搶攻邊緣運算市場,2021年4月,FPGA大廠賽靈思(Xilinx)跨入系統單模組(System on module,SOM)市場,希望能廣泛提供更多產品選擇,可涵蓋空間與成本受限的環境,以至效能需求較高的場域,可促成更多即時運算應用的開發,當時他們推出第一款產品Kria K26 SOM,鎖定智慧城市、智慧工廠的視覺AI應用,以及基於這個元件而成的開發套件Kria KV260 Vision AI Starter Kit,是專為加速開發視覺應用而設計。
隔年5月,AMD推出Kria KR260 Robotics Starter Kit,以此作為機器人應用的開發平臺,這套入門套件採用的Kria K26 SOM模組,可透過機器人作業系統第二代(ROS 2)提供的原生支援,用於這類應用開發的標準框架、因應機器人與工業解決方案搭配而提供的預建介面,對於硬體加速的機器人應用、機器視覺,以及工業環境的通訊與控制。
除此之外,開發者可存取Kria Robotics Stack軟體堆疊,當中整合機器人程式庫與公用工具,方便運用這類硬體加速工業級機器人解決方案的開發、維護,發展商業應用。
AMD強調,透過Kria SOM與KRS、ROS 2軟體搭配,能建置低延遲、可自我調適的運算架構,若以Nvidia發展、採用單板電腦Jetson AGX Xavier而成的開發者套件為基準,AMD Kria KV260 Starter Kit的每瓦效能可超過8倍;若對照Nvidia另一套基於Jetson Nano而成的開發者套件,Kria KV260 Starter Kit具有更低的延遲,縮短存取時間的幅度達到3.5倍。
到了今年9月,先前AMD計畫推出的成本優化型SOM產品終於發表。
這款名為Kria K24 SOM的運算模組,導入先進的整合式扇出封裝(Integrated Fan-Out,InFO),能以相當於半張信用卡大小的外形,提供更具能源使用效率的效能,鎖定對於營運成本更敏感的工業與商業領域邊緣應用,K24商業級款式隨本次產品發表而開始出貨,至於工業級款式預計第四季開始供應。
而在產品生命週期的規畫上,此系列模組最長可支援到10年之久,Kria K24 SOM比照Kria K26 SOM,工業級款式與商業級款式均可供應10年,運作時間分別達到10年與5年,產品保固各為3年與2年。針對運作高可靠度的要求,工業級款式Kria SOM支援更寬廣的溫度範圍(攝氏零下40度到100度),以及錯誤修正編碼(ECC)記憶體,相對地,商業級款式Kria SOM支援攝氏0度到85度,不支援ECC記憶體的搭配。
相較於既有的Kria K26 SOM,新上市的Kria K24 SOM只需一半耗電量(2.5瓦 vs. 5.1瓦),
而且提供1個40針接頭之餘,也設置另一個能與其相容的240針接頭(Kria K26 SOM有2個240針接頭)。由於K24與K26的接頭相容,用戶若要將當中執行的應用程式搬遷至另一款,能夠更為簡便,而不需要更換整張運算板,對於系統架構師而言,也可以透過這兩種產品的搭配與選擇,從而組成耗電量、效能、大小尺寸、成本平衡的高效率系統。
除了直接搭配或使用Kria K24 SOM,AMD這次發表也推出內建這款模組的入門套件,名為KD240 Drives Starter Kit,提供可立即使用的馬達控制開發平臺,能將K24直接用於生產環境的部署。
透過這個平臺,用戶可以快速上手,能夠在更短時間之內,開發馬達控制、數位訊號處理(DSP)、機器人、視覺AI等類型的解決方案,而不需要具備FPGA程式設計的專業。
同時,在維持整體成本不增加的前提之下,藉由採用K24這類可支援正式環境使用的小型運算板,得以搭配每瓦效能更高的核心元件,從而因應效能與能源使用效率與日俱增的需求,更快設計出合適的嵌入式處理系統。
相較於市面上其他基於處理器而成的馬達控制套件,KD240提供基於FPGA而成的平臺,用戶只需花費將近400美元,就能開始進行設計。
而在軟體開發環境上,KD240支援PYNQ框架、Docker容器環境,以及作業系統Ubuntu,可運用Matlab、Simulink等設計工具,以及程式語言Python;若要在傳統的應用程式開發流程進行設計,也可以使用AMD Vitis開發平臺當中的馬達控制程式庫。
KD240推出之後,AMD也在他們維護的線上App市集Kria App Store,提供多種預先組建的馬達控制應用,可建立具有能源使用效率的工業解決方案,兼具高可靠度、容易取得、內建進階安全性等特色。
由於實際操作這個入門套件時,可能會用到其他配件,AMD本身提供選購的組合包,稱為KD240 Motor Accessory Pack(MACCP),裡面包含Anaheim Automation公司提供的無刷直流(BLDC)馬達、編碼器,可用於自定工作流程。
產品資訊
AMD Kria K24 SOM
●原廠:AMD
●建議售價:K24商業級款式為250美元,K24工業級款式為350美元
●外形尺寸:60 x 42 x 11公釐
●FPGA晶片:AMD Zynq UltraScale+ MPSoC
●中央處理器:應用處理器64位元4核心Arm Cortex-A53、即時處理器32位元雙核心Arm Cortex-R5F、繪圖處理器Arm Mali-400 MP2
●可程式化邏輯:系統邏輯單元154,350個,DSP切片為360個
●網路介面:最多4個GbE埠
●連接介面:2個USB 2.0或3.0
●耗電:2.5瓦
●延伸的開發套件:KD240 Drives Starter Kit
【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】
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