Dans le monde dynamique de l'edge computing, les avantages d'un matériel flexible sont multiples. Lorsque les OEM et les intégrateurs systèmes peuvent personnaliser et réutiliser les conceptions existantes, ils gagnent des avantages majeurs en termes de temps et de coût de développement – ainsi que la possibilité de pénétrer de nouveaux marchés.
Les réseaux de portes programmables par l'utilisateur (FPGA) répondent depuis longtemps à cet égard. Ils peuvent être adaptés à presque toutes les tâches, en particulier le traitement parallèle des signaux et, plus récemment, sont devenus une cible attractive pour les charges de travail d'IA, car ces dispositifs logiques flexibles peuvent implémenter des algorithmes sophistiqués en matériel.
Cependant, la conception de FPGA a toujours été une tâche complexe nécessitant des compétences spécialisées. Cela a également rendu difficile la création de dispositifs de périphérie autour de FPGA.
Rendre les FPGA accessibles avec les modules SMARC
Cette complexité est réduite grâce à l'introduction de plates-formes matérielles embarquées basées sur FPGA telles que le SECO SOM-SMARC-ZU. Le SOM-SMARC-ZU est un module SMARC basé sur des normes qui apporte les performances et la flexibilité des FPGA à un facteur de forme petit et facile à déployer. Désormais, les fabricants d'équipement d'origine (OEM) et les intégrateurs systèmes disposent d'un outil puissant pour fournir un matériel hautement différencié sans investissement d'ingénierie massif.
Le facteur de forme SMARC a été créé pour accélérer et simplifier la conception de dispositifs embarqués petits mais puissants. Il pré-intègre les éléments les plus complexes d'un ordinateur embarqué sur un module compact, qui est ensuite couplé à une carte porteuse contenant du matériel d'E/S spécifique à l'application. Cette architecture réduit considérablement le temps et les efforts d'ingénierie, tout en permettant la réutilisation de l'IP de base entre les conceptions.
Le SOM-SMARC-ZU est l'un des premiers modules à offrir les capacités d'un FPGA AMD Xilinx Zynq UltraScale+ dans ce facteur de forme. La puce FPGA Zynq UltraScale+ populaire permet aux ingénieurs d'implémenter pratiquement toutes les fonctionnalités personnalisées, y compris les puissants moteurs de traitement de signaux parallèles et d'IA, ainsi qu'un processeur Arm embarqué qui prend en charge les environnements de développement logiciel que les ingénieurs de produits embarqués connaissent déjà.
Une approche moderne du matériel programmable
Le Zynq UltraScale+ représente une avancée significative dans le domaine de la logique programmable. Son architecture de système sur puce multiprocesseur (MPSoC) comprend deux processeurs Arm : un processeur d'application Cortex-A53 avec jusqu'à quatre cœurs et un processeur temps réel Cortex-R5F avec deux cœurs. Ensemble, ces processeurs offrent des performances élevées lorsqu'elles sont nécessaires, une faible consommation d'énergie lorsqu'elles ne le sont pas et une excellente réactivité en tout temps.
Les processeurs sont complétés par une unité de traitement graphique (GPU) Arm Mali, qui fournit des graphismes et un rendu vidéo haute performance. Ensemble, les processeurs et le GPU constituent une base très performante pour les dispositifs de périphérie. De plus, ils prennent en charge les piles logicielles et les chaînes d'outils populaires, ce qui signifie que les architectes et les ingénieurs systèmes auront une courte courbe d'apprentissage et une productivité élevée.
Parallèlement, le composant FPGA peut être utilisé pour accélérer l'apprentissage automatique et l'IA. Cette tâche est facilitée par la plate-forme VITIS AI, qui fournit un environnement de développement complet pour créer et déployer des applications d'IA sur le Zynq UltraScale+. La plate-forme comprend une gamme d'outils et de bibliothèques pour développer et optimiser les modèles d'IA, ainsi qu'une prise en charge des frameworks populaires tels que TensorFlow et PyTorch.
Construire un périphérique de périphérie
Pour aider les fabricants d'équipement d'origine (OEM) et les intégrateurs systèmes à accélérer la conception, SECO propose une large gamme de services pour prendre en charge le SOM-SMARC-ZU. Par exemple, nous pouvons concevoir la carte porteuse ou même personnaliser le module lui-même - le transformant en d'autres normes de système sur module (SOM), des facteurs de forme personnalisés ou des ordinateurs monocarte (SBC). Ces services permettent aux fabricants d'équipement d'origine (OEM) et aux intégrateurs systèmes de se concentrer sur les logiciels tandis que SECO gère le matériel.
Dans le même temps, l'entreprise propose des services de conception de FPGA et de logiciels, notamment le développement de micrologiciels, la personnalisation du système d'exploitation et la conception de logiciels d'application. Ces services garantissent une expérience transparente et intégrée, de la couche matérielle jusqu'à la pile logicielle.
Repenser la valeur des FPGA
Grâce à sa flexibilité de conception facile à utiliser, le SOM-SMARC-ZU offre aux fabricants d'équipement d'origine (OEM) et aux intégrateurs systèmes un moyen unique d'implémenter des conceptions de périphérie de domaine de traitement multiprocesseur complexes sans investissement d'ingénierie massif. La combinaison de matériel pré-intégré et d'une assistance logicielle complète leur permet de se concentrer sur leur valeur ajoutée unique au lieu des tâches de conception de base du cœur de traitement.
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