Catálogo de soluções industriais da Altera
Baixe o novo catálogo de soluções industriais all-in-one para Altera® FPGAs para aprender como desenvolver sistemas de forma mais rápida e eficiente.
Inove da borda à nuvem em automação industrial com Altera® FPGAs
Com FPGAs Altera, as indústrias são habilitadas para desenvolver projetos seguros, confiáveis e otimizados.
Resolvendo desafios do setor com FPGAs de Altera®
Altera oferece soluções que permitem inovação da borda à nuvem em automação industrial. Com nossos FPGAs, as indústrias podem desenvolver projetos seguros, confiáveis e otimizados. Oferecemos uma ampla gama de dispositivos, ferramentas, IPs, soluções de referência etc., FPGAs núcleos e Arm integrados, que atendem a diversos casos de uso de aplicações, incluindo inteligência artificial, computação de borda e robótica.
Energia inteligente
O uso de FPGAs em aplicativos de energia inteligente traz benefícios como desempenho melhorado, flexibilidade, processamento em tempo real, eficiência energética, recursos de integração, escalabilidade e segurança aprimorada. Essas vantagens contribuem para o desenvolvimento de sistemas de energia eficientes, confiáveis e inteligentes que podem suportar geração, distribuição e consumo de energia sustentáveis e otimizados.
À medida que os veículos de transporte são eletrificados, as atenções vão desde o consumo de combustível até o consumo de energia elétrica e a eficiência e o custo dos conversores de energia. A tecnologia DC Fast Charging (DCFC) é usada em estações de carregamento EV de nível 3 onde o carregamento acontece totalmente dentro da estação, e usa energia CC, permitindo que os usuários carreguem um EV em apenas 30 minutos completamente.
FPGAs são únicas em permitir o controle digital personalizado em frequências muito altas. Elas são benéficas para reduzir o tamanho e o custo dos componentes passivos e minimizar a perda de energia na conversão de energia ca/CC.
FPGAs também suportam o gerenciamento de bateria. Ao contrário do carregamento com energia CA, a CC corre o risco de sobrecarga de baterias EV, que pode contribuir para sua decadente ou perda de alcance ao longo do tempo. FPGAs suportar baterias e BMS fornecendo a computação necessária para distribuir de forma uniforme as cargas entre as células, eliminando a ameaça de queda e proporcionando maior longevidade à bateria.
Leia o eBook de carregamento de veículos elétricos (EV) ›
Assista ao vídeo sobre soluções de carregamento de EV da Intel e da Imagen Energy ›
Veja o exemplo de projeto do Conversor CA/DC bidirecional boost de três fases ›
Produzir sistemas solares ou fotovoltaicos (PV) confiáveis, mais eficientes e menos caros é importante para tornar a energia solar mais competitiva. Isso representa desafios para projetar a arquitetura de inversor solar para atender às seguintes demandas:
- Confiabilidade e longa vida útil para fornecer fontes de energia renovável distribuídas com geração central de energia para as crescentes necessidades de energia.
- Maior eficiência e menores custos unitários usando algoritmos de controle avançados e topologias de potência, como transistor bipolar de porta isolado de 3 níveis (IGBT) e SiC-FETs de bandgap amplo.
- Conformidade com o código de rede local, que inclui monitoramento e controle da qualidade da energia.
No passado, arquiteturas de inversores de PV tradicionais consistiam em um DSP para rastreamento máximo de pontos de energia (MPPT) e controle DC-DC, um FPGA para o controle dc-AC, e talvez uma MCU separada para lidar com as comunicações do sistema. Esses três componentes do sistema separados podem ser agregados em uma Altera FPGA integrando o loop de controle de DSP, DC-DC e conversão DC-AC e comunicações, tudo em um único dispositivo.
A distribuição de energia elétrica e o gerenciamento de redes de energia estão passando por transformação e tornaram-se o foco de novas abordagens tecnológicas por várias razões:
Equipamentos antigos.
Os recursos de energia distribuídos (DER) contribuem para a instabilidade da rede, por exemplo, devido ao crescente número de painéis solares alimentando eletricidade de volta à rede e carregando veículos elétricos em suas garagems.
Conformidade com o código de rede local, que inclui monitoramento e controle da qualidade da energia.
Utilitários em busca de confiabilidade, redução de Capex/Opex e economia de custos imobiliários.
Padronização de equipamentos por utilitários, para evitar a dependência do fornecedor.
Altera FPGAs são ideais para uma rede de energia recém-transformada. Eles satisfazem os requisitos de comutação real em uma rede redundante. Nossos FPGAs atendem aos requisitos de desempenho de tráfego Ethernet Gbps com redundância HSR/PRP e padrões HSR/PRP em evolução.
