ตัว ประมวล ผลภาพ / วิดีโอNikon Expeed (มักเขียนว่าEXPEED ) เป็นอุปกรณ์ประมวลผลสื่อสำหรับกล้องดิจิทัลของ Nikon

พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบงานมากมายหลายอย่าง:

• การกรองแบบไบเออร์
• การแยกสี
• การแก้ไข เซ็นเซอร์ภาพ / การลบเฟรมมืด
• การลดสัญญาณรบกวนภาพ
• การเพิ่มความคมชัดของภาพ
• การปรับขนาดภาพ
• การแก้ไขแกมมา
• การปรับปรุงภาพ/ระบบแสง D-Lighting แบบแอคทีฟ
• การแปลงพื้นที่สี
• การสุ่มตัวอย่างสี
• การแปลงอัตราเฟรม
• การแก้ไข ความบิดเบี้ยวของเลนส์ / การแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสี
• การบีบอัดภาพ / การเข้ารหัส JPEG
• การบีอัดวิดีโอ
• การขับเคลื่อน อินเทอร์เฟซ จอแสดงผล / วิดีโอ
• การแก้ไขภาพดิจิทัล
• การตรวจจับใบหน้า
• การประมวลผลเสียง / การบีบอัด / การเข้ารหัสและ
• การจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ / การส่งข้อมูล

โซลูชันระบบ ประมวลผลหลายตัวบนชิป (System-on-a-chip) ของ Expeed ผสานรวมตัวประมวลผลภาพเข้ากับ สถาปัตยกรรม ตัวประมวลผลแบบมัลติคอร์โดยแต่ละคอร์ของตัวประมวลผลสามารถประมวลผลคำสั่ง/การทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้ มีการเพิ่ม อินเทอร์เฟซสำหรับจัดเก็บข้อมูลและแสดงผลรวมถึงโมดูลอื่นๆ และตัวประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ช่วยเพิ่มจำนวนการคำนวณพร้อมกันไมโครคอนโทรลเลอร์32 บิต บนชิป จะเริ่มต้นและควบคุมการทำงานและการถ่ายโอนข้อมูลของตัวประมวลผล โมดูล อินเทอร์เฟซทั้งหมด และสามารถมองได้ว่าเป็นหน่วยควบคุม หลัก ของกล้อง

ในแต่ละรุ่น Nikon ใช้ชิปประมวลผลเวอร์ชันที่แตกต่างกันสำหรับกล้อง DSLR ระดับมืออาชีพและระดับผู้บริโภคในขณะที่กล้องคอมแพคใช้สถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ซึ่งแตกต่างจากตัวอย่างเช่นDIGIC ของ Canon ที่ กล้อง DSLRระดับมืออาชีพของCanon ใช้โปรเซสเซอร์เป็นสองเท่าของกล้อง DSLR ระดับผู้บริโภคExpeedเป็นวงจรรวมเฉพาะงาน (ASIC) ที่ Socionext สร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการออกแบบของ Nikon ตามข้อกำหนดของ Nikon

Nikon Expeedใช้โปรเซสเซอร์ประมวลผลภาพSocionext Milbeaut ที่มี สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์FR-Vแบบมัลติคอร์16 บิตต่อพิกเซล^{[ 1 ]} โดยใช้สถาปัตยกรรม แบบไปป์ไลน์ ขนานสูง ซึ่งช่วยให้ ใช้ ฮาร์ดแวร์ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มปริมาณงานและลดการใช้พลังงาน

แต่ละคอร์ใช้ คำสั่งยาวมาก (VLIW, MIMD ) ขนาด 256 บิตแปดทิศทางและจัดเรียงใน สถาปัตยกรรม แบบไปป์ ไลน์ ซูเปอร์สเกลาร์ สี่หน่วย (หน่วยประมวล ผล จำนวนเต็ม (ALU) , หน่วยประมวล ผลจุดลอยตัวและหน่วยประมวลผลสื่อสองหน่วย) ทำให้มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 28 คำสั่งต่อรอบสัญญาณนาฬิกาต่อคอร์ เนื่องจากการใช้หน่วยประมวลผลเวกเตอร์แบบคำสั่งเดียว ข้อมูลหลายรายการ (SIMD) สี่ทิศทาง ข้อมูลจึงได้รับการประมวลผลด้วยการดำเนินการข้อมูลสูงสุด 112 รายการต่อรอบสัญญาณนาฬิกาต่อคอร์^{[ 2 ]}

