，面向未来

FPGA可重构特性支持Sensor升级、算法迭代、协议演进，轻松适配不同分辨率、帧率的MIPI/LVDS Sensor，便于客户实现差异化功能与性能优化。

供应链安全

全新封装与工艺设计，减少多器件供应链带来的不稳定风险，为客户提供更可靠的交付保障。

成功实践案例

某知名工业相机品牌已在其新一代紧凑型GigE Vision相机中采用PH1P35方案，成功实现：

PCB尺寸有效减小，打造更小巧的相机形态；

开发周期明显缩短，快速响应市场需求；

整机功耗降低，发热控制获改善；

稳定支持6~8MP Sensor，图像稳定流畅，获得终端客户高度认可。

在工业4.0对视觉系统提出更高要求的今天，安路科技PH1P35凭借"FPGA+硬核MCU+集成DDR"三位一体的创新架构，完美解决了工业摄像头设计的核心痛点，实现了性能、功耗、尺寸与可靠性的全方位突破，该方案可应用在高精度生产线质检、机器视觉引导、智能物流分拣、半导体与PCB检测等核心场景，为工业视觉领域提供了具有参考价值的技术范本。

展商简介

上海安路信息科技股份有限公司，创立于2011年11月，主营业务为FPGA、FPSoC芯片和专用EDA软件等产品的研发、设计和销售，是国内领先的FPGA产品供应商。于2021年在上交所科创板成功上市，成为A股首家专注于FPGA业务的上市公司。产品应用于汽车电子、机器视觉、边缘计算、网络通信等领域，服务行业近2000家客户，国产FPGA出货量第一。安路科技秉持“客户商业成功”的信念和战略，以销售和市场为双轮驱动，坚持技术创新，致力于成为全球可编程逻辑器件的一流供应商。

智能制造应用

在智能制造产线上，视觉定位是连接「看见」与「做到」的关键桥梁。无论是SMT贴片机抓取0402电阻，还是半导体封装设备对准晶圆Die，亦或是锂电叠片机定位极片边缘——这些场景对定位精度的要求已从“毫米级”迈入“微米级”，对成像速度的要求则从“秒级”压缩到“微秒级”。

然而，传统工业视觉方案在高速运动定位中面临诸多瓶颈：Rolling Shutter带来的运动畸变、帧率不足导致的轨迹丢失、触发延迟造成的定位偏差、温漂引起的底噪恶化……这些问题直接决定了产线的良率与节拍。

2026年10月27-29日，深圳机器视觉展暨机器视觉技术及工业应用研讨会（Vision China Shenzhen）即将启幕，杭州砺芯微电子有限公司将携LG1621电荷域全局快门CMOS图像传感器亮相展会现场，为智能制造的高速定位场景提供了一套「高精度、低延迟、小体积」的国产化成像底座。

智能制造高速定位的行业痛点

"运动畸变、触发同步延迟、体积与接口受限"

Rolling Shutter运动畸变——拍到的不是“真实的”

在高速飞拍（Fly-Vision）场景中，工件或治具以0.5~2m/s的速度经过相机视野。传统Rolling Shutter传感器采用逐行曝光，导致图像产生“梯形畸变”或“倾斜拉伸”。对于直径仅0.3mm的SMT Mark点或宽度0.1mm的极片边缘，这种畸变会使视觉算法提取的中心坐标偏移数微米甚至数十微米，直接引发贴片偏移、焊接虚焊、叠片错位等致命缺陷。

触发同步延迟——“对不准”关键时刻

飞拍定位依赖编码器或PLC输出的触发信号，要求传感器在指定物理位置精确曝光。若传感器从接收到触发到开始曝光的延迟过长或抖动过大，工件在延迟时间内已移动数十微米，导致“拍到的位置”与“想要的位置”产生系统性偏差。

体积与接口受限——“塞不进”+“接不上”

紧凑型贴装头、SCARA机器人末端、无人机载检测平台等场景对相机模组体积要求极为苛刻。传统CLGA封装尺寸大、需额外散热设计；而部分传感器仅支持MIPI或仅支持LVDS，难以灵活适配客户已有的FPGA或SoC计算平台。

