In dieser Hinsicht haben sich feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) längst bewährt. Sie können an nahezu jede Aufgabe angepasst werden, insbesondere an die parallele Signalverarbeitung, und sind in jüngster Zeit zu einem attraktiven Ziel für KI-Workloads geworden, da diese flexiblen Logikbausteine anspruchsvolle Algorithmen in Hardware implementieren können.
Die Entwicklung von FPGAs ist jedoch seit jeher eine komplexe Aufgabe, die spezielle Fähigkeiten erfordert. Dies hat auch den Aufbau von Edge-Geräten rund um FPGAs zu einer Herausforderung gemacht.
FPGAs mit SMARC-Modulen zugänglich machen
Diese Komplexität wird durch die Einführung von FPGA-basierten Embedded-Hardware-Plattformen wie dem SECO SOM-SMARC-ZU reduziert. Das SOM-SMARC-ZU ist ein standardbasiertes SMARC-Modul, das die Leistung und Flexibilität von FPGAs in einem kleinen, einfach zu implementierenden Formfaktor bietet. Damit steht OEMs und Systemintegratoren ein leistungsfähiges Werkzeug zur Verfügung, mit dem sie ohne große technische Investitionen hoch differenzierte Hardware bereitstellen können.
Der SMARC-Formfaktor wurde entwickelt, um die Entwicklung kleiner, aber leistungsstarker Embedded-Geräte zu beschleunigen und zu vereinfachen. Er integriert die komplexesten Elemente eines eingebetteten Computers in ein kompaktes Modul, das dann mit einer Trägerkarte gekoppelt wird, die anwendungsspezifische E/A-Hardware enthält. Diese Architektur reduziert die Entwicklungszeit und den Entwicklungsaufwand erheblich und ermöglicht gleichzeitig die Wiederverwendung von Kern-IP in verschiedenen Designs.
Das SOM-SMARC-ZU ist eines der ersten Module, das die Fähigkeiten eines AMD Xilinx Zynq UltraScale+ FPGA in diesem Formfaktor bietet. Der beliebte Zynq UltraScale+ FPGA-Chip ermöglicht es Ingenieuren, praktisch jede kundenspezifische Funktion zu implementieren - einschließlich leistungsstarker KI- und paralleler Signalverarbeitungs-Engines - zusammen mit einem eingebetteten Arm-Prozessor, der Software-Entwicklungsumgebungen unterstützt, die Ingenieure für eingebettete Produkte bereits kennen.
Ein moderner Ansatz für programmierbare Hardware
Der Zynq UltraScale+ stellt einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der programmierbaren Logik dar. Seine Multiprozessor-System-on-Chip-Architektur (MPSoC) umfasst zwei Arm-Prozessoren: einen Cortex-A53-Anwendungsprozessor mit bis zu vier Kernen und einen Cortex-R5F-Echtzeitprozessor mit zwei Kernen. Zusammen bieten diese Prozessoren eine hohe Leistung, wenn sie benötigt wird, einen geringen Stromverbrauch, wenn dies nicht der Fall ist, und eine hervorragende Reaktionsfähigkeit zu jeder Zeit.
Ergänzt werden die Prozessoren durch eine Arm Mali-Grafikeinheit (GPU), die leistungsstarke Grafik- und Videowiedergabe ermöglicht. Zusammen bilden die Prozessoren und die GPU eine äußerst leistungsfähige Basis für Edge-Geräte. Darüber hinaus unterstützen sie gängige Software-Stacks und Toolchains, so dass Systemarchitekten und Ingenieure eine kurze Lernkurve und hohe Produktivität haben.
Gleichzeitig kann die FPGA-Komponente zur Beschleunigung von maschinellem Lernen und KI genutzt werden. Diese Aufgabe wird durch die VITIS AI-Plattform unterstützt, die eine umfassende Entwicklungsumgebung für die Erstellung und den Einsatz von KI-Anwendungen auf dem Zynq UltraScale+ bietet. Die Plattform umfasst eine Reihe von Tools und Bibliotheken für die Entwicklung und Optimierung von KI-Modellen sowie Unterstützung für beliebte Frameworks wie TensorFlow und PyTorch.
Aufbau eines Edge-Geräts
Um OEMs und Systemintegratoren zu helfen, das Design zu beschleunigen, bietet SECO eine Reihe von Dienstleistungen zur Unterstützung des SOM-SMARC-ZU an. So können wir beispielsweise die Leiterplatte entwerfen oder sogar das Modul selbst anpassen und es in andere System-on-Module (SOM)-Standards, kundenspezifische Formfaktoren oder Single-Board-Computer (SBC) verwandeln. Diese Dienstleistungen ermöglichen es OEMs und Systemintegratoren, sich auf die Software zu konzentrieren, während SECO sich um die Hardware kümmert.
Gleichzeitig bietet das Unternehmen FPGA- und Software-Designservices an, einschließlich Firmware-Entwicklung, Betriebssystemanpassung und Anwendungssoftware-Design. Diese Dienstleistungen gewährleisten eine nahtlose und integrierte Erfahrung, von der Hardware-Ebene bis hin zum Software-Stack.
Den Wert von FPGAs überdenken
Mit seiner benutzerfreundlichen Designflexibilität bietet das SOM-SMARC-ZU OEMs und Systemintegratoren eine einzigartige Möglichkeit, komplexe Multiprocessing-Domain-Edge-Designs ohne große technische Investitionen zu implementieren. Die Kombination aus vorintegrierter Hardware und umfassender Softwareunterstützung ermöglicht es ihnen, sich auf ihren eigenen Mehrwert zu konzentrieren, anstatt sich mit den grundlegenden Aufgaben des Kerndesigns zu beschäftigen.
Möchten Sie Ihr eigenes Edge-Gerät für Computer Vision, Sensorfusion oder KI entwickeln? Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie wir Sie bei der Bereitstellung von Lösungen und Dienstleistungen mit Mehrwert unterstützen können.
