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微软亲自揭密HoloLens专用加速器及光学组件

上网日期: 2016年05月26日 ?? 作者: Rick Merritt ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:HoloLens加速器? HoloLens光学组件? 增强实境眼镜?

微软(Microsoft)在日前于布鲁塞尔举办的IMEC技术论坛上揭密其HoloLens增强实境(AR)眼镜及其专用加速器——Holographic Processing Unit (HPU)处理单元。

在今年3月下旬,微软已经开始出货HoloLens的开发者版了。这款开发人员版HoloLens一发布,网络上随即充斥着各种拆解分析,但至今却未见来自这款头戴式显示器的设计者发表任何评论。

“我们已经发表HoloLens约18个月了,通常仅强调使用体验与软件——这是第一次我们打算讨论硬件部份,”微软HoloLens开发部门副总裁Ilan Spillinger表示。

微软亲自揭密HoloLens专用加速器及光学组件《电子工程专辑》

微软的HoloLens头戴式显示器包括4个环境传感器、Kinect微型深度相机以及惯性量测单元(IMU)。而在其核心部份的HPU基本上是一 款数据融合传感器,可以从HoloLens上的一连串传感器撷取输入。同时,它还能加速算法,以利于追踪用户的环境、运动与手势,以及显示全息影像。

这款28nm HPU基本上采用高度客制化的DSP数组设计,执行功耗还不到10W。它包括多颗Tensilica DSP核心,从而为执行数百个HoloLens特定指令集实现优化。

每个核心都针对一种特定功能与功能子集而客制化。在听起来像是范纽曼(Von Neumann)的架构中,每个核心通常都有其独特的内存单元组织,用于加速“需要特殊本地内存与独特内存架构的新型算法,而不是典型的1-2-3级快取,”Spillinger解释。

该HoloLens HPU设计在一款专为其头戴设备量打造的精简主板上《电子工程专辑》
该HoloLens HPU设计在一款专为其头戴设备量打造的精简主板上

HoloLens头戴设备采用英特尔(Intel) 14nm Cherry Trail SoC,以及执行于Windows 10的嵌入式绘图核心。在主板的两侧还搭载64 Gb闪存与2 Gb外内存,平均分布于其HPU与Cherry Trail SoC之间。

Spillinger并未透露这款HPU的开发蓝图,但表示他已经“看到一些可执行该算法的新机会”。

该HPU也适用于Google上周为其数据中心发布的新款加速器,以及一家新创公司正开发中的设计。

Spillinger呼吁半导体工程师尽快为开发更高性能、更低功耗的芯片做好准备,从而协助其打造更轻巧、更低成本且搭载更多传感器与功能的头载式显示器。

Ilan Spillinger的职业生涯一开始是先在英特尔开发Centrino——其首款笔记本电脑专用处理器。接着曾经在IBM设计Infiniband与 Power芯片,后来则协助微软与任天堂(Nintendo)为Xbox 360与Wii游戏机开发ASIC芯片。

Spillinger在2007年底加入微软,并开始开发Kinect。该计划后来与其他工程师的计划合并,共同开发扩增实境头戴式显示器,而HoloLens计划也随之诞生。

复杂的传感器数组

HoloLens传感器数组《电子工程专辑》

如上图中的HoloLens传感器数组包括4颗环境传感器,用于追踪头部动作以及控制显示器的手势。深度传感器是缩小版的Kinect,可支持手势追踪约1公尺范围的短距离模式,以及映像室内的长距离模式。200万像素(2MPixel)的高分辨率视讯相机则用于投射用户看到的影像。

光学内部真相

HoloLens光学子组件《电子工程专辑》

光学子组件(上图)包括合专用规格的惯性测量单元。光学组件使用由微软开发和生产的光栅技术,支持较宽广的瞳孔间距离,并可为配戴隐形眼镜或眼镜的用户进行调整。

LCoS显示器支持230万像素与精确度,让用户预测与读取Web浏览器上的精密文字。

从原型到成品

HoloLens早期的原型《电子工程专辑》

早期的原型(上图)采用全尺寸的Kinect深度传感器和各种子组件,最终重新设计成封装大量材料成本(见下图)的简洁消费版。

HoloLens简洁消费版《电子工程专辑》

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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