FPGA如何使工业4.0的发展变得多姿多彩？

为解决这一问题，应用程序对FPGA进行优化的软件工具尤为重要。例如，莱迪思半导体已经推出了一系列能够设计FPGA芯片本身独特功能的软件工具，并推出了在这些芯片上运行的软件。随着全新莱迪思Avant平台的推出，其业务范围已经扩展到中档FPGA市场。

工业4.0是技术领域最热门的话题之一，本质上是指将智能化、自动化和互联网计算融入制造业。这背后的想法是将云计算、物联网（IoT）和人工智能（AI）其价值与功能相结合，进而在生产和其它工业环境中完成更加智能化、可靠化、有效化的经营。

智能互联设备是工业4.0愿景的重要组成部分。在过去的几十年里，大多数常用于这种环境的设备都以非常有限的形式与外界互动。物理旋钮、仪器和其他简单的视觉系统一般是掌握设备当前状态的唯一途径。随着时间的推移，各行各业开发了一些简单的连接和监管方法，包括PLC(可编程逻辑控制器)和SCADA(监控和数据收集)，用于硬件物理连接和软件监控。

伴随着技术的发展和对这些不同设备的需求不断增加，许多工业系统现在都配备了先进的计算引擎和各种类型的现代连接标准，包括工业以太网，Wi-Fi甚至5G。另外，人们越来越重视预测性维护、机器人自动化等更先进的软件工具和应用。

因为这类设备本身不同，专业性高，所以需要能够根据其功能定制计算解决方案。现场可编程门阵列（FPGA）作为一种A3955SLB半导体芯片，它可以编程并实施几乎任何类型的计算功能，特别适用于这些苛刻的机器和应用。

FPGA可以帮助设备制造商建立计算引擎或协助处理器，这些模块或协助处理器可以根据其要求进行优化。此外，与专业定制ASIC不同，FPGA在系统部署后具有重新编程或更新的优势。这在特定设备的开发过程中非常重要，因为产品规定经常发生变化。此外，工业设备的产品寿命一般为几十年(而不是几年)，因此升级目前的设备以支持新的标准或满足不断变化的技术需求尤为重要。

FPGA的一个独特功能是它们可以处理数据或在连续和时间敏感的事务中实施一些功能。这就是为什么它们经常用于数据连接、电信和其他类型的延迟敏感环境。在这些环境中，顺利统一地完成一些功能尤为重要。许多工业环境都有类似的需求，FPGA特别适合这些应用。

尽管FPGA具有强大、灵活、全面的功能，但是对于软件开发者来说，在FPGA上写一个应用程序可能很困难。由于其独特的结构，许多标准化的开发环境和编程工具并不适合FPGA。为解决这一问题，应用程序对FPGA进行优化的软件工具尤为重要。所以FPGA芯片厂商自己开发一些工具也就不足为奇了。

例如，莱迪思半导体已经推出了一系列能够设计FPGA芯片本身独特功能的软件工具，并推出了在这些芯片上运行的软件。直到最近，莱迪思还专注于莱迪思Nexus平台的低功耗设备。随着全新莱迪思Avant平台的推出，其业务范围已经扩展到中档FPGA市场。这使得公司能够满足更多的应用要求，如工业领域、通信基础设施、数据中心和汽车。新平台将成为莱迪思FPGA新产品类型的基石。与同类竞争产品相比，它的功耗减少了6倍。

从软件的角度来看，莱迪思全新Avant FPGA系列可以使用莱迪思Radiant和莱迪思Propel工具进行芯片设计，以及莱迪思Automate、mVision、sensAI、Sentry和ORAN等众多解决方案，可以实现工厂自动化、机器视觉、AI、安全性和5G应用。也就是说，在基于Nexus的设计中使用过这些工具的企业和开发者可以将他们的经验应用到新的Avant系列中。所以，如果一个公司使用了莱迪思的Nexus设备来实现基于硬件的可靠根或其他功能，但同时希望使用Avant FPGA来实现更高级的应用，那么这些莱迪思软件工具的使用经验就可以无缝衔接。

实现工业4.0愿景是一个长期目标，可以说还处于起步阶段。许多工业组织和设备供应商非常传统，采用先进技术进展缓慢，他们的适应速度往往比普通市场慢得多。然而，显然，许多企业正在开始这个过程，希望找到一种方法来帮助他们完成现代化和创新。像莱迪思这样功能强大的FPGA，充分利用他们需要的基本软件工具，在推动组织发展的过程中带来了独特的优势。

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