Veja o exemplo de projeto do FRS (Flexibilis Redundant Switch) ›
Primeiros passos
Conversor CA/DC bidirecional de boost de três fases
Este exemplo de projeto demonstra a implementação de um conversor CA/DC bidirecional de três fases boost para carregamento de EV. Os Kits de desenvolvimento de MAX® SoC MAX® 10 e Cyclone® V FPGA são os dispositivos alvo para este projeto de referência.
Conversor MAX® 10 DC-DC
O exemplo de projeto demonstra um controlador digital que pode controlar um Conversor DC-DC híbrido com controle de tensão variável (VVC). O projeto usa o DSP Builder para FPGAs (Advanced Blockset) para simular e sintetizar o controle de VHDL. O projeto tem como objetivo a MAX 10 FPGA Placa de desenvolvimento.
FRS (Comutador redundante Flexibilis)
FRS é um núcleo IP que oferece funcionalidade HSR/PRP, que suporta comutador de camada 2 de 3 a 8 portas em velocidade tripla (1 Mbps / 10 Mbps / 1 Gbps). Você pode acessar o kit de avaliação, o manual do usuário e os projetos de referência da TTTech.
Relatório técnico
Robótica
FPGAs trazem benefícios para aplicações robóticas, como baixa latência, segurança funcional, computação determinística, conectividade e muito mais. Eles suportam robôs estáticos e móveis, como AMRs, AGVs, e braço robótico de 6 eixos. Fornecemos várias soluções de robótica.
Os robôs estão se tornando cada vez mais prevalentes no local de trabalho industrial. Robôs industriais de super alta velocidade lidam com tarefas difíceis e perigosas como montagem, soldas e pick-and-place. Robôs colaborativos, ou cobots, trabalham lado a lado com humanos, exigindo um ambiente funcionalmente seguro. Robôs móveis autônomos (AMRs), muitos guiados por visão, funcionam individualmente e em swarms de controle de nuvem.
Altera FPGAs fornecer as necessidades dos robôs industriais através de:
- Computação determinística: traz benefícios de precisão e controle de motores multi-eixo para a robótica, reduzindo significativamente o custo da lista de materiais e reduzindo a latência para melhorar a precisão.
- Conectividade: A rede sensível ao tempo (TSN) coordena os vários machados de um único robô e entre vários robôs.
- Segurança funcional: o pacote de dados de segurança funcional (FSDP) e o conceito de segurança DE PLD CAT3 certificado pela TÜV Rheinland oferecem funcionalidade FuSa e aceleram o tempo de lançamento no mercado, compactando os ciclos de certificação para os clientes.
Em conjunto com o Altera® FPGA Video and Vision Processing IP Suite, kit de ferramentas OpenVino™e o FPGA AI Suite, você pode implantar funcionalidades de visão além da inspeção de cores e formas, como detecção de risco de segurança e reconhecimento/classificação de objetos.
Yaskawa: Intel® FPGA em controladores robóticos
A Yaskawa implementa Altera FPGAs em seus controladores robóticos de alto desempenho para controle de servo e segurança funcional.
Veo Robotics: sistema de proteção 3D FreeMove
A Veo Robotics usa Altera FPGAs para permitir seu sistema de proteção 3D Veo FreeMove* para colaboração flexível entre robôs humanos.
Primeiros passos
Exemplo de design Drive-on-Chip FPGA Agilex™ 5
Este design de referência de longa data e comprovado para o controle de motores em múltiplos eixos com a melhor frequência de controle/loop da categoria, incluindo um modelo de motor DSP Builder, agora está disponível para o Agilex 5.
Drive-on-chip FPGA Agilex™ 5 com exemplo de design de segurança funcional
Esse design demonstra a certificação de segurança IEC 61508 SIL 2 e ISO 13849 Cat 3 PLd usando dispositivos SoC Agilex™ 5. O design é baseado no conceito de segurança TÜV Rheinland Cyclone V SoC FPGA Cat 3 PLd e SIL 2.
Exemplo de design Drive-on-Chip FPGA Agilex® 7
Esse design de referência de controle de motores que aceitam um chip (drive-on-a-chip) é um sistema integrado em um dispositivo Agilex 7. Ele demonstra o controle síncrono de até duas motores síncronos magnéticos permanentes de três fases (PMSMs) ou motores CC sem escova (BLDC). O projeto pode ser adaptado a outros tipos de motores.
Exemplo de design drive-on-chip seguro FPGA Agilex™ 7
Este design amplia o exemplo de design Drive-on-Chip existente para dispositivos Agilex 7. Inclui uma função de segurança demonstrando como os dispositivos SoC Agilex™ 7 podem alcançar a certificação de segurança SIL 2 ou ISO 13849 Cat 3 PL d aprovada pela IEC 61508 ou ISO 13849 Cat 3 PL d com base no conceito de segurança FPGA Cyclone V SoC aprovado pela TÜV Rheinland.
