MICROCHIP MPF200T-FCG784 PolarFire イーサネットセンサーブリッジユーザーガイド

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1 MICROCHIP MPF200T-FCG784 PolarFire イーサネットセンサーブリッジ

2 導入

MICROCHIP MPF200T-FCG784 PolarFire イーサネットセンサーブリッジ

導入

PolarFire® Ethernet センサーブリッジは、Nvidia の Holoscan エコシステムの一部であり、イーサネット経由でマルチプロトコル信号変換を NVIDIA® Jetson™ Orin™ AGX および IGX 開発キットに拡張します。
センサーブリッジは、マイクロチップの電力効率に優れたPolarFireフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、MPF200T-FCG784をベースにしています。Jetson AGX OrinおよびIGX開発キットに接続する10つの2G SFP+イーサネットポートと、カメラを接続するためのXNUMXつのMIPI CSI-XNUMX受信ポートを備えています。付属のFMCスロットは、スケーラブル低電圧などのプロトコルの拡張オプションを提供します。tage Signaling with Embedded Clock (SLVS-EC)、CoaXPress、JESD 204B、シリアルデジタルインターフェイス (SDI) など。センサーブリッジには、フレームバッファリング用の DDR4 と、フィールドアップグレードを可能にする SPI フラッシュも搭載されています。

次の表に、イーサネットセンサーブリッジ (ESB) キットの内容を示します。

表 1. キットの内容

量	説明
1	PolarFire ESBボード
1	Arducam の 12.3 MP IMX477M カメラモジュール部品番号: 翻訳
1	10 Gb SFP+ から RJ45 モジュール部品番号: SFP-10G-TS
1	10G イーサネットケーブル
1	12V/5A ACアダプター
1	12V電源コード
1	Type-CUSBケーブル
1	クイックスタートカード

次の図は、PolarFire ESB キットの内容を示しています。

ハードウェア機能

次の図はボードのコンポーネントを示しています。

デモ要件

表 2-1. デモの前提条件

要件	説明
ハードウェアとアクセサリ
ポーラファイア^® エスビー	MPF200-ETH-センサーブリッジ
NVIDIA^® Jetson AGX Orin™ 開発者キット 1	MIPI CSI-2 カメラはセンサーブリッジに接続され、イーサネット経由で AGX Orin Devkit に接続されます。このキットは別途購入する必要があります。
MIPI CSI-2 カメラモジュール XNUMX 個	IMX477ベースのArducamカメラモジュールがキットに含まれています
10GイーサネットケーブルXNUMX本	キットに含まれるもの
SFP+からRJ45へのコンバータ	キットに含まれるもの
12V/5A電源	キットに含まれるもの
DisplayPort入力付きモニター	AGX Orin 開発キット用ディスプレイ
キーボードとマウス	AGX Orin Devkit を構成するために必要です。

注記: クイックスタートガイドには、Jetson Orin AGX 開発キットを使用するためのセットアップ手順が記載されています。IGX 開発キットを使用している場合は、IGX キット向けの特定の手順に従ってください。キットごとに手順が異なるセクションを強調表示しています。

デモの実行

このクイックスタートガイドの範囲は、DisplayPort 経由でモニターに接続する NVIDIA Jetson AGX Orin 開発キットに 2G イーサネット経由でビデオをストリーミングする単一の MIPI CSI-10 カメラをセットアップして実行することです。
PolarFire ESB は、Arducam の 477 台の IMX2 MIPI CSI-XNUMX カメラをサポートするように事前にプログラムされています。ただし、ボックスにはカメラモジュールが XNUMX つだけ付属しています。
次の図は機能ブロック図を示しています。

図3-1. 機能ブロック図

デモの準備
次の表にセットアップの概要を示します。

手順	何	説明
ステップ1	ポーラファイア^® エスビー	イメージセンサーをセンサーブリッジに接続し、センサーブリッジと AGX Orin 開発キットの間にイーサネットケーブルを接続する手順について説明します。
ステップ2	AGX Orin 開発キットのセットアップ	AGX Orin 開発キットのセットアップ、パッケージの更新、センサーブリッジでの ping テストの実行に関する手順。
ステップ3	ランニングexampレ	ランニングexampレ。