破局利器！

LG1621 电荷域全局快门 CMOS 图像传感器

在机器视觉向高速、高精度、低延迟演进的今天，一颗“懂工业”的图像传感器是系统的灵魂。砺芯微电子推出的LG1621——一款1/2.9英寸、1440×1080分辨率的电荷域全局快门CMOS图像传感器。凭借其100fps全分辨率，300fps CD-binning、3.72e⁻读出噪声、68dB动态范围及丰富的片上功能，为工业相机、条码识别、3D成像、机器人导航等场景提供了高性价比的国产化解决方案。

电荷域全局快门，冻结每一帧高速瞬间

LG1621采用电荷域全局快门（Global Shutter）架构，所有像素在同一时刻曝光，彻底消除Rolling Shutter带来的果冻效应与运动畸变。无论是飞速转动的机械臂，还是高速传送带上的条码，LG1621都能以微秒级曝光精准捕捉，让高速运动物体「定格」在每一帧。

超低噪声+低暗电流，弱光环境下的「夜视仪」

在工业现场，光线往往不可控。LG1621以3.72e⁻的读出噪声和仅2e⁻/s的暗电流，在同级产品中表现亮眼。配合11Ke⁻满阱容量与68dB动态范围，传感器在高低光对比强烈的场景下仍能保留丰富的明暗细节。实测数据显示，在80Lux、0.2ms曝光条件下，LG1621的SNR达到10.68dB，显著优于3.45um Pixel同类方案。

双接口双封装，灵活适配各类主控平台

LG1621同时支持MIPI CSI-2（1/2/4 Lane）与LVDS（1/2/4 Lane）两种高速传输接口，输出格式覆盖8/10/12-bit RAW，可无缝对接FPGA、SoC及各类ISP平台。封装方面提供100-pin CSP：可广泛适合空间受限的紧凑型模组。

丰富片上功能，降低系统级BOM成本

传感器内置黑电平校正（BLC）、2×2 Binning/Sub-sampling、开窗输出（Sub-window）、图像翻转（Flip & Mirror）等功能。此外，片上集成温度传感器（TS），支持每帧芯片温度回读；LED Strobe驱动与GPIO控制进一步简化了外部照明与同步电路设计，帮助客户降低系统复杂度和整体成本。

从信号到坐标的完整链路

典型部署架构

以SMT贴片机飞拍定位为例，LG1621工业相机的典型信号链路如下：

①编码器触发→②LG1621 XTRIG捕获→③全局快门曝光（<1ms）→④MIPI/LVDS高速传输→⑤FPGA/SoC接收RAW数据→⑥ISP预处理（BLC/DPC由LG1621片上完成，后端负担轻）→⑦视觉算法提取Mark点亚像素坐标→⑧机械臂补偿贴装。

整个闭环可在10ms内完成，满足每小时8万颗以上的贴装节拍。

以「芯」为锚

定位智造未来

智能制造的精度竞赛，本质上是“时间”与“空间”的双重竞赛——在更短的时间内，定位更微小的目标，完成更精密的动作。砺芯微电子LG1621以电荷域全局快门为基石，以100fps高帧率、3.72e⁻低噪声、微秒级触发同步和工业级宽温可靠性为支柱，为高速定位工业相机提供了一颗真正"懂产线"的国产传感器。

新能源锂电池&半导体应用

图源：Vision China 2025（深圳）

在锂电、半导体高端制造产线，高分辨率、超高速成像带来海量图像数据流，传统视觉系统依靠CPU中转图像，极易出现延迟、丢帧、算力资源挤占，微米级缺陷漏检风险居高不下。但锂电和半导体在机器视觉的行业规模又呈现爆发时增长趋势，因此其需求是非常迫切的。

本届深圳机器视觉展暨机器视觉技术及工业应用研讨会（Vision China Shenzhen）将于2026年10月27-29日举办，Emergent Vision将携其依托与NVIDIA深度联合研发的GPU-Direct零拷贝直连技术方案来到展会现场。

该方案搭配10G/25G/100GigE全系相机、THEIA/HERMES/ZEUS专用网卡与eCapture Pro软件生态，打通“相机—网卡—GPU”直传链路，实现“零延迟、零丢帧、零CPU占用”的高性能视觉算力架构，已在头部锂电、半导体工厂规模化落地。欢迎行业同仁来到现场交流分享！