ไมโครคอนโทรลเลอร์Fujitsu FR RISC 32 บิตแบบ ออนชิปถูกใช้เพื่อเริ่มต้นและควบคุมโปรเซสเซอร์ โมดูล และอินเทอร์เฟซทั้งหมด^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}รุ่นExpeedที่กำหนดเป็น EI-14x และExpeed 2 และ 3 ยังมีเอ็นจิ้นตัวแปลงสัญญาณวิดีโอ HD (แบบ FR-V) และ DSP 16 บิต พร้อม RAM Harvard 4 บล็อกแบบออนชิปแยกต่างหาก ซึ่งสามารถใช้งานได้ เช่น สำหรับการประมวลผลภาพและเสียง เพิ่มเติม Expeed 3 (FR) (EI-158/175) ใช้พื้นฐานจาก Expeed 2 EI-154 ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยความเร็วในการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

สถาปัตยกรรมใหม่ในExpeed 3 (ARM)นำเสนอความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในโปรเซสเซอร์ภาพ (โดยมีแม้กระทั่งสองไปป์ไลน์บน EI-160) ตัวเข้ารหัสวิดีโอ H.264และควบคุมโดย ไมโครคอนโทรลเลอร์ สถาปัตยกรรม ARM แบบ ดูอัลคอร์ ซึ่งมาแทนที่ Fujitsu FR ^{[ 8 ] [ 9 ]}

เซ็นเซอร์ภาพCMOS / CCD เชื่อมต่อกับIC ภายนอกเพิ่มเติม เช่น ไดรเวอร์ Nikon ยกเว้นNikon D3100 ^{[ 5} ] โดยทำผ่านอินเทอร์เฟซแบบผสม^{อนาล็อก} /ดิจิทัลซึ่งควบคุมเซ็นเซอร์แบบดิจิทัล แต่รับสัญญาณอนาล็อก ด้วย ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัล (A/D) แบบ ขนาน 14 บิต รุ่น Expeed EI-142 และ EI-158 ใช้ ASIC ของ Nikon ในการเชื่อมต่อ เซ็นเซอร์ SLR ดิจิทัลแบบฟูลเฟรม (FX) ทั้งหมด และรวมถึงNikon D300 / D300s ด้วย ช่องสัญญาณอนาล็อกแบบขนานพร้อมกัน 12 ช่อง ส่วนใหญ่เป็นเพราะเวลาในการปรับตัว ที่นานขึ้น ทำให้มีความแม่นยำในการแปลง ที่ดีขึ้น เมื่อเทียบกับสี่ช่องสัญญาณในNikon D2X /D2Xs รุ่นก่อนหน้า, Nikon D200หรือCanon EOS 5D Mark II ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}การอ่านค่าหกช่องสัญญาณได้รับการสนับสนุนโดย EI-149 และ EI-154 ที่ใช้ใน D90, D5000, D7000 และ D5100

D3100 ใช้ อินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์ Analog Devicesพร้อมตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัลในตัว ผลลัพธ์คือช่วงไดนามิก ที่ อยู่ในระดับเดียว กับคู่แข่ง เช่น Canon EOS 600D ( ซึ่งมีราคาสูงกว่า) ^{[ 14 ]}ซึ่งต่ำกว่า DSLR ของ Nikon รุ่นอื่น ๆ ที่ใช้ Expeed 2 รุ่นเดียวกัน

ตัว แปลง A/D Expeed EI-15x และ EI-17x ช่วยให้สามารถเพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกาการอ่านเซ็นเซอร์ภาพพร้อมความแม่นยำของตัวแปลง A/D ที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้การสุ่มตัวอย่าง 14 บิต ตัวแปลง A/D ของ Expeedที่ใช้สำหรับ EI-149 หรือ EI-142 ทั้งหมดจำเป็นต้องลดอัตราสัญญาณนาฬิกาลงอย่างมาก (1.8 fps บน Nikon D3X) เพื่อความแม่นยำที่สูงขึ้น ซึ่งจำกัด ช่วงไดนามิก ของ D3ที่ ISO ต่ำ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Expeed 3 (ARM)ซึ่งใช้ครั้งแรกในซีรีส์ Nikon 1เชื่อมต่อสตรีมข้อมูลกับช่องสัญญาณดิจิทัล 24 ช่อง(บัส)โดยใช้ตัวแปลง A/D ที่รวมอยู่ในชิปเซ็นเซอร์ภาพ^{[ 18 ]}