Exemplo de projeto Drive-on-Chip Cyclone® V e MAX® 10 FPGAs
Este design de referência de controle de motores que levam em um chip é um sistema integrado em um único SoC Cyclone V ou MAX 10 FPGA. Ela implementa o controle de campo de um ou vários eixos (FOC), com suporte de controle simultânea de até quatro motores síncronos magnéticos permanentes.
Visão de máquina e IA
FPGA permite ingestão direta de dados, processamento de imagem em pipeline e implementação de IA com determinístico e baixa latência.
A tecnologia de visão de máquina está evoluindo rapidamente para obter uma resolução de imagem mais alta, taxas de quadros mais altas, a adoção de novas interfaces e a adoção de IA.
As câmeras e outros equipamentos usados na visão de máquina executam uma variedade de tarefas diferentes, como Processamento de sinal de imagem (ISP), transporte de vídeo, conversão de formato e análise. Devido às melhorias tecnológicas frequentes nos sensores de câmera, ao avanço do aprendizado artificial e à análise de vídeo baseada em aprendizagem profunda, os Altera FPGAs desempenham um papel fundamental em câmeras de visão de máquina de última geração, capturadores de quadros e controladores de visão:
- Flexibilidade para fazer interface com muitos tipos de sensores de imagem e dispositivos de sistema MV.
- Processamento rápido para incorporar um pipeline de sensor de imagem completo (ISP), que inclui técnicas como correção de pixel de defeito, correção de gama, correção de faixa dinâmica e redução de ruído.
- Suporte para estruturas de aprendizagem profunda de IA, modelos e topologias para implementar aceleradores de inferência de rede neural convolucional (CNN) baseados em FPGA.
Saiba mais sobre o FPGA AI Suite ›
Saiba mais sobre o pacote de IP de processamento de vídeo e visão FPGA ›
Hamamatsu Photonics: câmeras industriais de alto desempenho
Hamamatsu selecionou o Arria® 10 e o Cyclone® 10 FPGAs para câmeras científicas ORCA-Quest* de alto desempenho e novos sistemas de inspeção de alimentos com raios-X devido aos seus recursos de processamento de imagem em tempo real e interfaces de alta largura de banda.
LLC critical link: MityCAM
O Critical Link LLC integra o Altera FPGA AI Suite em seu kit de avaliação de câmera MityCAM para o sensor de imagem Canon 5MP com interface USB3 Vision. Ele também usa Arria® SoC FPGA para realizar detecção de objetos, cargas de trabalho de processamento de imagem e interface sensor/exibição, tudo em um chip.
Introdução ao exemplo de projeto de processamento de sinal de imagem (ISP)
Crie seus produtos de câmera avançados com uma coleção de núcleos Altera FPGA IP. Com processamento personalizado de imagem e vídeo de baixa latência em tempo real, e facilidade de uso com interfaces de programação (APIs) ricas e interfaces padrão, esses núcleos IP permitem um processo plug-and-play que acelera o tempo de comercialização do seu produto ISP.
Faça login em sua conta intel.com para baixar o exemplo do projeto › ou
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Manufatura inteligente
FPGAs permitem a integração perfeita de vários componentes e sistemas, como sensores, atuadores e algoritmos de aprendizado de máquina, facilitando a tomada de decisão inteligente, manutenção preditiva e controle adaptativo em ambientes de fabricação inteligente.
Motores e acionam inúmeros processos industriais de produção, montagem, embalagem, robótica, controle numérico de computador (CNC), ferramentas de máquina, bombas e ventoinhas industriais. Esses sistemas motorizados representam mais de dois terços do consumo de energia industrial, tornando suas operações eficientes vitais para os lucros da fábrica.
A projeção de sistemas de controle de motores e controle de movimento com FPGAs de Altera e SoC FPGAs pode resultar em uma redução significativa no custo global de propriedade por meio de:
- Integração reduzindo a lista de materiais (BOM), o consumo de energia e os desafios de confiabilidade integrando redes industriais, segurança funcional, codificador e interfaces de estágio de potência, e algoritmos de controle de processamento de sinal digital (DSP) em um único dispositivo.
- Desempenho escalável: use uma única plataforma escalável em toda a linha de produtos. Obtenha um desempenho mais alto com malhas de controle determinística mais rápidas e avançadas.
- Segurança funcional: reduza o tempo e o esforço de conformidade com dispositivos e ferramentas que atendem à Diretiva de máquinas IEC61508 padrões de segurança.
Controlador de lógica programável (PLC) é um computador industrial utilizado para controlar a automação de processos industriais. O PLC é um dispositivo de estado sólido baseado em computador, projetado para suportar condições difíceis de fábrica e realizar monitoramento e controle em tempo real de diferentes processos industriais.
