En el mundo acelerado de la computación perimetral, los beneficios del hardware flexible son múltiples. Cuando los OEM y los integradores de sistemas pueden personalizar y reutilizar diseños existentes, obtienen importantes ventajas en términos de tiempo y costo de desarrollo, así como la capacidad de ingresar a nuevos mercados.
Las matrices de puertas programables en campo (FPGA) llevan mucho tiempo ofreciendo ventajas en este sentido. Se pueden adaptar a casi cualquier tarea, particularmente al procesamiento paralelo de señales y, más recientemente, se han convertido en un objetivo atractivo para las cargas de trabajo de IA, ya que estos dispositivos lógicos flexibles pueden implementar algoritmos sofisticados en hardware.
Sin embargo, el diseño de FPGA ha sido históricamente una tarea compleja que requiere habilidades especializadas. Esto también ha dificultado la creación de dispositivos de borde basados en FPGA.
Facilitar el acceso a las FPGA con módulos SMARC
Esa complejidad se está reduciendo con la introducción de plataformas de hardware integrado basadas en FPGA como la SECO SOM-SMARC-ZU. La SOM-SMARC-ZU es un módulo SMARC basado en estándares que aporta el rendimiento y la flexibilidad de las FPGA a un factor de forma pequeño y fácil de implementar. Ahora, los OEM e integradores de sistemas disponen de una herramienta potente para ofrecer hardware altamente diferenciado sin una inversión de ingeniería masiva.
El factor de forma SMARC se creó para acelerar y simplificar el diseño de dispositivos integrados pequeños pero potentes. Preintegra los elementos más complejos de un ordenador integrado en un módulo compacto, que luego se acopla a una placa portadora que contiene hardware de E/S específico de la aplicación. Esta arquitectura reduce considerablemente el tiempo y el esfuerzo de ingeniería, al tiempo que permite la reutilización de la IP principal en los diseños.
La SOM-SMARC-ZU es uno de los primeros módulos que ofrece las capacidades de una FPGA AMD Xilinx Zynq UltraScale+ en este factor de forma. El popular chip FPGA Zynq UltraScale+ permite a los ingenieros implementar prácticamente cualquier característica personalizada, incluidos potentes motores de procesamiento de señales paralelas e IA, junto con un procesador Arm integrado que admite entornos de desarrollo de software que los ingenieros de productos integrados ya conocen.
Un enfoque moderno del hardware programable
El Zynq UltraScale+ representa un avance significativo en el campo de la lógica programable. Su arquitectura de sistema en chip multiprocesador (MPSoC) incluye dos procesadores Arm: un procesador de aplicaciones Cortex-A53 con hasta cuatro núcleos y un procesador en tiempo real Cortex-R5F con dos núcleos. Juntos, estos procesadores ofrecen alto rendimiento cuando se necesita, bajo consumo de energía cuando no, y una excelente capacidad de respuesta en todo momento.
Los procesadores se complementan con una unidad de procesamiento gráfico (GPU) Arm Mali, que proporciona gráficos y renderizado de vídeo de alto rendimiento. Juntos, los procesadores y la GPU forman una base altamente capaz para los dispositivos de borde. Además, admiten pilas de software y cadenas de herramientas populares, lo que significa que los arquitectos e ingenieros de sistemas tendrán una curva de aprendizaje corta y una alta productividad.
Mientras tanto, el componente FPGA se puede utilizar para acelerar el aprendizaje automático y la IA. Esta tarea se ve facilitada por la plataforma VITIS AI, que proporciona un entorno de desarrollo completo para crear e implementar aplicaciones de IA en el Zynq UltraScale+. La plataforma incluye una gama de herramientas y bibliotecas para desarrollar y optimizar modelos de IA, así como soporte para frameworks populares como TensorFlow y PyTorch.
Construyendo un dispositivo de borde
Para ayudar a los OEM e integradores de sistemas a acelerar el diseño, SECO ofrece una amplia gama de servicios para admitir la SOM-SMARC-ZU. Por ejemplo, podemos diseñar la placa portadora o incluso personalizar el propio módulo, transformándolo en otros estándares de sistema en módulo (SOM), factores de forma personalizados o computadoras de placa única (SBC). Estos servicios permiten a los OEM e integradores de sistemas concentrarse en el software mientras SECO se encarga del hardware.
Al mismo tiempo, la empresa ofrece servicios de diseño de FPGA y software, incluido el desarrollo de firmware, la personalización del sistema operativo y el diseño de software de aplicación. Estos servicios garantizan una experiencia fluida e integrada, desde la capa de hardware hasta la pila de software.
Replanteando el valor de las FPGA
Con su flexibilidad de diseño fácil de usar, la SOM-SMARC-ZU ofrece a los OEM e integradores de sistemas una forma única de implementar diseños de borde de dominio de multiprocesamiento complejos sin una inversión de ingeniería masiva. La combinación de hardware preintegrado y soporte de software completo les permite concentrarse en su valor añadido único en lugar de en las tareas básicas de diseño del núcleo de procesamiento.
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