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揭秘微软HoloLens增强现实眼镜的硬件配置

时间:2024-05-22 14:15:42 科技赋能

微软(Microsoft)近日在布鲁塞尔举行的IMEC技术论坛上展示了其HoloLens增强现实(AR)眼镜及其专用加速器——全息处理单元(HPU)。

处理单元。

今年 3 月底,微软开始发售 HoloLens 开发者版本。

这款开发者版本的 HoloLens 一经发布,网上就充斥着各种拆解和分析,但到目前为止,这款头戴式显示器的设计者还没有发表任何评论。

微软 HoloLens 开发部门副总裁 Ilan Spillinger 表示:“我们发布 HoloLens 已经有大约 18 个月了,通常只强调用户体验和软件——这是我们第一次谈论硬件部分。

”微软的 HoloLens 头戴式显示器包括四个环境传感器、一个 Kinect 微型深度相机和一个惯性测量单元 (IMU)。

HPU 的核心基本上是一个数据融合传感器,它从 HoloLens 上的一系列传感器获取输入。

同时,它还可以加速算法来跟踪用户的环境、运动和手势,并显示全息图像。

这款28nm HPU基本采用了高度定制的DSP阵列设计,其执行功耗低于10W。

它包括多个 Tensilica DSP 内核,经过优化,可以执行数百个 HoloLens 特定指令集。

每个内核都是针对特定功能和功能子集定制的。

在听起来像是冯·诺依曼架构中,每个核心通常都有自己独特的内存单元组织,用于加速“需要特殊本地内存和独特内存架构的新算法,而不是典型的 1-2-3 级缓存”。

斯皮林格解释道。

HoloLens HPU 设计在专门为其耳机打造的流线型主板上。

HoloLens耳机采用英特尔14nm Cherry Trail SoC和运行在Windows 10上的嵌入式图形核心。

主板两侧还有64 Gb闪存和2 Gb外部存储器,均匀分布在其HPU和Cherry Trail SoC之间。

Spillinger没有透露这款HPU的开发蓝图,但表示他“看到了一些实现该算法的新机会”。

HPU 还适用于谷歌上周为其数据中心推出的新加速器,以及一家初创公司正在开发的设计。

Spillinger呼吁半导体工程师尽快准备开发更高性能、更低功耗的芯片,帮助他们打造更轻、成本更低、具有更多传感器和功能的头戴式显示器。

Ilan Spillinger 的职业生涯始于英特尔开发迅驰(Centrino),这是英特尔首款笔记本电脑专用处理器。

随后他在 IBM 设计 Infiniband 和 Power 芯片,后来又协助微软和任天堂开发 Xbox 和 Wii 游戏机的 ASIC 芯片。

Spillinger 于年底加入微软并开始开发 Kinect。

该项目后来与其他工程师开发增强现实头戴式显示器的计划合并,HoloLens 项目就此诞生。

复杂的传感器阵列(例如上图中的 HoloLens 传感器阵列)包含 4 个环境传感器,用于跟踪头部运动和手势以控制显示。

深度传感器是Kinect的缩小版本,支持短距离模式用于1米左右范围内的手部追踪,以及长距离模式用于室内测绘。

2MPixel高分辨率摄像机用于投影用户看到的图像。

  内部光学组件(如上图所示)包括一个专用的惯性测量单元。

光学器件采用微软开发和生产的光栅技术,支持更宽的瞳距,并且可以针对佩戴隐形眼镜或框架眼镜的用户进行调整。

LCoS 显示屏支持 10,000 像素和精度,允许用户在网络浏览器上预测和阅读精确的文本。

  从原型到成品早期原型(上图)采用全尺寸 Kinect 深度传感器和各种子组件,最终被重新设计为简洁的消费版本,节省了大量的物料清单成本(BOM;参见下图)。