Xilinx Zynq-7000 引領(lǐng)工業(yè)自動化智能化的變革
2013 工業(yè)計算機及嵌入式系統(tǒng)展(IPCE)在深圳會展中心舉行,全球領(lǐng)先的Programmable FPGA供應(yīng)商賽靈思針對工業(yè)及嵌入式應(yīng)用展示了其基于 Zynq-7000 All Programmable SoC的機器視覺和工業(yè)控制等六大系統(tǒng)級解決方案:馬達控制方案、應(yīng)用于機器視覺領(lǐng)域的以太網(wǎng)視頻傳輸協(xié)議、可靠的以太網(wǎng)方案、基于Zynq-7000 的 SoftPLC 開發(fā)平臺、ZedBoard開發(fā)板上的POWERLINK主/從方案以及ZingSoM模塊。圖1為賽靈思公司的展臺。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201610/308833.htm基于 Zynq-7000 All Programmable SoC的六大系統(tǒng)解決方案
馬達控制方案
Zynq-7000 All Programmable SoC 智能驅(qū)動平臺實現(xiàn)了高精度、低噪音、多軸馬達控制,以及運行QNX實時操作系統(tǒng)的同時實現(xiàn)以太網(wǎng)通信的處理能力,展示了一個真正的單芯片驅(qū)動系統(tǒng)。圖2為賽靈思馬達控制方案框圖。
賽靈思馬達控制方案的應(yīng)用包括電子驅(qū)動和伺服系統(tǒng)、能源與電源系統(tǒng)、高性能步進器以及多軸馬達控制。在采訪中,賽靈思全球ISM (工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療)部市場經(jīng)理林逸芳指出,“FPGA在馬達控制的優(yōu)勢可以總結(jié)為降低系統(tǒng)總成本、增加方案的靈活性,通過擴展接口延長方案應(yīng)用周期以及提升系統(tǒng)性能”。
應(yīng)用于機器視覺領(lǐng)域的以太網(wǎng)視頻傳輸協(xié)議
Zynq-7000 All Programmable SoC 可提供一款用于實現(xiàn)軟件算法和圖像處理功能的處理器平臺,能夠通過使用FPGA 門技術(shù)實時加速功能。下圖為機器視覺攝像頭方案框圖。
機器視覺的用途主要有:智能視覺系統(tǒng)、線路掃描攝像頭、瑕疵檢測和對象跟蹤、視覺引導(dǎo)機器人。賽靈思平臺的方案優(yōu)勢包括了:實時處理能力、高級攝像頭接口、低材料成本以及友好的編程環(huán)境。
采訪時,賽靈思亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理羅霖指出,“由于工業(yè)視覺中主要完成處理和檢測分析,Zynq中的可編程邏輯部分可以逐像素的處理圖像而且速度非常快,而ARM A9則可以完成控制處理。”
在展臺處,賽靈思展示了針對機器視覺應(yīng)用Zynq-7000和 Artix-7 解決方案。機器視覺應(yīng)用中的高帶寬GigEVision協(xié)議用以通過以太網(wǎng)傳輸多個視頻流,同時支持多個節(jié)點和低開銷。下圖為應(yīng)用于機器視覺領(lǐng)域的以太網(wǎng)視頻傳輸協(xié)議方案的展示圖。
可靠的以太網(wǎng)方案
在此次展會上,賽靈思的合作伙伴SoC-E展示了基于Zynq-7000可靠的、高容錯的以太網(wǎng)通信方案,該方案具有高精度的時序功能,可以應(yīng)用于能源市場,比如電力自動化和智能電網(wǎng)。其中賽靈思的Zynq-7000 All Programmable SoC 能提供靈活的I/O和邏輯塊,這足以讓用戶實現(xiàn)自己專有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該方案的框圖如下:
運用賽靈思器件的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在:靈活的互換網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、可集成定制、大量I/O和吞吐量以及支持多種傳輸協(xié)議。
基于Zynq-7000 的 SoftPLC 開發(fā)平臺
在本次展會上,賽靈思(Xilinx),德國科維軟件(KW-Software),POWERLINK,安富利(Avnet)聯(lián)合發(fā)布了基于Zynq-7000的預(yù)集成開發(fā)平臺,用以快速、精準(zhǔn)地實現(xiàn)工業(yè)自動化控制應(yīng)用。 下圖為該方案的展示。
ZedBoard開發(fā)板上的POWERLINK主/從方案
ZedBoard開發(fā)板展示了基于Zynq-7000 All programmable SoC的高性能POWERLINK Master方案。Zynq-7000平臺是主要是用于需要高性能運動控制或工業(yè)網(wǎng)絡(luò)性能的設(shè)計。另外,從EPSG上用戶也可以下載到免費的IP和參考設(shè)計,能夠獲得全面的工業(yè)控制開發(fā)平臺。
ZingSoM模塊
ZingSoM模塊是賽靈思針對OEM類型和小批量試生產(chǎn)型客戶量身定制的一款Zynq最小系統(tǒng)板,集成了Zynq AP SoC系統(tǒng)所需的常用組件,包括DDR3和Flash,以及千兆網(wǎng)卡和USB接PHY芯片。圖為ZingSoM模塊。
羅霖表示,ZingSoM模塊能支持Linux等操作系統(tǒng),實際上就是一個開源的嵌入式計算平臺,工程師可以利用這個平臺快速開發(fā)應(yīng)用,這將有助于本土工程師更快進入工業(yè)領(lǐng)域嵌入式開發(fā)。
采訪中,林逸芳總結(jié)說,“Zynq-7000的主要特點有集成度高,靈活性強,性能高效,這對于客戶來說,不但可以簡化產(chǎn)品設(shè)計的周期及復(fù)雜度,同時也便于客戶產(chǎn)品的個性化,更有利于生產(chǎn)差異化,另外,賽靈思的技術(shù)支持力度非常大,對于客戶產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)等都可以比較及時的支持”。
羅霖補充道,“工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品定制化的特點明顯,很多ASIC器件完成不了,而這正是FPGA可以發(fā)揮的地方。以前產(chǎn)品設(shè)計會在采用FPGA+MCU或DSP的架構(gòu),現(xiàn)在采用Zynq,很多方案就可以可以省去MCU或DSP,性能提升了,成本也下降了。”
工業(yè)進入自動化的大潮以至,Zynq-7000憑借其硬件、設(shè)計工具、IP核和參考設(shè)計,必然加速工業(yè)嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進程,引領(lǐng)工業(yè)自動化智能化的大變革。
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