Dlaczego układy FPGA Microchip są niezbędne dla przyszłości robotyki

Jak zbudować robota, który jest będzie zarówno silny, jak i zwinny, zdolny do bezpiecznego podnoszenia ciężkich ładunków na placu budowy, a jednocześnie wystarczająco lekki i energooszczędny, aby działać przez dłuższy czas bez ładowania? Kluczowym elementem jest wykorzystanie układów FPGA, które minimalizują ogólne zużycie energii, zapewniają bezpieczeństwo podłączonych systemów i obsługują inteligentne robotyczne zadania wizyjne, komunikacyjne i obliczeniowe - wszystko to przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka bezpieczeństwa w aplikacjach Przemysłu 5.0.

W tym wpisie przyjrzymy się branży robotyki, która zmienia sposób, w jaki pracujemy i żyjemy, rewolucjonizując takie sektory, jak opieka zdrowotna, produkcja, rolnictwo, logistyka i inne. Systemy robotyki napędzają postęp w precyzyjnych operacjach, optymalizując zarządzanie uprawami i zbiorami, przyspieszając linie produkcyjne, zwiększając kontrolę jakości oraz usprawniając operacje magazynowe i zarządzanie łańcuchem dostaw. Osiągnięcia te są możliwe dzięki integracji wielu niezbędnych technologii i protokołów. Układy FPGA PolarFire® firmy Microchip Technology odgrywają kluczową rolę w tej innowacji, oferując unikalne połączenie wydajności energetycznej, bezpieczeństwa, niezawodności i długowieczności, co czyni je niezbędnymi dla nowoczesnych aplikacji robotycznych.

Czego wymagają roboty

Roboty potrzebują układów FPGA, które są wspierane przez niezbędny zakres niezbędnych technologii i protokołów. Oto kilka przykładów, które są zawarte w ofercie układów FPGA i SoC FPGA firmy Microchip:

• Inteligentna wizja 4K60 na krawędzi: Systemy robotyczne potrzebują wideo, obrazowania i uczenia maszynowego (ML) oraz narzędzi do przyspieszania projektów, które wymagają wysokiej wydajności w małych formatach o niskim poborze mocy na rynkach przemysłowym, medycznym, motoryzacyjnym, lotniczym i obronnym.
• Wieloosiowe sterowanie silnikiem do napędzania serwonapędów dużej mocy: układy FPGA i SoC FPGA, które oferują elastyczny zestaw IP sterowania silnikiem i projekt referencyjny, umożliwiają systemom robotycznym radzenie sobie ze wzrastającą wydajnością wymaganą do monitorowania i napędzania bardziej wydajnej elektroniki mocy.
• OPC Unified Architecture (OPC UA): Ten bezpieczny, wieloplatformowy, otwarty standard IEC 62541 dla komunikacji maszyna-maszyna, upraszcza łączność przemysłową oraz integruje urządzenia, systemy automatyki i aplikacje programowe. Może być implementowany przy użyciu układów FPGA PolarFire SoC z wykorzystaniem architektury klient-serwer.
• Implementacja Robotic Operating System 2 (ROS2): Microchip nawiązał współpracę z Acceleration Robotics w celu opublikowania popularnego narzędzia i wydania biblioteki ROS 2 do budowy złożonych systemów robotycznych z wykorzystaniem układu FPGA PolarFire SoC opartego na RISC-V® i obsługującego zestaw Icicle Kit. Obejmuje on portfolio rdzeni IP zgodnych z ROS 2-API do takich zadań robotycznych, jak percepcja i transformacje współrzędnych.
• Wsparcie uczenia maszynowego: Zestaw programistyczny akceleratora VectorBlox™ firmy Microchip oraz IP sieci neuronowej oferują najbardziej energooszczędne wnioskowanie sztucznej inteligencji/uczenia maszynowego (AI/ML) oparte na splotowej sieci neuronowej (CNN) z wykorzystaniem układów FPGA PolarFire.
• Bezpieczeństwo funkcjonalne: Układy FPGA firmy Microchip pomagają programistom spełnić wymagania bezpieczeństwa funkcjonalnego normy IEC 61508, które są warunkiem wstępnym dla projektów robotycznych. Wymagania normy IEC 61508 są obszerne i zapewniają, że bezpieczeństwo funkcjonalne jest brane pod uwagę i uwzględniane we wszystkich aspektach programu przez cały cykl życia produktu.

Przedstawiamy pakiet rozwiązań Smart Robotics Solution Stack

Firma Microchip Technology z dumą przedstawia pakiet rozwiązań Smart Robotics Solution Stack, kompleksową platformę dostosowaną do rozwoju zaawansowanych aplikacji robotycznych. Sercem tego pakietu rozwiązań są układy FPGA PolarFire®, znane z niezrównanej wydajności energetycznej, bezpieczeństwa i niezawodności.

Główne zalety układów FPGA PolarFire® firmy Microchip dla robotyki:

• Wydajność energetyczna: Zaprojektowane do długotrwałej pracy układy FPGA PolarFire i SoC FPGA łączą niskie zużycie energii z efektywnym zarządzaniem temperaturą, aby zapobiegać przegrzaniu. Zużywają do 50% mniej energii w porównaniu z konkurencyjnymi urządzeniami, co czyni je idealnymi dla chociażby aplikacji autonomicznych robotów. Sprawność energetyczną osiąga się dzięki zaawansowanej technologii procesów nieulotnych, która zmniejsza wytwarzanie ciepła, pomagając wydłużyć żywotność systemów robotyki.
• Wizja o wysokiej rozdzielczości i przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym: układy FPGA PolarFire pomagają zasilać „mózg” robotyki, w tym możliwości przetwarzania wizji o wysokiej rozdzielczości i asymetryczne przetwarzanie wieloprocesorowe (AMP), aby umożliwić jednoczesne wykonywanie wielu systemów operacyjnych - co jest kluczowe dla aplikacji wymagających natychmiastowych reakcji, takich jak te w automatyce przemysłowej i pojazdach autonomicznych.
• Zaawansowane zabezpieczenia: W erze rosnących zagrożeń cyberbezpieczeństwa układy FPGA PolarFire pomagają chronić przyszłość robotyki dzięki zaawansowanym funkcjom bezpieczeństwa, w tym kryptograficznie zabezpieczonym łańcuchom dostaw, mechanizmom antysabotażowym i certyfikowanym przez NIST algorytmom kryptograficznym. Funkcje te są niezbędne do ochrony własności intelektualnej i zapewnienia integralności danych w wrażliwych aplikacjach.

Źródło: Microchip Technology Inc. Tłumaczenie: Gamma Sp. z o.o.

Gamma Sp. z o.o. jest autoryzowanym dystrybutorem rozwiązań firmy Microchip Technology w Polsce. Zapraszamy do kontaktu z naszym działem handlowym.