PolarFire ESB の設定
次の表にジャンパーとそのデフォルト位置を示します。ESB 内のジャンパーが正しく設定されていることを確認してください。

表3-1. ESBのジャンパー設定

ジャンパー	初期位置
J4	閉鎖
J7	閉鎖
J18	ピン2と3を閉じる
J21	ピン2と3を閉じる
J15	ピン1と2を閉じる（3.3V）
J20	ピン2と3を閉じる
J16	ピン2と3を閉じる
J24	ピン9と10を閉じる（3.3V）

カメラのセットアップ
カメラを設定するには、次の手順を実行します。

MPF200-ETH-SENSOR-BRIDGE ボードの電源がオフになっていることを確認します。
次の図に示すように、477 ピンから 14 ピンのカメラケーブルを使用して、IMX22 カメラモジュールを J22 MIPI コネクタに接続します。
SFP+ から RJ45 へのコンバーターを J5 の SFP ケージに挿入します。

次の図に示すように、SFP+ RJ45 ポートからのイーサネットケーブルを NVIDIA Jetson AGX Orin 開発キットのイーサネットポートに接続します。
12V 電源アダプタを J25 電源入力ポートに接続します。

ボードの電源をオンにするには、スイッチ SW1 を ON の位置にスライドします。

AGX Orin 開発キットのセットアップ

Jetson AGX Orin 開発キットの入門ガイドの手順を実行します。

開始ページで、「オプションのセットアップフロー」ではなく「デフォルトのセットアップフロー」を選択し、下にスクロールするときに、「ヘッドレス構成での初期セットアップ」ではなく「ディスプレイが接続された初期セットアップ」を選択します。
注記: この手順には長い時間がかかる場合があります。安定したインターネット接続があることを確認してください。

Jetson AGX Orin 開発キットのセットアップホストのセットアップ
PolarFire センサーブリッジは、JP6.0 リリース 2 を実行している AGX Orin システムでサポートされています。この構成では、オンボードイーサネットコントローラーが Linux カーネルネットワークスタックと共にデータ I/O に使用され、すべてのネットワーク I/O はネットワークアクセラレーションなしで CPU によって実行されます。

PolarFire Ethernet Sensor Bridge ボードをセットアップしたら、ホストシステムでいくつかの前提条件を構成します。センサーブリッジアプリケーションはコンテナー内で実行されますが、これらのコマンドはすべてコンテナー外のホストシステムで直接実行されます。これらの構成は電源を入れ直しても記憶されるため、一度だけ設定すれば済みます。

git-lfs をインストールします。
いくつかのデータ fileセンサーブリッジソースリポジトリ内のは GIT LFS を使用します。
sudo apt-getアップデート
sudo apt-get install -y git-lfs

ユーザーに docker サブシステムへの権限を付与します。
$ sudo usermod -aG docker $USER
この設定を有効にするには、コンピューターを再起動してください。
デモとexampこのパッケージ内のファイルは、センサーブリッジデバイスが AGX Orin の RJ0 コネクタである eth45 に接続されていることを前提としています。
Linux ソケットでは、より大きなネットワーク受信バッファが必要です。
ほとんどのセンサーブリッジセルフテストでは、Linux のループバックインターフェイスが使用されます。バッファ領域不足によりカーネルがパケットをドロップし始めると、これらのテストは失敗します。
エコー 'net.core.rmem_max = 31326208' | sudo tee /etc/sysctl.d/52-hololink-rmem_max.conf
sudo sysctl -p /etc/sysctl.d/52-hololink-rmem_max.conf

