如何利用xilinx全可编程器件解决工业应用中的各种挑战

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1、白皮书：赛灵思器件用于工业自动化的先进解决方案2可编程的系统集成3WP410(v2.0)2012年10月25日增强系统性能3降低材料清单成本(BOM)3降低总体功耗3如何利用Xilinx全可编程器件解决提高设计生产力4工业应用中的各种挑战赛灵思的优势4工业联网4作者：赛灵思公司工业马达控制6机器视觉8视频监控9对更高生产力、降低总拥有成本和提高工业系统安功能安全：IEEE6150810全性的无止境需求,是推动工厂车间自动化的发展用Spartan-6FGPA着手设计11动力。为满足这些需求，工业应用要求更高的计算AvnetSpartan-6FPGA马

2、达控制开发套件11性能、可重配置的能力、更高的数据宽度和更高的AvnetSpartan-6FPGA工业以太网套件11系统级集成度。工业应用现在正在逼近传统逻辑器AvnetSpartan-6FPGA工业视频处理套件12面向未来工厂生态系统推出28nm器件12件能提供的功能的极限。本白皮书将剖析设计人员用于工厂车间的敏捷混合信号12所面对的趋势与挑战，以及基于赛灵思器件的解决替换模拟“管理”分立器件12方案如何满足其严苛的设计目标。电阻传感：人机界面器件12高可用性系统13工业过程控制13用于工业应用的赛灵思FPGA器件系列13总结13修订历史14免责

3、声明14©2011至2015年赛灵思公司版权所有。Xilinx、赛灵思标识、Artix、ISE、Kintex、Spartan、Virtex、Vivado、Zynq及本文提到的其它指定品牌均为赛灵思在美国及其它国家的商标。AMBA、AMBADesigner、ARM、ARM1176JZ-S、CoreSight、Cortex以及PrimeCell均为ARM在欧盟及其它国家的商标。所有其他商标均为其各自所有者的财产。WP410(v2.0)2012年10月25日china.xilinx.com1如何利用Xilinx全可编程器件解决工业应用中的各种挑战用于工业

4、自动化的先进解决方案从视频监控到制造自动化的广泛的工业应用领域，有几个共同的发展趋势驱动着工业应用对于工业优化型半导体器件的需求。首先，是从点对点数据传输到基于网络通信的转变。在视频监控领域，这个发展趋势可以让集成商为最终用户构建更大、可扩展、可升级和性价比更高的系统。它还为能连接到网络的任何设备（例如智能电话和平板电脑）开启了视频流访问功能，用于远程监测和控制。工厂自动化和控制系统受益于联网通信与控制提供的可扩展性，比如能方便地添加和升级使用标准协议连接的设备。第二大趋势，是朝向应用处理系统的微型化。工业监控摄像头正开始在摄像头内部整合精密的分析

5、和视频处理功能，而不是把视频流发送到中央服务器（CPU）进行处理。许多工厂设备供应商已经意识到，通过整合精密的马达控制算法，他们就能使用低成本马达来完成大型高成本马达的工作，同时降低功耗，提高可靠性和安全性。但是这些控制系统占用的空间可能超出了马达的可用空间，因此对系统微型化的需求势在必行。工业应用领域的第三大趋势是越来越重视低功耗电子产品。这主要是微型化需求的结果。因为当高性能电子产品缩小到紧凑的密封盒子内后，无法迅速散热。随着盒子内的热量积聚，系统的性能会下降，过多的热量最终会导致系统中的组件出现可靠性问题。在某些情况下，比如在使用以太网供电(

6、PoE)的监控摄像头中，必须遵从严格的功耗预算。这些重大趋势，带来了行业渴望用高性能、以太网就绪型低功耗半导体器件控制下一代工业机器设备的强烈需求。赛灵思基于先进的28nm和45nm工艺技术已经开发出一整套工业优化型逻辑器件，专门用于满足工业系统的独特需求。赛灵思FPGA提供从EthernetPowerlink到USB的标准连接选项，同时使用户能够为定制算法提供硬件加速性能。赛灵思器件种类繁多，包含低成本、低功耗类型，也包括大容量、高性能类型，可以为各种复杂程度设计提供支持。表1汇总了赛灵思多种工业用FPGA器件以及他们对应的重点应用。WP410(

7、v2.0)2012年10月25日china.xilinx.com2如何利用Xilinx全可编程器件解决工业应用中的各种挑战表1：各种赛灵思产品的特性器件系列工艺节点示例工业应用®Spartan-645mm工业联网、马达控制、数据获取界面Artix™-728mm系统管理、I/O模块Kintex™-728mm图像和视频处理、机器视觉、高带宽数据传输Zynq™-700028mm视频监控、机器视觉、马达控制、工业驱动平台赛灵思了解目前市场存在的种种挑战，凭借下列五大优势为客户提供价值。可编程的系统集成®Zynq-7000AllProgrammableSoC

8、(APSoC)中的嵌入式ARMCortex™A9处理器远超摩尔定律，提供了全新的可编程系统集成度。模块化内核可重复用于不同