Nel dinamico panorama del edge computing, l'hardware flessibile offre significativi vantaggi. OEM e integratori di sistema beneficiano di un ridotto time-to-market e di minori costi di sviluppo attraverso la personalizzazione e il riutilizzo dell'hardware. Questa agilità consente l'espansione in nuovi segmenti di mercato.
I field-programmable gate arrays (FPGA) sono da tempo una solida soluzione per hardware adattabile. La loro idoneità per compiti diversi, in particolare l'elaborazione parallela dei segnali, si è recentemente estesa ai carichi di lavoro dell'IA. Questi dispositivi logici flessibili implementano in modo efficiente algoritmi complessi sull'hardware.
Tuttavia, la progettazione di FPGA richiedeva tradizionalmente competenze specializzate, ostacolando lo sviluppo di dispositivi periferici basati su FPGA.
Rendere gli FPGA accessibili con moduli SMARC
Questa complessità è mitigata dalle piattaforme incorporate basate su FPGA come il SECO SOM-SMARC-ZU. Questo modulo SMARC conforme agli standard offre prestazioni e flessibilità FPGA in un fattore di forma compatto e distribuibile. Ora OEM e integratori di sistemi dispongono di uno strumento potente per creare hardware differenziato senza risorse ingegneristiche estese.
Il fattore di forma SMARC semplifica la progettazione di dispositivi incorporati piccoli e ad alte prestazioni. Integra preventivamente elementi di calcolo incorporati complessi su un modulo compatto, abbinato a una scheda portante per I/O specifici dell'applicazione. Questa architettura riduce significativamente il tempo e lo sforzo ingegneristico, facilitando il riutilizzo dell'IP tra i progetti.
Il SOM-SMARC-ZU è tra i primi moduli a integrare un FPGA AMD Xilinx Zynq UltraScale+. Questo FPGA consente agli ingegneri di implementare funzionalità personalizzate (inclusi motori di elaborazione AI e di segnali paralleli) insieme a un processore Arm incorporato, sfruttando ambienti di sviluppo software familiari.
Un approccio moderno all'hardware programmabile
Il Zynq UltraScale+ rappresenta un importante avanzamento nella logica programmabile. La sua architettura multiprocessore system-on-chip (MPSoC) incorpora due processori Arm: un processore di applicazione Cortex-A53 quad-core e un processore in tempo reale Cortex-R5F dual-core. Questi processori offrono elevate prestazioni quando necessario, basso consumo energetico inattivo e reattività costante.
Una GPU Arm Mali completa i processori, consentendo grafica ad alte prestazioni e rendering video. Insieme, costituiscono una solida base per i dispositivi periferici, supportando stack software popolari e catene di strumenti per un processo di sviluppo semplificato.
L'FPGA accelera l'apprendimento automatico e l'IA, aiutato dalla piattaforma VITIS AI. Questo ambiente di sviluppo completo facilita la creazione e distribuzione di applicazioni AI sullo Zynq UltraScale+, offrendo strumenti, librerie e supporto per framework come TensorFlow e PyTorch.
Sviluppo di un dispositivo periferico
Per accelerare la progettazione, SECO fornisce servizi che supportano il SOM-SMARC-ZU. Questi includono la progettazione della scheda portante e la personalizzazione del modulo (adattamento ad altri standard SOM, fattori di forma personalizzati o SBC), consentendo a OEM e integratori di concentrarsi sullo sviluppo del software.
Inoltre, SECO offre servizi di progettazione FPGA e software, che comprendono lo sviluppo del firmware, la personalizzazione del sistema operativo e la progettazione del software dell'applicazione, garantendo una soluzione hardware/software completamente integrata.
Ripensare il valore degli FPGA
La flessibilità di progettazione user-friendly del SOM-SMARC-ZU consente a OEM e integratori di sistemi di implementare progetti periferici complessi e multi-processore in modo efficiente. La combinazione di hardware pre-integrato e supporto software completo consente loro di concentrarsi su funzionalità a valore aggiunto anziché sulla progettazione hardware a basso livello.
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