|
作者：萊迪思半導體 作為萊迪思(Lattice)半導體面向智能工業(yè)系統推出的解決方案集合，Lattice Automate解決方案集合由模塊化硬件平臺、IP內核、易于使用的軟件設計工具、參考設計和演示、以及定制設計服務(wù)構成，核心目標是為工業(yè)自動(dòng)化系統的設計人員提供評估、開(kāi)發(fā)和部署基于FPGA的可編程工業(yè)自動(dòng)化應用所需的各種工具，加速工廠(chǎng)自動(dòng)化進(jìn)程。 在最新的Automate V3.0版本中，支持OPC-UA(開(kāi)放平臺通信統一架構)和TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò ))成為了最大看點(diǎn)。顯而易見(jiàn)，這一舉措背后的巨大推動(dòng)力來(lái)自工業(yè)4.0。 
“工業(yè)4.0”是針對傳統制造和工業(yè)實(shí)踐大規模自動(dòng)化、智能技術(shù)、廣泛的機器對機器通信(M2M)，以及機器學(xué)習(ML)帶來(lái)的重大變革力量。與使用數字信息做出更好決策的“工業(yè)3.0”相比，“工業(yè)4.0”時(shí)代能夠使用相同甚至更多的信息來(lái)優(yōu)化事物，基本上無(wú)需人工干預。 作為一種機器對機器的通信協(xié)議，OPC-UA是一種獨立于平臺、面向服務(wù)的架構，它將OPC規范集成到框架中，可以簡(jiǎn)化互連，從而優(yōu)化集成，自動(dòng)化系統和軟件應用，同時(shí)保障安全性。借助OPC-UA，用戶(hù)可以輕松連接云端或網(wǎng)絡(luò )邊緣的遠程設備，實(shí)現診斷、監控、報告和其他服務(wù)。 此外，結合TSN出色的實(shí)時(shí)功能，OPC-UA成為不斷發(fā)展的制造行業(yè)的關(guān)鍵解決方案。具體來(lái)說(shuō)，在傳感器和執行器層面將OPC-UA與TSN疊加時(shí)，就能實(shí)現持續的數據流監控，而無(wú)需分散操作或降低安全性。 雖然OPC-UA通常僅在某些設備支持使用，并且只能共享一小部分可用數據，但目前的一個(gè)趨勢是為OPC-UA over TSN創(chuàng )建開(kāi)源堆棧，尤其是Amazon的FreeRTOS，從而簡(jiǎn)化和加速高效、智能和安全的現場(chǎng)設備的開(kāi)發(fā)。 相比其他類(lèi)型的處理器，FPGA是一種可以通過(guò)編程來(lái)執行幾乎任何類(lèi)型計算功能的半導體芯片，這與制造業(yè)的特性不謀而合。眾所周知，制造業(yè)中的工業(yè)設備壽命通常為幾十年，面對不斷變化的新標準和技術(shù)需求，簡(jiǎn)單更換設備產(chǎn)品的做法是不切實(shí)際的，必須要讓現有機器具備靈活的更新與升級能力。此外，考慮到產(chǎn)品要求經(jīng)常發(fā)生變化，以及工業(yè)4.0帶來(lái)的海量數據需求增長(cháng)，FPGA能夠以一致、時(shí)間敏感的方式處理數據或執行某些功能的特性，將幫助設備制造商獲得額外優(yōu)勢。 為此，Automate V3.0在此前支持Certus-NX馬達控制開(kāi)發(fā)板和基于MachXO3D的硬件安全開(kāi)發(fā)板的基礎上，新增了支持FreeRTOS的CertusPro-NX FPGA控制開(kāi)發(fā)板。與競品相比，CertusPro-NX最大的特點(diǎn)在于它專(zhuān)為網(wǎng)絡(luò )邊緣處理進(jìn)行了優(yōu)化，不僅擁有行業(yè)領(lǐng)先的能耗效率和可靠性，還在超小的封裝尺寸中提供了行業(yè)最佳的系統帶寬，且是同類(lèi)產(chǎn)品中唯一支持LPDDR4外部存儲器的FPGA產(chǎn)品。 得益于此，Automate 3.0支持的主系統性能得到了大幅提升，運行頻率達到了100MHz，對Propel總線(xiàn)基礎設施的支持也升級到了AXI4，并同時(shí)消除了OPC-UA Pub/Sub對Raspberry Pi的需求，現在該協(xié)議可以直接在CertusPro NX上運行。 盡管FPGA性能強大、靈活且功能全面，但對于軟件開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，由于其獨特的架構，許多標準開(kāi)發(fā)環(huán)境和編程工具并不適用于FPGA，編寫(xiě)FPGA上運行的應用可能比較困難。為了解決這個(gè)問(wèn)題，使用針對FPGA進(jìn)行優(yōu)化的軟件工具至關(guān)重要。 因此，Automate V3.0還更新了IP庫，新增RISC-V® freeRTOS(實(shí)時(shí)操作系統)、UPD硬件加速和PCIe®DMA支持，并拓展了設計工具和參考設計，包括freeRTOS軟件集合、單線(xiàn)聚合、云通信和freeRTOS OPC-UA，幫助工業(yè)自動(dòng)化系統設計人員評估、開(kāi)發(fā)和部署最佳應用。 實(shí)際上值得注意的是，萊迪思Automate解決方案集合并不局限于傳統的工廠(chǎng)應用，它還廣泛適用于各種部署環(huán)境和任務(wù)，包括倉庫自動(dòng)化和智能建筑監測、管理和控制，以解決相關(guān)應用領(lǐng)域對低功耗、低延遲、精確可預測性、高穩定性、接口靈活等關(guān)鍵特性的需求。 |