รุ่นแรก EI-14x เดิมทีมีตัวเข้ารหัสวิดีโอที่สามารถประมวล ผลความละเอียด VGAที่ 30 เฟรมต่อวินาทีและการเข้ารหัสMPEG-4 ^{[ 4 ]}ตัวประมวลผลวิดีโอแบบซอฟต์แวร์ที่ใช้ ตัวประมวลผล FR-Vทำให้สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้: ^{[ 2 ] [ 19 ] [ 20 ]}โดยใช้ การเข้ารหัส Motion JPEGที่อัตราเฟรม 24p ทำให้ Nikon สามารถ บันทึก วิดีโอความละเอียด HD 720p ได้ ข้อดีคือ การแยกภาพ JPEG ได้ง่าย ไม่มีสิ่งแปลกปลอมจากการชดเชยการเคลื่อนไหวและพลังการประมวลผลต่ำทำให้สามารถบันทึกความละเอียดสูงขึ้นได้ ส่วนข้อเสียคือขนาดไฟล์ใหญ่ขึ้น เกือบถึงขีดจำกัด 2 GB (เพื่อความเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์) ภายใน 5 นาทีNikon D90เป็น DSLR รุ่นแรกที่มีความสามารถในการบันทึกวิดีโอ

Expeed 2 (รุ่น EI-154) ได้ขยายขีดความสามารถอย่างมากด้วย ตัวเข้ารหัสวิดีโอ HD 1080p H.264/MPEG-4 AVCนอกจากนี้ยังมีอัตราสัญญาณนาฬิกาการอ่านสัญญาณอนาล็อกของเซ็นเซอร์ภาพที่เพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยลดปัญหาrolling shutter ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 21 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับคู่แข่งจากCanon ( DIGIC , การบีบอัด "IPP" – เทียบเท่าMPEG-2 ^{[ 22 ]} : วิเคราะห์เฟรมก่อนหน้าเพียงเฟรมเดียว^{[ 23 ] [ 24 ]} ) Expeed 2นำเสนอการบีบอัดวิดีโอโดยใช้เฟรม B ที่ซับซ้อน ( การหาผลต่างแบบสองทิศทางระหว่างเฟรมและการคาดการณ์การเคลื่อนไหว ) ซึ่งมีข้อดีคือคุณภาพสูงกว่า (ลดการเบลอจากการเคลื่อนไหวเนื่องจากการชดเชยการเคลื่อนไหว ที่ดีกว่า ) แม้จะมีอัตราส่วนการบีบอัด ที่สูง กว่า มาก ^{[ 25 ]}การบีบอัดนี้ต้องการพลังการประมวลผลที่สูงกว่ามาก^{[ 26 ]}ในปี 2012 Canon 5D Mark IIIได้แนะนำการบีบอัดที่คล้ายกันเรียกว่า "IPB" ^{[ 23 ]}นอกจากนี้ยังมีการแนะนำ "All-I" ซึ่งใช้เฟรม I ที่ง่ายกว่า (ภาพที่เข้ารหัส) โดยไม่ต้องประมวลผลความแตกต่างระหว่างเฟรม แต่ใช้การบีบอัดต่ำ (อัตราข้อมูลสูง) และมีพฤติกรรมในการใช้งานอื่นๆ เช่น การแยกภาพ คล้ายกับ Motion JPEG ที่ Nikon เคยใช้^{[ 27 ]}

Expeed 3 (FR) (รุ่น EI-158 และ EI-175) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ แต่ได้เปิดตัวกล้อง DSLR รุ่นแรกที่ให้ เอาต์พุต วิดีโอแบบไม่บีบอัด (8 บิต 4:2:2) ผ่านHDMIได้แก่Nikon D4 , Nikon D800 / D800E , Nikon D600 , Nikon D7100และNikon D5200ส่วนExpeed 3 (ARM)ได้เพิ่มฟังก์ชั่นวิดีโอความเร็วสูง ( สโลว์โมชั่น ) ในเอ็นจิ้นวิดีโอ H.264 HD ที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว

Socionextระบุจำนวนโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกันในแต่ละรุ่นของ Milbeaut Nikon ไม่ได้ให้รายละเอียดใดๆ แต่ใช้โปรเซสเซอร์ที่กำหนดไว้ต่างกันในผลิตภัณฑ์ระดับมืออาชีพและระดับผู้บริโภค แม้ว่า Milbeaut ( Expeed ) จะถูกนำไปใช้ในการออกแบบของ Nikon หลายรุ่นและโดยผู้ผลิตรายอื่นๆ แต่ซอฟต์แวร์/ เฟิร์มแวร์จะระบุฟังก์ชันและรายละเอียดต่างๆ มากมาย และจำนวนโปรเซสเซอร์หรือโมดูลที่รวมอยู่ในASIC นี้อาจแตกต่างกันไป ได้

กล้อง DSLRที่ประกาศก่อนเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2549 ไม่มีโปรเซสเซอร์ชื่อExpeed (เช่น โปรเซสเซอร์ Nikon D70 /D70s: EI-118) แม้ว่านั่นไม่ได้หมายความว่าโปรเซสเซอร์เหล่านี้ใช้สถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันก็ตาม^{[ 28 ]}หรือ โปรเซสเซอร์ Nikon D200 (EI-126) ใช้เฟิร์มแวร์เดียวกัน แต่ขยายเพิ่มเติมอย่างมากจาก D80 ("Expeed" อย่างไม่เป็นทางการ)

ชิปประมวลผลกราฟิก Expeed ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในกล้องNikon D3และNikon D300 ในปี 2550 ต่อมาได้ถูกนำไปใช้ในกล้อง Nikon D3X , Nikon D700และNikon D300sโดยใช้รหัส EI-142 และรุ่นสำหรับผู้บริโภคที่มีจำนวนคอร์ประมวลผลลดลงในกล้องNikon D90และNikon D5000โดยใช้รหัส EI-149 ชิปนี้ใช้พื้นฐานจาก ชิปประมวลผลภาพ Socionext Milbeaut พร้อมตัวเข้ารหัสวิดีโอ Motion JPEG 720p, DSP และคอร์ FR-80 (สำหรับรุ่น EI-14x) โดยใช้เทคโนโลยีการผลิต90 นาโน เมตร

EI-137 รุ่นในNikon D60และNikon D3000  – นอกจากนี้ยังพบในNikon D40 , Nikon D40xและNikon D80 ^{[ 6 ]}  – ใช้พื้นฐานจาก Milbeaut M-3 รุ่นเก่าใน เทคโนโลยี 180 นาโนเมตร (เช่นเดียวกับ Expeed/Milbeaut รุ่นก่อนหน้าทั้งหมดตั้งแต่ปี 2001) ประกอบด้วยแกน FR-71 ที่มีการอ่านค่าเซ็นเซอร์ภาพแบบ 12 บิต สองช่องสัญญาณเท่านั้น ไม่มี DSP หน่วยความจำที่ช้ากว่า และมีชุดคุณสมบัติที่ลดลง^{[ 29 ]}

ตัวเข้ารหัสวิดีโอ HD 1080p H.264/MPEG-4 การตรวจจับใบหน้า ที่ได้รับการปรับปรุง การลดสัญญาณรบกวนของภาพและการแก้ไขความผิดเพี้ยนของภาพ^{[ 30 ]}เป็นคุณสมบัติหลักที่ได้รับการปรับปรุงเมื่อเทียบกับExpeed EI- 14x ^{[ 3 ]}ใช้ในNikon D7000 [ ^{31 ]} Nikon D3100และNikon D5100และ EI-154 ที่มีเครื่องหมาย Nikon ^{[ 32 ]}แม้ว่าความถี่สัญญาณนาฬิกา การ ^อ่าน เซ็นเซอร์ภาพ จะเพิ่มขึ้น 1.75 เท่า แต่ความแม่นยำของตัวแปลง A/D ก็ได้รับการปรับปรุง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ 14 บิต ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ภาพเพิ่มขึ้น ทำให้สามารถถ่ายภาพต่อเนื่องได้ในอัตราเฟรมที่สูงขึ้น แม้ว่าจะเปิดใช้งานการลดสัญญาณรบกวน ISO สูงหรือ Active D-Lighting ก็ตามExpeed EI-15x ถูกควบคุมโดยแกน FR-80/FR-81 ในตัว การใช้พลังงานยังลดลงด้วย กระบวนการ Socionext 65 nm