Os PLCs são usados extensivamente em quase todos os processos industriais, mas os sistemas atuais são tipicamente otimizados para um domínio específico como um sistema fechado. À medida que a Indústria 4.0 impulsiona mais automação em vários domínios através da rede, os PLCs estão sendo integrados em plataformas de computação maiores (como computadores de borda) como uma função de software para permitir a consolidação da carga de trabalho.
FPGAs são comumente usados para expansão de E/S, Ethernet industrial e dispositivos de comunicação de barramento de campo para permitir computação paralela determinística e de baixa latência do PLC. Além disso, FPGA é usada para segurança funcional, pois alguns PLCs são usados para aplicações críticas de segurança. A Intel e seus parceiros oferecem uma variedade de núcleos IP, bem como SKUs certificadas para segurança e pacote de dados de segurança funcional.
Solução TSN da Intel e TTTech
O IEEE 802.1 TSN permite a mistura e combinação de soluções industriais de hardware e software de diferentes fornecedores, fornecendo conectividade determinística em tempo real.
A Altera e a TTTech Industrial Automation AG oferecem uma solução pronto para uso, sem taxas de licença frontais, sem relatórios de royalties por unidade e sem negociações prolongadas.
Solução TTTech TSN IP para suporte Intel® FPGA:
Porta 3/5 10/100/1000 Mbit/s comutado do equipamento
IEEE 802.1 AS, IEEE 802.1 CB, Qbv, Qbu, Qcc
Linux* kernel 4.14 LTS
- Corte e loja e encaminhamento
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Soluções Ethernet industriais com Altera e softing
Para uma integração perfeita da Ethernet industrial legada ao seu projeto, a Altera e o Softing Industrial Automation GmbH fornecem uma solução pronto para uso sem taxas de licença ininterruptas, sem relatórios de royalties por unidade e sem negociações prolongadas.
Esta solução contém os protocolos Profibus, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP e Modbus. O licenciamento é rastreado usando um CPLD de segurança externo que desbloqueia o IP de protocolo carregado no FPGA no momento da inicialização.
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SoM embarcado Exor (Sistema em módulo)
A Exor fornece Altera SoMs e RRKs implantáveis em produção baseada em FPGA para protocolos TSN e brownfield que já são comprovados em uso para casos de uso de fabricação, com qualidade robusta e suporte de longo ciclo de vida.
Gato ISO 13849-1. 3 PLd
Nosso Conceito de segurança técnica descreve como alcançar um gato. 3 PL d redução de risco equivalente de acordo com ISO 13849-1 e IEC 61508 SIL 2, revisada e aprovada pela TÜV Rheinland. Ele demonstra uma possível implementação de um sistema baseado em um Altera FPGA SoC, usando o exemplo de uma FPGA de SoC Cyclone® V e um dispositivo de lógica de segurança externa (ESL) para automação de processos industriais e aplicação de segurança de máquinas.
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Pacote de dados de segurança funcional (FSDP)
Usando a certificação de ferramentas e dispositivos e a orientação em nosso pacote de dados de segurança funcional nível 3 (SIL3) certificado de integridade de segurança, os desenvolvedores podem reduzir o tempo de desenvolvimento IEC 61508 e reduzir os riscos de certificação em muitas aplicações industriais críticas para a segurança.
Além disso, o Fluxo de design de separação de segurança retém o FPGA benefício de atualizações rápidas/correções de bugs, ao mesmo tempo em que reduz a necessidade de certificação total do projeto.
Placa de referência de segurança SafeFlex da NewTec
Para reduzir ainda mais o esforço de projeto do cliente em projetos de segurança que exigem certificação IEC 61508 até SIL3 e IEC 13849 PLe Cat 4, a Altera e a NewTec fizeram parceria para desenvolver a placa de referência de segurança funcional SafeFlex.
Capacitando equipamentos de fabricação de semicondutores com FPGAs
Esta publicação técnica propõe integrar Altera FPGAs dentro de escritores de máscaras e ferramentas de inspeção de superfície para melhorar o desempenho das máquinas e, assim, ajudar fundições em todo o mundo para atender à demanda de chips.
Flex: Intel® FPGAs em fábrica inteligente
Esta publicação técnica explica a abordagem inovadora da Flex para alcançar a transformação da Indústria 4.0 para sua linha De Tecnologia de montagem de superfície (SMT), que se baseia em Altera FPGAs.
V-Sync: controle de motor de venda automática inteligente por V-Sync
A V-Sync implementa o controle de motor de 12 portas I2C em suas máquinas de venda automática inteligente usando um Altera FPGA que oferece recursos de capacidade de resposta e controle em tempo real.
Resumos de soluções
Relatório técnico
- IP da interface do codificador de posição multi protocolo ›
- Manutenção baseada em condição para fabricação ›
Conectividade industrial
Segurança funcional
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