Achronix：FPGA如何玩转工业物联网？

2019-05-02 04:50

随着互联网红利逐渐消失，物联网在整体科技发展潮流中顺势而行，成为被普遍看好的新一代产业发展方向。

其中，物联网在工业中的应用被称为工业物联网，工业物联网将具有感知、监控能力的各类采集或控制传感或控制器以及泛在技术、移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。工业物联网本质上是扩展到云的机器对机器（M2M）的支持。

目前，工业物联网仍处于早期发展阶段，但是由于其广阔的应用前景和巨大的收益潜力，许多公司和组织都已经在工业物联网方面进行了大量投入。

Achronix半导体公司就是其中的一员，Achronix半导体公司高级产品营销经理Alok Sanghavi就工业物联网相关话题接受了与非网的采访。Achronix认为工业物联网（IIoT）是全球经济的新动力。工业物联网不仅意味着在机器、工具、自动化系统、控制系统之间，甚至还包括在本地数据中心或云中运行的ERP系统等运行支持系统之间的通信连接。同时，工业物联网在诸如智能工厂、能源生产和管理、商业和楼宇自动化、智能物流和资产跟踪、过程自动化和智能农业等应用领域，为其添加和重新分配了其中的智能。所以，连接和智能是工业物联网同时包含的两个特性。

这些工业物联网市场有一些共同特征。首先是，这些领域的许多标准和协议尚未确定；其次，人工智能或边缘计算等新技术在这些领域中仍处于早期采用阶段；第三，与工业物联网相伴而来的新人工智能或边缘计算都需要先进的硬件加速。

Alok向与非网记者介绍道，Achronix认为借助其可编程性和灵活性，各种FPGA产品将在工业物联网推动的新经济中发挥关键作用。计算能力也尤为重要，被应用于ASIC或SoC中的嵌入式FPGA（eFPGA）的特殊设计等资源将为系统增加超级硬件加速，如Achronix Speedcore Gen 4嵌入式FPGA半导体知识产权（eFPGA IP）中的机器学习处理器（MLP）等特殊设计。

因此，Achronix的战略是独家为客户提供全新的、最完整的FPGA产品组合，包括独立的FPGA芯片、基于FPGA片芯晶粒的SiP芯片制造服务以及嵌入式FPGA半导体知识产权（eFPGA IP），以帮助客户或其合作伙伴在不显著改变其算法和开发环境的情况下，顺利升级其芯片的效率和能力。

Alok继续说道，对于工业物联网（IIoT），连接和计算就像是同一枚硬币的两面。在包括无线和有线解决方案在内的连接技术的支持下，边缘计算和云计算将成为工业物联网应用的重要技术。Achronix的高性能和高密度FPGA芯片、基于FPGA晶粒的SiP封装芯片和eFPGA IP为工业物联网的两个领域都提供了强有力的支持。

在通信和连接领域，有许多新的标准和通信协议不断涌现，如5G正在进入工厂车间。因此，需要在包括新兴协议、传统协议和私有协议在内的不同协议和标准之间传输和转换连续的传感器数据。FPGA在这方面具有历史优势。随着新的通信协议的涌现，FPGA芯片和带有eFPGA IP的SoC ／ ASIC将继续服务于这些市场。

在另一个领域，边缘计算和相关的人工智能技术越来越多地被部署在不同的网络中。如工厂中人工智能的应用范围已从基于机器视觉的零件品质检测扩展到传感器融合和预测性维修……这些技术的更广泛应用给传统的ASIC方法带来了新的挑战；而且工业物联网中的边缘智能需要硬件加速，以实现低延迟数据处理。

因此，新的器件需要具有可重新编程能力，以应对标准或协议的演进，以及／或用于人工智能和其他嵌入式智能的新算法。它们要求在为智能工厂和许多其他应用而设计的SoC中，必须引入新的架构性创新，芯片设计人员应该关注具有第二层级加速功能的嵌入式FPGA（eFPGA）IP产品，如在Achronix的Speedcore Gen 4 eFPGA IP中的机器学习处理器（MLP），它可将人工智能／机器学习等相关处理的性能提升300％。

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