โปรเซสเซอร์Nikon D3s ^{[ 33 ]}  – แม้จะชื่อว่าExpeed 2 – ก็ใช้โปรเซสเซอร์ EI-142 เกือบเหมือนกับ D3/D3X รุ่นก่อนหน้า^{[ 34 ]}ซึ่งมีคุณสมบัติเด่นคือวิดีโอ Motion JPEG 720p เท่านั้น มีอินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์ภาพแบบเดียวกัน ความเร็วเท่ากัน และความแม่นยำของตัวแปลง A/D เท่ากัน ทำให้ช่วงไดนามิกของ D3s จำกัดอยู่ที่ ISO 200 และโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่ำกว่า D7000/D5100 ถึง 100 ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 35 ]}

เวอร์ชันที่ใช้ในกล้องคอมแพคCoolpix บางรุ่น กล้องคอมแพค Nikon ราคาถูกกว่าใช้โปรเซสเซอร์ภาพ/วิดีโอ SanyoหรือZoran Coach ซึ่งทั้งสองยี่ห้อมีเทคโนโลยีและเฟิร์มแวร์ที่แตกต่างจากExpeed อย่าง สิ้นเชิง^{[ 6 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับ Expeed 1 รุ่นก่อนหน้า (EI-142) จะมีการปรับปรุงเช่นเดียวกับExpeed 2 EI-154 ที่ใช้ กระบวนการ Socionext 65 นาโนเมตร รวมถึงความแม่นยำของตัวแปลง A/D ที่เพิ่มขึ้นและอัตราสัญญาณนาฬิกาการอ่านสัญญาณอนาล็อกของเซ็นเซอร์ภาพ ซึ่งช่วยลดปัญหา rolling shutter ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 21 ]}กำลังการประมวลผลเพิ่มขึ้นอย่างมาก รุ่นนี้มีชื่อเรียกว่า EI-158 และใช้ในกล้องNikon D4และNikon D800 [ ^{36 ] [ 37 ] EI} -158 เป็นExpeed รุ่นแรก ที่ให้ เอาต์พุต วิดีโอแบบไม่บีบอัด (8 บิต 4:2:2) ผ่าน HDMI

Nikon D600 (การถอดประกอบ^{[ 38 ]} ), Nikon D3200และNikon D5200 (การถอดประกอบ^{[ 39 ]} ) ใช้Expeed 3 (EI-175 ซึ่งมีเครื่องหมายแตกต่างกันคือ ML-1131 บน D5200) ซึ่งตามที่ Nikon ระบุไว้ว่าเป็นรุ่นเดียวกับที่ใช้ในซีรี่ส์ D4 และ D800 ^{[ 5 ] [ 40 ]}สถาปัตยกรรมของมันใกล้เคียงกับExpeed 2รุ่น EI-154 โดยมีการปรับปรุงบางอย่าง เช่น หน่วยความจำ DDR3และมีกำลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น D5200 ใช้แพ็คเกจบนแพ็คเกจ ที่มี DDR3 SDRAM ขนาด 4  Gbit อยู่ด้านบน

ในกล้องซีรีส์ Nikon 1 ที่ เปิดตัว ในเดือนกันยายน 2011 นั้น Nikon ได้นำเสนอสถาปัตยกรรมใหม่ที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก – หน่วยควบคุมหลักใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM ซึ่งต้องใช้เฟิร์มแวร์ใหม่เมื่อเทียบกับไมโครคอนโทรลเลอร์ Fujitsu FR ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงซึ่งใช้ในโปรเซสเซอร์ Milbeaut และ Expeedรุ่นก่อนหน้าทั้งหมดนอกจากนี้ยังเป็นExpeed รุ่นแรก ที่ใช้การอ่านค่าเซ็นเซอร์ภาพดิจิทัล – ไม่จำเป็นต้องใช้อินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์ภาพอนาล็อก ในกล้อง Nikon 1 ที่เปิดตัวในเดือนกันยายน 2011 นั้นใช้RAM DDR2 ความเร็วสูงขนาด 1 GB บรรจุในชิป 2x 4 Gbit Nikon ตั้งชื่อว่า EI-160 ผลิตด้วย กระบวนการ Socionext 65 nm