eth0 を静的 IP アドレス 192.168.0.101 に設定します。
L4T は NetworkManager を使用してインターフェイスを構成します。デフォルトでは、インターフェイスは DHCP クライアントとして構成されます。IP アドレスを 192.168.0.101 に更新するには、次のコマンドを使用します。システムの構成の詳細については、「Holoscan センサーブリッジの IP アドレス構成 (この方法で 192.168.0.0/24 ネットワークを使用できない場合)」を参照してください。
sudo nmcli con add con-name hololink-eth0 ifname eth0 type ethernet ip4 192.168.0.101/24
sudo nmcli 接続をアップ hololink-eth0
センサーブリッジデバイスに電源を投入し、正しく接続されていることを確認してから、192.168.0.2 に ping を実行して接続を確認します。
LinuxソケットベースのexampプロセッサコアをLinuxカーネルから分離することが推奨されます。4Kビデオ取得などの高帯域幅アプリケーションでは、ネットワークレシーバーコアの分離が必要です。ample プログラムは、プロセッサアフィニティをその分離されたコアに設定して実行されるため、パフォーマンスが向上し、待ち時間が短縮されます。デフォルトでは、センサーブリッジソフトウェアは、時間的に重要なバックグラウンドネットワークレシーバープロセスを 3 番目のプロセッサコアで実行します。そのコアが Linux スケジューリングから分離されている場合、ユーザーからの明示的な要求がない限り、そのコアでプロセスはスケジュールされず、信頼性とパフォーマンスが大幅に向上します。
そのコアを Linux から分離するには、/boot/extlinux/extlinux.conf を編集します。
APPENDで始まる行の末尾にisolcpus=2の設定を追加します。 file 次のようになります:
タイムアウト 30
デフォルトのプライマリ
メニュータイトル L4Tブートオプション
ラベルプライマリ
メニューラベルプライマリカーネル
LINUX /boot/イメージ
FDT /boot/dtb/kernel_tegra234-p3701-0000-p3737-0000.dtb
INITRD /boot/initrd
${cbootargs} root=/dev/mmcblk0p1 rw rootwait を追加します… … isolcpus=2
センサーブリッジアプリケーションは、環境変数HOLOLINK_AFFINITYを実行すべきコアに設定することで、ネットワークレシーバープロセスを別のコアで実行できます。例：amp最初のプロセッサコアで実行するために、
HOLOLINK_AFFINITY=0 python3 examples/linux_imx477_player.py
HOLOLINK_AFFINITY を空白に設定すると、センサーブリッジコード内のコアアフィニティ設定がすべてスキップされます。

起動時に「jetson_clocks」ツールを実行して、コアクロックを最大に設定します。
JETSON_CLOCKS_SERVICE=/etc/systemd/system/jetson_clocks.service
猫 < /dev/null
[ユニット] 説明=Jetson クロックの起動
後=nvpmodel.service
[サービス] タイプ=ワンショット
ExecStart=/usr/bin/jetson_clocks
[インストール] WantedBy=multi-user.target
終了
sudo chmod u+x $JETSON_CLOCKS_SERVICE
sudo systemctl で jetson_clocks.service を有効にします
最適なパフォーマンスを得るには、次の図に示すように、AGX Orin 電源モードを「MAXN」に設定します。設定は、画面の左上隅にある L4T 電源ドロップダウン設定で変更できます。

AGX Orin を再起動します。これにより、コア分離とパフォーマンス設定が有効になります。「MAXN」パフォーマンスの設定でユニットのリセットが要求されない場合は、再起動コマンドを手動で実行します。
開発者アカウントでNvidia GPU Cloud (NGC)にログインします。
a. NGC の開発者アカウントをお持ちでない場合は、NVIDIA で登録してください。
b. API キーを使用して、アカウントの API キーを作成します。
c. API キーを使用して nvcr.io にログインします。

センサーブリッジデモコンテナの構築とテスト
Holoscanセンサーブリッジホストソフトウェアには、デモコンテナを構築するための手順が含まれています。このコンテナは、すべてのHoloscanテストとexを実行するために使用されます。ampレ。

注記: igpuはiGPUを搭載したシステム（例えば、dGPUのないAGXやIGX）上で動作するシステムに適しています。これにはiGPUサポートがインストールされているOSが必要です（例：ample: AGX の場合: JetPack 6.0、IGX の場合: iGPU 構成の IGX OS)。

