技術領域最熱門的話題之一就是工業4.0，它本質上是指將數字化、自動化和互連計算智能融入制造業。這背后的思路就是將云計算、物聯網（IoT）和人工智能（AI）的價值與功能相融合，從而在制造也和其他工業環境中實現更智能、更可靠、更高效的運營。 工業4.0愿景的一個重要部分是創造智能互聯機器。幾十年來，在這類的環境中使用的大部分設備與外界交互的方式非常有限。物理旋鈕、儀表和其他簡單的視覺機制通常是了解設備當前狀態的唯一手段。隨著時間的推移，各個行業開發了一些簡單的連接和監控形式，包括PLC（可編程邏輯控制器）和SCADA（監控和數據采集），分別用于這些機器的硬件物理連接和軟件監控。 隨著技術的發展以及對這些不同設備的需求不斷增長，許多工業系統現在集成了先進的計算引擎和多種類型的現代連接標準，包括工業以太網、Wi-Fi甚至5G。此外，人們越來越關注更加先進的軟件工具和應用，例如預測性維護、機器人自動化等等。 由于這些設備本身各不相同，專業化程度高，因此需要可以針對其功能進行定制的計算解決方案。現場可編程門陣列（FPGA）作為一種半導體芯片，可以編程從而執行幾乎任何類型的計算功能，非常適合這些要求苛刻的設備和應用。 FPGA能幫助設備制造商創建計算引擎或協處理器，這些引擎或協處理器可以專門針對其需求進行優化。而且，和專業應用的定制ASIC不同，FPGA擁有在系統部署后重新編程或更新的優勢。這在特定機器的開發過程中非常重要，因為產品要求經常會發生變化。此外，工業設備的產品壽命通常有幾十年（而不是幾年），因此更新現有機器以支持新標準或滿足不斷變化的技術需求至關重要。 FPGA的一個獨特功能就是它們能夠在連續的、時間敏感的事務中處理數據或執行某些功能。這就是為什么它們經常用于網絡連接、電信和其他類型的延遲敏感環境中，在這些環境中，穩定、統一地完成某些功能至關重要。許多工業環境都有類似類型的需求，FPGA非常適合這些應用。 盡管FPGA性能強大、靈活且功能全面，但對于軟件開發人員來說，編寫FPGA上運行的應用可能比較困難。由于其獨特的架構，許多標準開發環境和編程工具并不適用于FPGA。為了解決這個問題，使用針對FPGA進行優化的軟件工具至關重要。所以FPGA芯片廠商自己開發一些工具也就不足為奇了。 例如，萊迪思半導體已經推出一系列軟件工具，可以設計FPGA芯片本身的獨特功能，還推出了在這些芯片上運行的軟件。直到最近，萊迪思還FPGA的重心還集中在萊迪思Nexus平臺的低功耗器件上。隨著全新萊迪思Avant平臺的推出，其業務范圍擴展到中端FPGA市場。此舉使公司能夠滿足工業領域、通信基礎設施、數據中心和汽車等市場的更多應用需求。新平臺將成為萊迪思FPGA新產品系列的基石。與同類競品芯片相比，Avant產品功耗降低2.5倍、性能高2倍、物理封裝尺寸小6倍，更適合滿足工業設備不斷增長的處理需求。 從軟件角度來看，萊迪思全新Avant FPGA系列可以使用萊迪思Radiant和萊迪思Propel工具進行芯片設計，以及萊迪思Automate、mVision、sensAI、Sentry和ORAN等眾多解決方案集合來實現工廠自動化、機器視覺、AI、安全和5G應用。這意味著在基于Nexus的設計中使用過這些工具的企業和開發人員可以將他們的經驗用于新的Avant系列。因此，如果一家公司使用過萊迪思的Nexus器件來實現基于硬件的可信根或其他功能，但同時希望使用Avant FPGA來運行更高級的應用，那么這些萊迪思軟件工具的使用經驗可以無縫銜接。 實現工業4.0愿景是一個長期目標，可以說現在仍處于起步階段。許多工業組織和設備供應商非常保守，采用先進技術方面進展緩慢，他們的應變速度也往往比一般市場慢得多。但很明顯很多企業都在啟動這一過程，希望尋找可以幫助他們實現運營現代化的創新解決方案。像萊迪思這樣的功能強大的FPGA，以及充分利用它們所需的基本軟件工具，在推動組織向前發展的過程中提供了得天獨厚的優勢。 |