การปรับปรุงหลักๆ ได้แก่ หน่วยประมวลผลภาพแบบมัลติคอร์คู่ความเร็วสูงที่มีความเร็ว 600 ล้านพิกเซลต่อวินาที (ตามคำกล่าวอ้างของ Nikon) หน่วยประมวล ผลวิดีโอ HD H.264 ที่ได้รับการปรับปรุง และควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM แบบดูอัลคอร์^{[ 9 ] [ 18 ] [ 41 ]}ความเร็วสูงนี้ทำให้ได้ความเร็วที่เร็วที่สุดในโลก (ตามคำกล่าวอ้างของ Nikon) ที่ 60 เฟรมต่อวินาที (10 เฟรมต่อวินาทีเมื่อใช้ระบบโฟกัสอัตโนมัติ เต็มรูปแบบ )

Expeed 3Aซึ่งเป็นรุ่นต่อจาก Expeed 3 EI-160 ที่ใช้ในซีรีส์ Nikon 1 เปิดตัวครั้งแรกในNikon 1 V2และมีคุณสมบัติหลักคือความเร็วในการประมวลผลภาพที่เพิ่มขึ้นเป็นสถิติโลก สูงถึง 850 ล้านพิกเซลต่อวินาที^{[ 42 ]}ทำให้สามารถถ่ายภาพได้ 60 เฟรมต่อวินาที (15 เฟรมต่อวินาทีเมื่อใช้ระบบโฟกัสอัตโนมัติ เต็มรูปแบบ ) แม้จะมีเซ็นเซอร์ภาพ 14 ล้านพิกเซล ใหม่ก็ตาม ได้ รับการพัฒนาขึ้นสำหรับกล้อง Nikon 1 โดยเฉพาะ^{[ 43 ]}

Expeed 4 ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 17 ตุลาคม 2556 ในกล้อง Nikon 5300 ใช้โปรเซสเซอร์ที่มีตัวควบคุมกลางARMและใช้ในกล้องNikon D810 , Nikon D750 , Nikon D5300 , Nikon D5500 , Nikon D5600 , Nikon D3300 , Nikon D3400 , Nikon D3500และNikon D7200ให้การบันทึกวิดีโอ Full HD (1080p) ที่ 50/60 เฟรมต่อวินาที พร้อมระบบโฟกัสอัตโนมัติแบบตรวจจับคอนทราสต์ ที่ดีขึ้น และฟังก์ชั่นแสดงตัวอย่างการโฟกัสแบบเรียลไทม์ มีคุณสมบัติทั้งหมดของExpeed 3 (FR)และ Expeed รุ่นเก่ากว่า แต่ใช้พลังงานน้อยกว่า

โปรเซสเซอร์ของ Nikon D4Sเหมือนกับ Nikon D4 ซึ่งมีรหัส EI-158 โดยใช้พลังการประมวลผลร่วมกับซอฟต์แวร์ที่ได้รับการปรับปรุง ทำให้สามารถบันทึกวิดีโอ 1080p ที่ 50/60fps ถ่ายภาพ 11 fps พร้อมระบบโฟกัสอัตโนมัติที่ได้รับการปรับปรุง ลดสัญญาณรบกวนแบบใหม่ด้วยอัลกอริทึมที่ปรับเปลี่ยนตามเนื้อหาของภาพ (ปรับตามบริบท) ^{[ 44 ] [ 45 ]}และการปรับปรุงอื่นๆ^{[ 46 ] [ 47 ]}

เวอร์ชัน 4A เปิดตัวในกล้องNikon 1 V3เมื่อวันที่ 13 มีนาคม 2557 และยังใช้ในกล้องNikon 1 J4และNikon 1 S2อีก ด้วย

Nikon ประกาศใช้หน่วยประมวลผล EXPEED 5 ในกล้อง DX และ FX รุ่นใหม่Nikon D500และNikon D5ในงาน CES 2016 (ลาสเวกัส 5 มกราคม 2016) ^{[ 48 ]}และยังใช้ในNikon D7500และD850 อีกด้วย ^{[ 49 ]}

หน่วยประมวลผลภาพ EXPEED 5A ปรากฏครั้งแรกในNikon 1 J5ซึ่งประกาศเมื่อวันที่ 2 เมษายน 2558 ^{[ 50 ]}ใน Nikon 1 J5 สามารถบันทึกวิดีโอ 4K Ultra HD (3840*2160) ที่ 15 เฟรมต่อวินาที, Full-HD (1920*1080) ที่ 60 เฟรมต่อวินาที, HD (1280*720) ที่ 120 เฟรมต่อวินาที, 800 x 296 ที่ 400 เฟรมต่อวินาที และ 400 x 144 ที่ 1200 เฟรมต่อวินาที สามารถถ่ายภาพต่อเนื่อง 20 ล้านพิกเซลที่ 20 เฟรมต่อวินาทีพร้อมโฟกัสอัตโนมัติในแต่ละเฟรม และแม้กระทั่ง 60 เฟรมต่อวินาทีพร้อมโฟกัสอัตโนมัติคงที่ในเฟรมแรก แต่โปรดทราบว่าขนาดบัฟเฟอร์ยังไม่ทราบและอาจมีขนาดเล็กมาก

