電機控制系統(tǒng)無處不在，據統(tǒng)計電機控制消耗了全球工業(yè)能源總用量的70%。隨著電機系統(tǒng)變得更加精密復雜，提供各種速度能力，并且越來越多采用新材料設計，包括碳化硅和氮化鎵來提升效率與性能，同時還能夠降低能耗。新的現(xiàn)代電機需要先進的電機驅動系統(tǒng)來控制這些電機，這樣才能使其扭矩、速度以及應變速達到最大，同時還能使能耗降到最低。電機驅動系統(tǒng)主要是有三個要素，第一是驅動器，第二是供電部分，第三是電機本身。因此專家也表示，提高電機的效率將對全球用電量產生顯著的積極影響。提高這些應用的效率夠使能耗降低15%到40%。所以，如果能夠提升這些復雜電機的控制系統(tǒng)以及控制這些電機的電度的話，對于全球用電量會產生非常大的影響。

AMD近日推出 AMD Kria K24 系統(tǒng)模塊（ SOM ）和 KD240 驅動器入門套件，這是 Kria 自適應 SOM 及開發(fā)者套件產品組合的最新產品。AMD Kria K24 SOM 能以小尺寸提供高能效計算，面向成本敏感型工業(yè)和商業(yè)邊緣應用。先進的集成扇出（ Integrated Fan-Out，InFO ）封裝令 K24 尺寸僅為信用卡一半大小，與此同時，功耗也是連接器相兼容的更大尺寸 Kria K26 SOM 的一半。 用戶通過這個產品可以降低能源消耗、能夠增加扭矩和其它的性能特點，同時還能進行預測性維護和OTA、降低噪音和震動，以及提升電機的生命周期。Kria SOM有一個優(yōu)勢，那就是不需要FPGA方面的專業(yè)知識，和之前的Kria SOM產品一樣，新推出的Kria K24 SOM也支持新用戶使用非自適應計算的工具，比如Python和MATLAB Simulink這些開發(fā)流程。

K24 SOM 提供了高水平確定性和低時延，適合為邊緣端計算密集型數字信號處理（ DSP ）應用中使用的電氣傳動和電機控制器供電。主要應用包括電機系統(tǒng)、工廠自動化機器人、發(fā)電、電梯與列車等公共交通、手術機器人和磁共振成像（ MRI ）床體等醫(yī)療設備以及電動汽車充電站。結合 KD240 驅動器入門套件這款開箱即用的、基于電機控制的開發(fā)平臺使用時，產品便可提供利用 K24 SOM 進行量產部署的無縫路徑。用戶可以快速啟動并運行，從而加快電機控制和 DSP 應用上市進程，而無需具備 FPGA 編程專業(yè)知識。

K24 SOM作為K26 SOM的補充和延伸，兩者基于同樣的Zynq UltraScale+ MPSoC架構，都是A53 四核以及雙R5F處理器，都帶有非常出色的外設。兩者之間的不同點之處在于，K24 SOM堪稱K26 SOM的可擴展版，對于關注尺寸、功耗、成本等方面的設計，K24 SOM是更為理想的選擇。K24 SOM支持最新版本 22.04 Ubuntu OS，I/O數量要比K26 SOM少，LPDDR的數量是K26 SOM的一半。工業(yè)級的K24 SOM的2GB的LPDDR4由ECC支持。K24 SOM可以在電路板上做很多人工智能方面的操作，能夠支持人工智能（AI）推理深度神經網絡處理單元，它也可以應用于很多場景，創(chuàng)造更多的數據集，可以用人工智能推理來應用于這些數據集，無論是在本地還是云端。在工業(yè)物聯(lián)網的工業(yè)4.0時代，電機控制系統(tǒng)的職能不僅是控制電機這么簡單，在工業(yè)物聯(lián)網上面也有很多的功能是K24 SOM都支持的。

K24 SOM使用的Zynq UltraScale+自適應SoC是專門為K24 SOM設計的。它能夠實現(xiàn)混合關鍵性，就是一些用戶功能能夠給予實時優(yōu)先級，通過這個功能非常簡單地控制不同任務之間的優(yōu)先級。這個產品也可以通過使用MPSoC來確保功能安全性，提升網絡安全，甚至還有一個內置HMI?？删幊痰?/span>I/O結構可以與任何傳感器進行連接，包括環(huán)境、方向、視覺和其它傳感器。另外，K24 SOM還能夠支持工業(yè)互聯(lián)網從 EtherCAT到TSN。K24 SOM能夠支持在業(yè)界比較普遍的40多種工業(yè)互聯(lián)網標準。K24 SOM是一個基于ARM處理系統(tǒng)的可編程邏輯器件，所以它也有很多特定性能。K24 SOM的尺寸只有信用卡的一半，通過采用InFo封裝技術（全球只有兩家公司能夠獲得這樣的技術），實現(xiàn)了更小型封裝 MPSoC 器件，帶來更為緊湊的 Kria SOM。

FPGA這樣的自適應技術比嵌入式計算當中的其它架構更加有優(yōu)勢，相比于DSP，它可以完全實現(xiàn)并行并具有四大性能方面的優(yōu)勢。第一，因為它是完全并行的，所以使用FPGA的硬件就能夠帶來時延方面的優(yōu)勢。因為只需要一個時鐘周期而不是兩百個時鐘周期。第二個是在功耗方面的優(yōu)勢。如果是要以最快方式取得結果，用傳統(tǒng)的方式，這個時鐘在跑起來的時候需要幾百個甚至是GHz級的速度。但是FPGA的速度可以更慢也可以節(jié)約用電，只要200 MHz就可以了。第三個優(yōu)勢是靈活應變性，使得開發(fā)人員可以在功耗、時間以及時鐘速度方面進行取舍，也就是可以實現(xiàn)時分復用，例如，您不需要在一個時鐘周期內完全200次操作，你只要在四個時鐘周期內進行200次操作，可以根據具體任務進行調整。最后一個優(yōu)勢是獨立性。現(xiàn)在如果是多訪問的電機控制應用，可以用FPGA的硬件來控制回路，而不是通過一個電路來控制多個電機，這樣會稀釋性能。

K24 SOM 具備定制打造的 Zynq UltraScale+ MPSoC 器件，配套的 KD240 入門套件是一款價格低于 400 美元的、基于FPGA 的電機控制套件。與其它基于處理器的控制套件相比，KD240 支持開發(fā)人員在設計周期中更為成熟的節(jié)點入手，使入門級開發(fā)人員能夠輕松使用。

K24 SOM 滿足用于工業(yè)環(huán)境的資格，其所支持的設計流程比此前任何一代產品都要多。其中包括 Matlab Simulink 等常見的設計工具與 Python 等語言，以及其對 PYNQ 框架廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持。此外，它還支持 Ubuntu 和 Docker。軟件開發(fā)人員也可在使用 AMD Vitis? 電機控制庫的同時，保持對傳統(tǒng)開發(fā)流程的支持。

隨著 Kria K26 SOM 的發(fā)布，AMD 推出了首個面向邊緣應用的應用商店（ App Store ）。通過推出 KD240 入門套件，AMD 現(xiàn)在率先提供預構建的電機控制應用，使用戶能夠創(chuàng)建可靠、可用且具有高級安全功能的高能效工業(yè)解決方案。