デモコンテナでテストを実行する
センサーブリッジデモコンテナを実行するには、GUIのターミナルから、

これにより、Holoscan センサーブリッジデモコンテナー内のシェルプロンプトが表示されます。
注記: iGPU 構成の場合、デモコンテナーを起動すると、「NVIDIA ドライバーのバージョンを検出できませんでした」というメッセージが表示されますが、これは無視できます。
これで、センサーブリッジアプリケーションを実行する準備が整いました。

センサーブリッジソフトウェアループバックテスト
センサーブリッジホストソフトウェアには、ループバックモードで実行されるテストフィクスチャが含まれており、センサーブリッジ機器は必要ありません。このテストは、UDP メッセージを生成し、Linux ループバックインターフェイス経由で送信することで機能します。

デモコンテナのシェルで:

注記: テストフィクスチャは、ソフトウェアスタックに意図的にエラーを導入します。pytest がすべてのテストに合格したことを示している場合、個々のテストによって発行されたエラーメッセージは無視できます。

ランニングExampレ

2人の元ampこのセクションでは、

ストリーミングカメラビデオ
姿勢推定デモの実行

AGX 開発キットでビデオをストリーミングする
このデモでは、ディスプレイポート経由で接続されたモニター上の IMX477 カメラモジュールの出力を示します。IMX477 セットアップで高速ビデオプレーヤーを実行するには、次の手順を実行します。

新しいターミナルを開き、次のコマンドを使用して holoscan-sensor-bridge フォルダーに移動します。
CD
センサーブリッジデモコンテナを実行するには、GUIのターミナルから
注記: dockerがすでに実行されている場合は、この手順を無視してください。xhost + sh docker/demo.sh
holoscan-sensor-bridge Docker コンテナを実行します。
次のコマンドを使用して、カメラをセットアップし、ライブビデオで高速ビデオプレーヤー (Holoviz) を実行します。
パイソンexamples/linux_imx477_player.py
Holovizアプリケーションを閉じてdockerを終了するには、exit

GPU 上で姿勢推定を実行する
このexを実行するにはampファイルで、次の手順を実行します。

ダウンロード file AN522 からの mpf_an2023_v2v5522_jb.zip。
コピー file linux_imx477_pose_estimation.pyをholoscan-sensorbridge/exフォルダにコピーするampレ
新しいターミナルを開き、次のコマンドを使用して holoscan-sensor-bridge フォルダーに移動します。
CD
次のステップでは、ffmpegとultralyticsパッケージをダウンロードして、Holoscan Sensor Bridge exの実行からポーズ推定デモを実行します。amples – NVIDIA Docs。上記のリンクにアクセスする代わりに、コンソールに次のように入力します。
apt-get アップデート && apt-get インストール -y ffmpeg
pip3 ウルトラリティクスを onnx にインストール
cd exampレ
yolo エクスポートモデル=yolov8n-pose.pt フォーマット=onnx
cd
注記： この変換ステップは一度だけ実行する必要があります。yolov8n-pose.onnx file 変換されたモデルが含まれており、デモを実行するために必要なものはすべて含まれています。インストールされたコンポーネントは、コンテナーが終了すると忘れられます。これらのコンポーネントは、今後のデモの実行時に存在する必要はありません。
センサーブリッジデモコンテナを実行するには、GUIのターミナルから、
注記: dockerがすでに実行されている場合は、この手順を無視してください
xホスト +
docker/demo.sh を実行します。
ポーズ推定デモを実行するには、
パイソンexamples/linux_imx477_pose_estimation.py
Holovizアプリケーションを閉じてdockerを終了し、アプリケーションを終了します。

ドキュメントリソース
回路図やユーザーガイドを含む PolarFire ESB の詳細については、MPF200-Eth-sensor-bridge を参照してください。

マイクロチップFPGAのサポート

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ドキュメント / リソース

MICROCHIP MPF200T-FCG784 PolarFire イーサネットセンサーブリッジ [pdf] ユーザーガイド
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参考文献

ユーザーマニュアル

MICROCHIP MPF200T-FCG784 PolarFire イーサネットセンサーブリッジ

導入