Nikon ประกาศเปิดตัวหน่วยประมวลผล Expeed 6 เมื่อวันที่ 23 สิงหาคม 2561 ^{[ 51 ]}โดยเริ่มใช้ใน กล้อง Nikon Z7 เป็นครั้งแรก และต่อมาได้ปรากฏใน กล้อง Z6 , Z50 , D780 , D6 , Z5 , ZfcและZ30นอกจากนี้ยังใช้ในZ6IIและZ7IIซึ่งแต่ละรุ่นมีหน่วยประมวลผล Expeed 6 สองตัว ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการโฟกัสอัตโนมัติและทำให้สามารถบันทึกวิดีโอ 4K ที่ 60 fps ได้^{[ 51 ] [ 52 ]}

Nikon ประกาศเปิดตัวหน่วยประมวลผล Expeed 7 เมื่อวันที่ 28 ตุลาคม 2021 โดยเริ่มใช้ในกล้องNikon Z9 เป็นครั้งแรก และต่อมาได้ปรากฏใน กล้องมิเรอร์เลส รุ่น Z8 , Zf , Z6III , Z50II , Z5IIและZR Expeed 7 มีความเร็วในการประมวลผลภาพมากกว่ารุ่นก่อนหน้าถึง 10 เท่า และมีประสิทธิภาพมากพอที่จะทำให้กล้องไม่ต้องใช้ระบบโฟกัสอัตโนมัติโดยเฉพาะ^{[ 53 ]}สามารถจัดการการคำนวณ AF และ AE ที่ซับซ้อนได้ที่ 120 รอบต่อวินาที ประมวลผลข้อมูลแบบ dual-streamed จากเซ็นเซอร์ภาพแบบเรียงซ้อนแยกกัน และขึ้นอยู่กับกล้องแต่ละรุ่น จะช่วยให้สามารถใช้งานฟีเจอร์ต่างๆ เช่น การถ่ายภาพนิ่งที่ 120 fps การบันทึกวิดีโอ RAW 8k ภายในผ่าน intoPIX TicoRAW ^{[ 54 ]}และประสบการณ์การรับชมที่ไม่มืดสนิท^{[ 55 ]}

Nikon ใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิตภายนอกเป็น ตัวประมวลผล อินพุต/เอาต์พุต(I/O) เพื่อเชื่อมต่อ เซ็นเซอร์และจอแสดงผลเพิ่มเติม:

• ช่องมองภาพ
• จอแสดงผลด้านบน
• แฟลช ( สปีดไลท์ ) / ฮอตชู
• มอเตอร์ชัตเตอร์ / รูรับแสง
• เซ็นเซอร์ วัดแสง / ออโตโฟกัสและ
• เลนส์ / กริปแบตเตอรี่ / ตัวควบคุมแบตเตอรี่

รุ่นที่ใช้คือFujitsu FRใน ซีรีส์ Expeed EI-14x ซึ่งเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรม MIPSใน ซีรีส์ Expeed EI-15x และ EI-17x ซีรีส์ระดับมืออาชีพใช้ตัวควบคุม Hitachi / Renesas H8SXสองตัวขึ้นไปกล้อง DSLR รุ่นก่อนหน้าใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์H8S ^{[ 56 ]}

Expeedที่ใช้ ARM ในซีรี่ส์ Nikon 1ที่มีแกน ARM คู่ ไม่จำเป็นต้องใช้โปรเซสเซอร์ I/O เพิ่มเติม^{[ 57 ]} ซีรี่ส์ Nikon 1 ยังรวมถึงโปรเซสเซอร์กราฟิกEpson ด้วย

ซีรี่ส์ Z ซึ่งใช้โปรเซสเซอร์ Expeed 6 และ 7 ก็ไม่ได้ใช้โปรเซสเซอร์ร่วมเพิ่มเติมเช่นกัน