新能源锂电极片高速检测案例

项目背景

国内头部动力电池企业涂布、辊压、分切产线走带速度达4m/s，需同步检测极片露铜、划痕、孔洞、颗粒、涂布不均等微米级缺陷。原方案采用8K线扫相机搭配传统采集架构，图像数据先缓存至系统内存再转交GPU推理，单台服务器仅可承载12路相机，CPU长期满载30ms以上传输延迟，高速卷材边缘频繁丢帧，微小缺陷漏检率达4.2%，制约产线提速上限。

Emergent整套算力部署方案

成像端搭载LZT-8KG5 100GigE TDI线扫相机，1MHz超高行频匹配高速走带；传输层配置ZEUS 100G专用采集网卡，原生支持GPU-Direct RDMA零拷贝传输；算力平台采用NVIDIA L40S多GPU服务器，配套eCapture Pro采集软件与AI推理插件，支持PyTorch、TensorFlow质检模型一键集成。

整套架构彻底移除CPU内存中转环节，图像数据流直接写入GPU显存并行运算，单台服务器稳定承载24台8K线扫相机同步采集，PTP微秒级多相机同步保障卷材无盲区成像。

落地成效

1. 传输延迟从32ms压缩至7ms，完全匹配4m/s产线实时检测节拍，PLC可同步完成不良品实时剔除；

2. CPU负载下降90%，仅负责产线信号交互，算力资源全部释放给AI缺陷推理；

3. 全程零丢帧，微米级孔洞、划痕缺陷检出率提升至99.97%，漏检率降至0.21%；

4. 产线单日产能提升22%，单条检测产线每年减少百万级不良品损耗。

半导体晶圆&显示面板

AOI检测案例

项目背景

国内高端晶圆制造厂28nm芯片光刻、蚀刻、封装全流程AOI检测，需10500万像素超高分辨率面阵相机扫描整片晶圆，识别纳米级划痕、颗粒、线路偏移缺陷。传统设备多相机并发采集时PCIe带宽拥堵，高分辨率图像传输丢帧频发，AI缺陷分类推理延迟超200ms，产线每小时被迫停机校准，产能损耗严重。

Emergent整套算力部署方案

采用ZENITH HZ-100-SB 100GigE大面阵相机，搭配HERMES 25G多端口网卡构建多相机阵列；依托GPU-Direct硬件级直连技术，图像绕过系统内存直达NVIDIA DGX边缘算力平台，eSDK开发工具提供完整源代码案例，适配半导体专用ADC自动缺陷分类大模型。

方案支持单服务器纳管30台高速相机，多GPU负载动态均衡，Windows、Linux双系统兼容，完美适配洁净车间工业软件生态。

落地成效

1. 晶圆全幅图像端到端推理延迟由220ms降至10ms，IGX Orin边缘平台下最低可达8ms；

2. 多相机并发无带宽拥堵，7×24小时不间断检测零丢帧，芯片微缺陷分类准确率98.5%；

3. 省去多台工控机分层采集架构，设备硬件综合成本降低35%，车间占地缩减40%；

4. 取消每小时停机校准工序，晶圆检测产线综合稼动率提升18%。

行业通用技术核心价值总结

锂电、半导体制造的核心痛点均为“超大数据流量+实时AI算力需求”，Emergent Vision GPU-Direct算力方案从底层传输架构重构视觉系统：零拷贝技术消除数据中转损耗，100GigE高速硬件打通带宽瓶颈，软硬件一体化生态降低客户集成开发周期。

相较于传统视觉方案，整套系统可实现多相机高密度部署、更低延迟、更高缺陷检出精度，同时大幅释放CPU算力、缩减服务器投入，既能满足锂电卷材连续高速检测场景，也适配半导体晶圆超高精度静态扫描场景，为新能源、半导体高端智造提供标准化、可扩展的高速视觉算力底座。

联系我们：

参展联系：

机器视觉产业联盟（CMVU）

尹超(先生)

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励展博览集团（RX）

许彩静（女士）

电话：0755-25334582

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参观联系：

机器视觉产业联盟（CMVU）

徐晓丹(女士)

电话：010-62650592

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励展博览集团（RX）

孙梅（女士）

电话：400-650-5611

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