FPGA器件野心不小，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)板上市

一直以來(lái)，F(xiàn)PGA可編程器件都主要應(yīng)用在通訊設(shè)備或工業(yè)控制等較為專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，但隨著不同行業(yè)使用需求的提升，F(xiàn)PGA器件的應(yīng)用層面不斷拓展。近期，Altera推出了一款MAX 10的低端FPGA芯片，且在此基礎(chǔ)上，駿龍科技有限公司發(fā)布了基于Altera MAX 10的“Mpression Odyssey（奧德賽）”物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件和電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，為不同應(yīng)用市場(chǎng)帶來(lái)了賦有差異化的行業(yè)解決方案。

 

業(yè)界首款多功能、低成本單芯片F(xiàn)PGA

 

Altera的MAX 10 FPGA在低成本、單芯片、瞬時(shí)上電的可編程邏輯器件中提供了先進(jìn)的處理能力，是業(yè)界第一款多功能、低成本的單芯片F(xiàn)PGA。

 

Altera 公司產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 Jay Lu介紹道：“MAX 10里面集成了非易失性特性，內(nèi)部具有兩個(gè)Flash，稱為雙鏡像配置的Flash；同時(shí)，還集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，可支持嵌入式軟核NiosII，以及嵌入式RAM和DSP。”此外，MAX 10 FPGA還支持片外的DDR3外部存儲(chǔ)器接口，集成了多種安全特性，包括可提供給客戶不同的電源供電選擇方式，傳統(tǒng)的FPGA可能只有兩路核電壓供電，但MAX 10可以選擇單電源一路的供電方式，大大簡(jiǎn)化了廠商板上電源設(shè)計(jì)。

 

據(jù)介紹，MAX 10 FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域主要針對(duì)三大市場(chǎng)：工業(yè)、通訊，以及汽車電子，例如，馬達(dá)控制、機(jī)器視覺(jué)及機(jī)器人、機(jī)器手臂控制、車載娛樂(lè)系統(tǒng)、汽車輔助駕駛及電動(dòng)汽車等應(yīng)用。而在通訊行業(yè)這一傳統(tǒng)FPGA的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域中，也可以通過(guò)MAX 10 FPGA，在I/O擴(kuò)展或者做一些接口的轉(zhuǎn)換，從而在電源管理方面發(fā)揮更大的作用。另?yè)?jù)悉，目前MAX 10 FPGA 8K和50K的樣片已經(jīng)發(fā)布，并且會(huì)在今年二三四季度陸續(xù)量產(chǎn)。

 

 

圖1 MAX 10 FPGA集成了大部分外圍器件，簡(jiǎn)化到只需要兩個(gè)芯片來(lái)組成，使得板上面積顯著縮小，總體BOM成本也明顯降低。

 

 

物聯(lián)網(wǎng)FPGA開(kāi)發(fā)板

 

FPGA器件能并行處理多個(gè)任務(wù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中越來(lái)越受到使用者的青睞。同時(shí)，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)低功耗的特殊需求，以及對(duì)無(wú)線傳輸、傳感器技術(shù)的應(yīng)用要求，基于MAX 10 FPGA器件，駿龍科技近期開(kāi)發(fā)出了一個(gè)專為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)和評(píng)估套件——“Mpression Odyssey（奧德賽）”。

 

該開(kāi)發(fā)套件由兩塊主板構(gòu)成：一塊MAX 10 FPGA板卡和一塊藍(lán)牙及傳感器板卡。MAX 10 FPGA板卡以Altera的MAX10為核心，帶有30個(gè)插針的擴(kuò)展接口、紐扣電池接口、JTAG調(diào)試接口、各種開(kāi)關(guān)/按鈕和8個(gè)LED。藍(lán)牙及傳感器板集成了一個(gè)藍(lán)牙4.0模塊、一個(gè)32位處理器、溫度/濕度傳感器、紫外線/光敏/距離傳感器和加速度傳感器。

 

另一方面，“Mpression Odyssey（奧德賽）”開(kāi)發(fā)套件還可提供多種FPGA設(shè)計(jì)和MCU代碼，用戶可以在手機(jī)應(yīng)用程序中進(jìn)行個(gè)性化的設(shè)置，從而快速體驗(yàn)MAX10和傳感器的各種特性。用戶還可以在應(yīng)用程序中改變通道的名稱和設(shè)置讀寫參數(shù)，輕松創(chuàng)建一個(gè)定制的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，而無(wú)需編寫任何代碼，用戶還可以在iOS和Andriod手機(jī)上安裝專用的應(yīng)用程序，直接通過(guò)藍(lán)牙接口讀寫數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制。

 

 

 

 

高性能電機(jī)控制方案

 

對(duì)于電機(jī)方案來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議和電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)位置、速度的精確性是重要指標(biāo)，此外，當(dāng)前的一個(gè)新的需求是對(duì)大電流的支持。

 

駿龍科技基于MAX10 FPGA推出的另一款工業(yè)解決方案是其新一代的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，系統(tǒng)通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)馬達(dá)控制的算法核心，提供了高性能、定制化和單芯片的解決方案，為馬達(dá)控制帶來(lái)革命性的質(zhì)的飛躍。使用FPGA替代傳統(tǒng)的CPU/DSP架構(gòu)實(shí)現(xiàn)算法，意味著所有的算法都將通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，這樣由于處理能力限制而在CPU中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的算法，現(xiàn)在這些都可以在MAX 10 FPGA中以輕松地實(shí)現(xiàn)。

 

特別值得一提的是，Altera的MAX 10支持EtherCAT、Powerlink、Mechatrolink等工業(yè)以太網(wǎng)接口以及Endat 2.2、BISS等編碼器接口，用戶可以該方案中實(shí)現(xiàn)靈活可定制的接口。該方案還提供可定制的調(diào)試界面，客戶可以根據(jù)自己的需求，定制自己的調(diào)試界面，實(shí)時(shí)觀測(cè)內(nèi)部信號(hào)。

 

 

圖3 基于MAX10 FPGA推出的電機(jī)控制方案