เช่นเดียวกับ กล้องดิจิทัล Canon ที่ได้รับการดัดแปลงด้วย CHDKหรือMagic Lanternซึ่งใช้ โปรเซสเซอร์ DIGICกลุ่มโปรแกรมเมอร์ที่เรียกว่า "Nikon Hacker" ได้พัฒนาเฟิร์มแวร์ แบบกำหนดเอง ^{[ 5 ]}โดยมีความคืบหน้าล่าสุดรวมถึงอีมูเลเตอร์ FR สำหรับ DSLR บางรุ่น^{[ 58 ] [ 59 ] [ 60 ]}พบว่า Nikon ใช้สภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการ Softune ร่วมกับเคอร์เนลเรียลไท ม์ μITRON ^{[ 28 ]}ปัจจุบันมีเฟิร์มแวร์ที่ได้รับการดัดแปลงบางส่วนซึ่งส่วนใหญ่เป็นการลบข้อจำกัดเกี่ยวกับวิดีโอตามเวลาและไฟล์ NEF ที่ไม่ได้บีบอัด[ ^{61 ] แต่}ยังไม่มีเฟิร์มแวร์ทางเลือกที่เสถียร เนื่องจากโครงการยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น

โดยปกติแล้ว การอัปเดตเฟิร์มแวร์ที่ Nikon จัดหาให้จะประกอบด้วยเฟิร์มแวร์ A สำหรับโปรเซสเซอร์ I/O และเฟิร์มแวร์ B สำหรับควบคุมExpeed ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ FR ในตัว (ซึ่งแตกต่างกันสำหรับ Expeed 3ที่ใช้ ARM )

ไม่มีเฟิร์มแวร์ทางเลือกอื่นสำหรับกล้อง Nikon ซีรี่ส์ Z มีเพียงตัวเลือกเมนูมากมายและการอัปเดตเฟิร์มแวร์ที่ Nikon จัดหาให้เป็นประจำเท่านั้น

นอกจากการวิเคราะห์ทั่วไปของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของ D7000, D5100 และ D3100 และกล้องรุ่นใหม่กว่า (ที่ไม่ใช่ซีรี่ส์ Z) ^{[ 62 ]}โครงการนี้มุ่งเน้นไปที่:

• การลบข้อจำกัดเวลาวิดีโอ 5 นาที: มีเฟิร์มแวร์ที่แก้ไขบางส่วน^{[ 61 ]}
• วิดีโอคุณภาพสูงระดับ 1080p ด้วยความเร็วสูงสุด 64 Mbps
• วิดีโอที่ไม่บีบอัด (เอาต์พุต HDMI ที่คมชัด) สำหรับ D5100 และรุ่นอื่นๆ
• ไฟล์ NEF ที่ไม่ได้บีบอัด^{[ 61 ]}
• การดัดแปลง WU-1a Wireless Mobile Adapter เพื่อให้สามารถใช้งานกับกล้องอื่นๆ ได้
• การวิเคราะห์และถอดรหัสการสื่อสารของแบตเตอรี่ Nikon
• การวิเคราะห์เครื่องส่งสัญญาณไร้สาย WT-3 และระบบสื่อสารของมัน
• การลบโปรแกรมบล็อกแบตเตอรี่ของบุคคลที่สามที่ Nikon เพิ่มเข้ามาในเฟิร์มแวร์เวอร์ชั่นล่าสุดบางเวอร์ชั่น
• การพัฒนาโปรแกรมจำลอง Nikon ^{[ 63 ]}

บันทึกการเปลี่ยนแปลง^{[ 64 ]}แสดงเฟิร์มแวร์สำหรับรุ่นใหม่กว่า เช่น D800, D610, D5200 และ D3200 ด้วย

นี่ไม่ใช่การแฮ็กเฟิร์มแวร์ แต่เป็นวิธีการ (Photopc – การควบคุมกล้องดิจิทัล^{[ 65 ]} ) ที่เรียกใช้โหมดการวินิจฉัยที่ดำเนินการอยู่แล้วในกล้องNikon Coolpix รุ่นเก่าบางรุ่นที่มีโปรเซสเซอร์ Fujitsu Sparcliteการใช้โหมดนี้ พวกเขาสามารถเขียนภาพดิบได้

• แคนนอน ดิจิค
• โซนี่ ไบโอนซ์
• โซนี่ เอ็กซ์มอร์