はじめに：
JPL（NASAジェット推進研究所）は、Alpha Data社と共同で、ハイパースペクトルデータ用のリアルタイム対応FLEX圧縮コアを開発しました。これはさまざまなAlpha Data社のCOTSおよびMCOTS製品を対象としています。Alpha Data社は、JPL FLEX圧縮コアでライセンスされたCOTSおよびMCOTS FPGAベースのハイパースペクトル取得および圧縮ソリューションを提供します。
FLEX IP (CCSDS-123.0-B-2)：
FLEXは、低複雑度のロスレスおよびほぼロスレスのマルチスペクトルおよびハイパースペクトル画像圧縮のための新しいデータシステム諮問委員会（CCSDS）CCSDS-123.0-B-2規格をベースにしています。
FLEXデータ圧縮アルゴリズムは、ハイパースペクトルデータセットの3次元すべての依存関係を活用し、各スペクトル画像に従来の2次元画像圧縮を適用するなどの2次元アプローチよりも大幅に効果的な圧縮を生成します。FLEXは、適応フィルタリング法を使用して、複雑さの低い最新の組み合わせと高い圧縮効率を実現する予測技術であり、ハードウェアの実装に適しています。
使用と導入：
Alpha Data社は、航空宇宙・防衛・その他産業の企業と協力して、堅牢なFPGAベースの画像取得ソリューションを提供してきた歴史があります。これは、適切なFPGAボード上のAlpha DataのCamera Link SDKでサポートされているCamera Linkインターフェースから始まりました。これは、DVI、CoaXPress、GigE Visionなどのインターフェイスプロトコルや、ハイパースペクトルイメージャーを含むセンサーへのLVDSインターフェースを使用するカスタム集録システムに拡張されています。
JPLからライセンス供与されたFLEX圧縮IPは、Alpha Data製 FPGAボードに実装することができます。その用途は、組み込み環境またはワークステーション/データセンター/ HPC環境のいずれかにおけるリアルタイムアプリケーションまたはバッファリング/保存されたデータの操作などに利用できます。
オフライン圧縮：
リアルタイム圧縮が不要または不可能な時、保存された生データ、放射輝度データ、または反射ハイパースペクトルデータの圧縮を高速化するために、Alpha Dataは、組み込みおよび非組み込みの両方の実装に適したFPGAプラットフォームを提供することができます。それは、ワークステーションやHPC環境に適したADM-PCIE-KU3などのPCIeフォームファクターカードや、ADM-XRC-KU1などの組み込みボードがあります。
組込みホストを使用したリアルタイム処理：
Alpha Dataは、FLEXコアの実装に適したザイリンクスZynqベースの製品を提供しています。この構成は、柔軟なソフトウェアにより、並列動作する圧縮コアのセットを制御でき、イメージャー構成、ジオロケーション統合、ヒーター制御、モーター制御など、ボードに実装するために選択された他のシステム機能の状態を認識することができます。ボードは、ADM-VPX3-9Z2、およびADM-XRC-7Z1などがあります。
ホストなしの組込みスタンドアロンIPコア：
Alpha Dataは、RTLベースのシーケンサー（ホストプロセッサによって実行されるソフトウェア制御を置き換える）を実装するソリューションを提供し、制御ホストの必要性を排除する圧縮コアのセットとインターフェースします。このような構成は、生データ、放射輝度データ、または反射率データのストリームを受け入れ、データの圧縮バージョンを別のシステムに送信するスタンドアロンFPGAアプリケーションの開発に適しています。
宇宙開発ボードへの実装：
FLEXコアは、Alpha Dataの新しいスペース開発キット（ADA-SDEV-KIT）を使用した実装にも適しています。この構成では、ハイパースペクトルイメージャーをFPGAボードのFMCコネクタに接続し、取得したデータを接続された外部メモリにバッファリングできます。圧縮コアは、キャプチャしたデータを圧縮し、外部メモリの別の領域に返して、カスタムインターフェイスを介して圧縮ファイルとして送信できます。この外部インターフェースは、実装時には宇宙船バスへの接続になりますが、開発中は宇宙船バスをエミュレートする市販のFPGAカードへの接続が可能です。
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原文ドキュメント：Alpha Data社
ad-an-0075_v1_2.pdf
Hyperspectral Imaging and Compression Solutions
関連製品
ADM-PCIE-9V5：Virtex UltraScale+ FPGA アクセラレータボード (PCIe)
ADA-VPX3-7K1：XRM2対応 Kintex-7 FPGA ボード (3U VPX)
Alpha Data社について
Alpha Dataは、1993年に設立され、計算集約型アプリケーションをターゲットとした最先端のFPGAソリューションを提供しており、FPGAアクセラレータのマーケットリーダとして市場を牽引しています。主な製品はVPX、XMC、PMC、PCI、CompactPCI、PCIExpress、VXS、VMEなどのA/D, D/A, FPGAボードやCameraLink等のデジタルI/Fを搭載した信号処理ボードです。ボーイング、ロックウェルコリンズ、JPL、ロッキードマーチン、モトローラ、BAEなどのミリタリ向けやデータセンター向けに広く採用されています。Alpha Data社の詳細については、https://www.alpha-data.com/を参照してください。