fpga工业级（fpga在工业上的应用）

技术领域最热门的话题之一是工业4.0，它本质上是指将数字化、自动化和互联计算智能集成到制造业中。其背后的理念是整合云计算、物联网(IoT) 和人工智能(AI) 的价值和功能，以实现制造和其他工业环境中更智能、更可靠、更高效的运营。

工业4.0 愿景的一个重要组成部分是创建智能互联机器。几十年来，在此类环境中使用的大多数设备与外界交互的方式非常有限。物理旋钮、仪表和其他简单的视觉机制通常是了解设备当前状态的唯一方法。随着时间的推移，各个行业已经开发出一些简单的连接和监控形式，包括分别用于这些机器的硬件物理连接和软件监控的PLC（可编程逻辑控制器）和SCADA（监控和数据采集）。

随着技术的发展和对这些不同设备的需求不断增长，许多工业系统现在集成了先进的计算引擎和多种类型的现代连接标准，包括工业以太网、Wi-Fi 甚至5G。此外，人们越来越关注更先进的软件工具和应用程序，例如预测性维护、机器人自动化等。

由于这些设备本身多种多样且高度专业化，因此它们需要可针对其功能进行定制的计算解决方案。现场可编程门阵列(FPGA) 是一种半导体芯片，可以通过编程来执行几乎任何类型的计算功能，使其成为这些要求苛刻的设备和应用的理想选择。

FPGA 帮助设备制造商创建可根据其需求进行优化的计算引擎或协处理器。而且，与专业应用的定制ASIC 不同，FPGA 具有在系统部署后可以重新编程或更新的优势。这在特定机器的开发过程中非常重要，因为产品要求经常发生变化。此外，工业设备的产品寿命通常为数十年（而不是几年），因此更新现有机器以支持新标准或满足不断变化的技术需求至关重要。

FPGA 的一个独特功能是能够在连续、时间敏感的事务中处理数据或执行某些功能。这就是为什么它们经常用于网络、电信和其他类型的延迟敏感环境，在这些环境中稳定、统一地完成某些功能至关重要。许多工业环境都有类似的需求，而FPGA 非常适合这些应用。

尽管FPGA 功能强大、灵活且用途广泛，但编写在FPGA 上运行的应用程序对于软件开发人员来说可能很困难。由于其独特的架构，许多标准开发环境和编程工具并不适合FPGA。为了解决这个问题，使用针对FPGA优化的软件工具至关重要。因此，FPGA 芯片制造商开发一些自己的工具也就不足为奇了。

例如，莱迪思半导体推出了一系列软件工具，可以设计FPGA芯片本身的独特功能，以及在这些芯片上运行的软件。直到最近，莱迪思的FPGA 重点还是莱迪思Nexus 平台上的低功耗器件。随着新的Lattice Avant平台的推出，其业务范围已扩展到中端FPGA市场。此举使该公司能够满足工业、通信基础设施、数据中心和汽车等市场的额外应用需求。新平台将成为莱迪思新FPGA产品系列的基石。与同类竞品芯片相比，Avant产品功耗降低2.5倍，性能提高2倍，物理封装尺寸缩小6倍，更适合满足工业设备日益增长的处理需求。

从软件角度来看，莱迪思的全新Avant FPGA系列可以使用Lattice Radiant和Lattice Propel工具进行芯片设计，以及Lattice Automate、mVision、sensAI、Sentry和ORAN等广泛的解决方案集合来实现工厂自动化、机器视觉、人工智能、安全和5G应用。这意味着在基于Nexus 的设计中使用过这些工具的企业和开发人员可以将他们的经验带到新的Avant 系列产品中。因此，如果一家公司已使用Lattice Nexus器件实现基于硬件的信任根或其他功能，但希望使用Avant FPGA来运行更高级的应用程序，则可以消除使用这些Lattice软件工具的体验。接缝连接。

实现工业4.0的愿景是一个长期目标，可以说还处于起步阶段。许多工业组织和设备供应商非常保守，对先进技术的采用速度缓慢，而且他们的适应速度往往比一般市场慢得多。但许多企业正在开始这一过程，寻找能够帮助他们实现运营现代化的创新解决方案。像莱迪思这样强大的FPGA 以及充分利用它们所需的基本软件工具，为推动组织向前发展提供了独特的优势。