FPGA per la robotica: IA deterministica, movimento di precisione e rilevamento in tempo reale

I robot moderni devono vedere, pensare e agire in tempo reale. Gli FPGA di Altera combinano in modo unico latenza deterministica, flusso di dati parallelo e I/O riconfigurabile, rendendoli piattaforme ideali per i team di robotica che devono combinare percezione ML, controllo ad alta velocità e diverse interfacce di sensori su un unico dispositivo periferico. Questo rispecchia i vantaggi evidenziati per la Suita IA per FPGA di Altera: rapida conversione dei modelli, convalida senza hardware e integrazione di IP tramite pulsante, che possono essere applicati ai carichi di lavoro della robotica. Altera ha riunito tutti gli aspetti della progettazione robotica in "Lo stack di soluzioni robotiche di Altera®", un quadro stratificato di blocchi hardware, software e IP che insieme consentono di realizzare un robot.

Per saperne di più sullo stack di soluzioni robotiche di Altera: Stack di soluzioni robotiche per FPGA di Altera per IA, sensori e controllo in tempo reale

Perché la robotica su FPGA?

Rilevamento: la robotica inizia con la percezione. Gli FPGA consentono un'elaborazione deterministica e a bassissima latenza dei dati dei sensori, dalle telecamere e dai LiDAR ai sensori di forza, coppia e movimento. Grazie al parallelismo massiccio e all'accelerazione a livello di hardware, gli FPGA elaborano flussi di dati ad ampia larghezza di banda in tempo reale, garantendo un rilevamento accurato, sincronizzato e affidabile anche in presenza di vincoli di potenza e di latenza.

Pensiero: la robotica avanzata richiede un processo decisionale rapido e prevedibile. Gli FPGA eccellono nel calcolo in tempo reale, consentendo l'esecuzione di algoritmi complessi come la fusione di sensori, la generazione di traiettorie, la cinematica e l'inferenza di apprendimento automatico con temporizzazione deterministica. A differenza delle CPU e delle GPU, gli FPGA offrono un controllo a grana fine sulle pipeline di calcolo, consentendo ai progettisti di ottimizzare le prestazioni, la potenza e la sicurezza dei sistemi robotici mission-critical.

Azione: quando è il momento di muoversi, il tempismo è tutto. Gli FPGA garantiscono un controllo motori preciso e l'esecuzione del movimento, supportando loop di controllo ad alta frequenza con un jitter minimo. Dai bracci industriali ai robot mobili autonomi, fino ai sistemi collaborativi, gli FPGA assicurano un'attuazione fluida, reattiva e sicura, rimanendo al contempo riprogrammabili per adattarsi alle strategie di controllo e agli standard in evoluzione nel corso del ciclo di vita del prodotto.

Lo stack di soluzioni robotiche di Altera contiene diversi progetti di riferimento che implementano i principi chiave di "rilevamento, pensiero e azione". La tabella seguente elenca i progetti e i corrispondenti kit di sviluppo basati su Altera che gli utenti possono scaricare dal sito degli sviluppatori di Altera.