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

一直以來(lái)，FPGA可編程器件都主要應用在通訊設備或工業(yè)控制等較為專(zhuān)業(yè)的應用領(lǐng)域，但隨著(zhù)不同行業(yè)使用需求的提升，FPGA器件的應用層面不斷拓展。近期，Altera推出了一款MAX 10的低端FPGA芯片，且在此基礎上，駿龍科技有限公司發(fā)布了基于A(yíng)ltera MAX 10的“Mpression Odyssey（奧德賽）”物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件和電機驅動(dòng)方案，為不同應用市場(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FPGA

 

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FPGA。

 

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，內部具有兩個(gè)Flash，稱(chēng)為雙鏡像配置的Flash；同時(shí)，還集成了模數轉換模塊，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外部存儲器接口，集成了多種安全特性，包括可提供給客戶(hù)不同的電源供電選擇方式，傳統的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(chǎng)商板上電源設計。

 

據介紹，MAX 10 FPGA的應用領(lǐng)域主要針對三大市場(chǎng)：工業(yè)、通訊，以及汽車(chē)電子，例如，馬達控制、機器視覺(jué)及機器人、機器手臂控制、車(chē)載娛樂(lè )系統、汽車(chē)輔助駕駛及電動(dòng)汽車(chē)等應用。而在通訊行業(yè)這一傳統FPGA的重點(diǎn)應用領(lǐng)域中，也可以通過(guò)MAX 10 FPGA，在I/O擴展或者做一些接口的轉換，從而在電源管理方面發(fā)揮更大的作用。另?yè)?，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(zhù)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)性強的性能優(yōu)勢在物聯(lián)網(wǎng)建設中越來(lái)越受到使用者的青睞。同時(shí)，針對物聯(lián)網(wǎng)應用對低功耗的特殊需求，以及對無(wú)線(xiàn)傳輸、傳感器技術(shù)的應用要求，基于MAX 10 FPGA器件，駿龍科技近期開(kāi)發(fā)出了一個(gè)專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)應用設計的開(kāi)發(fā)和評估套件——“Mpression Odyssey（奧德賽）”。

 

該開(kāi)發(fā)套件由兩塊主板構成：一塊MAX 10 FPGA板卡和一塊藍牙及傳感器板卡。MAX 10 FPGA板卡以Altera的MAX10為核心，帶有30個(gè)插針的擴展接口、紐扣電池接口、JTAG調試接口、各種開(kāi)關(guān)/按鈕和8個(gè)LED。藍牙及傳感器板集成了一個(gè)藍牙4.0模塊、一個(gè)32位處理器、溫度/濕度傳感器、紫外線(xiàn)/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設計和MCU代碼，用戶(hù)可以在手機應用程序中進(jìn)行個(gè)性化的設置，從而快速體驗MAX10和傳感器的各種特性。用戶(hù)還可以在應用程序中改變通道的名稱(chēng)和設置讀寫(xiě)參數，輕松創(chuàng )建一個(gè)定制的物聯(lián)網(wǎng)應用程序，而無(wú)需編寫(xiě)任何代碼，用戶(hù)還可以在iOS和Andriod手機上安裝專(zhuān)用的應用程序，直接通過(guò)藍牙接口讀寫(xiě)數據、分析數據和遠程控制。

 

 

 

 

高性能電機控制方案

 

對于電機方案來(lái)講，網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議和電機運轉位置、速度的精確性是重要指標，此外，當前的一個(gè)新的需求是對大電流的支持。

 

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驅動(dòng)方案，系統通過(guò)FPGA實(shí)現馬達控制的算法核心，提供了高性能、定制化和單芯片的解決方案，為馬達控制帶來(lái)革命性的質(zhì)的飛躍。使用FPGA替代傳統的CPU/DSP架構實(shí)現算法，意味著(zhù)所有的算法都將通過(guò)硬件實(shí)現，這樣由于處理能力限制而在CPU中無(wú)法實(shí)現的算法，現在這些都可以在MAX 10 FPGA中以輕松地實(shí)現。

 

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(hù)可以該方案中實(shí)現靈活可定制的接口。該方案還提供可定制的調試界面，客戶(hù)可以根據自己的需求，定制自己的調試界面，實(shí)時(shí)觀(guān)測內部信號。

 

 

圖3 基于MAX10 FPGA推出的電機控制方案