基于Zynq MPSoC的3D骨科矫形足部扫描仪

Elinvision 致力于生产医用 3D 扫描仪，面向足科和骨科矫形等广泛应用领域。此外，Elinvision 也面向化肥、糖果、烟草和PET瓶制造企业，提供计算机视觉质量检测系统技术。

全球有 40 多个国家和地区在使用 Elinvision 的 3D 足部扫描仪，主要用于足科、骨科矫形诊所、研究中心、体育实验室和定制鞋店等场所。该产品以耐用性、准确性和可靠性著称，无需像市面上其他便携式测量工具一样必须反复重新校准。

图 1：Elinvision iQube S+ 便携式足部扫描仪

最初，此类工具是基于 CPU进行开发的，但最终 Elinvision 转而采用赛灵思 FPGA 架构，并实现了更高的扫描质量，同时降低了扫描仪的硬件尺寸和成本。Elinvision 向赛灵思自适应 SoC 迁移后，推出了便携式无线 3D 足部扫描仪

核心架构演进：从 CPU 到 FPGA 到 Zynq MPSoC

自 2000 年以来，Elinvision一直致力于借助最新的科学发现及与各大学密切合作，为其 3D 足部扫描仪开发视觉数据处理解决方案。在2012 年，Elinvision 决定将其核心架构从 CPU 转向赛灵思 FPGA，并因此降低了产品硬件尺寸和成本。此外，由于FPGA 架构能够支持同时连接和处理来自更多摄像头的数据，使得其新产品扫描质量也得到了显著提高。

近期，Elinvision 正在努力开发运行速度更快、更可靠并且便于携带的新一代 3D 足部扫描仪。Elinvision 希望获得一种能够进一步提供高计算性能且具有高能效的解决方案。在诸多嵌入式系统处理器中，Elinvision 选择将赛灵思 Zynq® UltraScale+™ MPSoC 器件纳入到自身最新产品的设计中。

高性能和灵活性是选型关键

Elinvision 研发部主管 Mindaugas Šulcas 表示：“我们之所以为新设计选择赛灵思 Zynq UltraScale+，是因为我们对计算系统的要求很高。”

Elinvision 的足底和全足 3D 扫描仪能够精确采集人体足部尺寸，打造出无需试穿即合脚的定制鞋垫鞋品。其最新（也是最小的）iQube S+ 便携式扫描仪的重量仅为 12 磅，仅需 5 秒即可完成足部测量，精准度可达 1mm，而较大尺寸的 iQube S+ 则可提供更完整的足部扫描，精准度可达 0.5mm。

“系统的灵活性和赛灵思长期的支持，有助于我们灵活适应不同的客户要求，以及不断变化的图像传感器市场动态发展。只要修改一小部分的 FPGA 设计，我们就可以在不改变印刷电路板、系统架构或程序代码的前提下，打造不同的产品。”

Zynq UltraScale+MPSoC 器件提供了 64 位处理器可扩展性，同时结合了实时控制与图形、视频、波形和数据包处理的软、硬引擎。该器件建立在通用的实时处理器及可编程逻辑平台上，能够为不同的变体提供支持，这些变体包括双核应用处理器 （CG） 器件和四核应用处理器 GPU （EG） 器件，为广泛应用提供了无限的可能性。

Zynq UltraScale+MPSoC

Zynq 带来的可持续竞争优势及机遇

Mindaugas 表示赛灵思 Zynq MPSoC 是 Elinvision 打造市场领先产品的助力器。

Zynq 处理器提供的并行图像数据处理，有助于 Elinvision 加快其扫描仪的操作速度，同时 Zynq 处理器类似 FPGA 的灵活应变能力，也为 Elinvision 扩展其系统功能提供了支持。

Mindaugas 指出：“赛灵思器件不断为我们的系统提供新的机遇。低功耗和快速的数据处理，使我们能够打造运行速度更快的便携式无线 3D 足部扫描仪。该扫描仪可与移动应用配合使用，并在竞争中一枝独秀。”

此外，Mindaugas 还强调了与赛灵思合作的愉悦体验：“赛灵思生态系统易于使用和理解。他们提供了高质量的调试工具、大量的示例项目选择以及活跃的社区，这些都有助于我们解决产品开发过程中遇到的各种问题，并推进产品的上市进程。我们使用赛灵思器件已有近十年，我们认为赛灵思的器件年年都在不断实现新的突破。”