Microchip Technology vừa giới thiệu phiên bản 2.0 của PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge, hướng đến nhu cầu kết nối cảm biến trong các hệ thống AI biên nhỏ gọn và hiệu suất cao. Thiết kế mới được thu gọn đáng kể, sẵn sàng cho sản xuất và tích hợp các cảm biến tiêu chuẩn sử dụng công nghệ NVIDIA Holoscan Sensor Bridge (HSB), qua đó giúp các nhà phát triển xây dựng kiến trúc kết nối tiết kiệm năng lượng, không gian và vẫn có khả năng mở rộng về sau.
So với thế hệ đầu tiên, bo mạch Rev 2.0 dựa trên HSB có kích thước nhỏ hơn tới 60%, hỗ trợ số lượng camera gấp đôi, sử dụng nguồn qua USB-C để thuận tiện triển khai đồng bộ trên tủ rack và có mức giá thấp hơn. Những thay đổi này cho phép thay thế các kết nối cảm biến phức tạp, sử dụng nhiều giao diện khác nhau bằng một kiến trúc Ethernet 10Gb có khả năng mở rộng và tiết kiệm năng lượng, đồng thời giảm chi phí hệ thống tổng thể cũng như độ phức tạp của hóa đơn vật liệu (bill-of-materials – BOM).
Microchip hướng giải pháp này đến các hệ thống AI trong y tế, công nghiệp và robot hình người sử dụng những nền tảng điện toán biên của NVIDIA như NVIDIA Jetson và IGX. Việc tập trung kết nối cảm biến qua Ethernet cũng giúp đơn giản hóa kiến trúc trong những môi trường cần xử lý lượng dữ liệu lớn nhưng bị giới hạn về không gian và công suất.
Dựa trên công nghệ FPGA PolarFire, phiên bản mới hỗ trợ tối đa 4 camera. Các đầu nối camera tương thích với NVIDIA Jetson, đồng thời bo mạch được tích hợp sẵn mạch đo độ trễ quang nhằm xác định độ trễ đầu cuối – từ thời điểm thu nhận dữ liệu cảm biến cho đến khi thực hiện suy luận AI – bằng NVIDIA Latency Display Analysis Tool.
Bo mạch còn được trang bị đầu nối mở rộng FPGA Mezzanine Card (FMC), tạo dư địa cho việc phát triển thêm tính năng trong tương lai. Nền tảng hỗ trợ các giao diện MIPI CSI-2, I²C, UART và GPIO, đồng thời có thể mở rộng sang nhiều chuẩn cảm biến và video khác như SLVS-EC 2.0, 12G-SDI, HDMI và DisplayPort mà không phải thiết kế lại nền tảng cốt lõi. Đầu nối PMOD tiêu chuẩn tiếp tục bổ sung khả năng mở rộng cho toàn hệ thống.
“Các nhà phát triển muốn dành thời gian phát triển các ứng dụng AI biên giá trị cao, chứ không muốn bỏ thời gian ghép nối các giao diện cảm biến đóng”, ông Shakeel Peera, Phó chủ tịch phụ trách bộ phận FPGA của Microchip cho biết. “Dựa trên công nghệ FPGA PolarFire tiết kiệm năng lượng, sản phẩm cầu nối cảm biến Ethernet thế hệ thứ hai này chính là một nền tảng an toàn, tiết kiệm năng lượng với kích thước nhỏ gọn hơn đáng kể, giúp đội ngũ đẩy nhanh tốc độ từ khâu phát triển giải pháp đến triển khai trong các hệ thống AI biên”.
Nhờ đặc tính tiết kiệm năng lượng, khả năng bảo mật và độ tin cậy của FPGA PolarFire, bo mạch dựa trên HSB có thể xử lý dữ liệu từ nhiều cảm biến theo thời gian thực qua Ethernet trong các môi trường điện toán biên nhỏ gọn và bị giới hạn về năng lượng. Các cơ chế bảo mật và an toàn được tích hợp nhằm bảo vệ thiết bị AI biên, đồng thời hỗ trợ những hệ thống cần vận hành ổn định trong thời gian dài.
Khả năng tích hợp với NVIDIA Holoscan SDK cũng giúp rút ngắn quá trình phát triển thông qua các thư viện được tối ưu, mô hình AI và ứng dụng tham khảo. Hệ sinh thái đi kèm gồm camera, cáp, thiết kế tham chiếu, sơ đồ bo mạch và tài liệu thiết kế, trong đó quá trình phát triển RTL được hỗ trợ bởi bộ công cụ Libero SoC Design Suite.
Microchip đồng thời cung cấp các IC quản lý thời gian và nguồn điện tích hợp đã được xác thực cho FPGA PolarFire, trong đó có MCP16701 PMIC. Các thành phần này hỗ trợ nguồn điện và tín hiệu định thời ở trạng thái sẵn sàng cho sản xuất, đồng thời giảm rủi ro phát sinh khi phải tích hợp những giải pháp của bên thứ ba.
Cách tiếp cận tích hợp từ FPGA, quản lý nguồn, định thời đến bộ công cụ phát triển giúp giảm rủi ro tích hợp hệ thống, rút ngắn chu kỳ phát triển và hạ tổng chi phí sở hữu cho các tác vụ suy luận AI qua Ethernet tại biên. Đây là những yếu tố đặc biệt quan trọng trong robot và tự động hóa công nghiệp, nơi hiệu quả năng lượng, độ trễ ổn định và kích thước hệ thống nhỏ gọn đều có ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế sản phẩm.
Giá bán và khả năng cung ứng
PolarFire FPGA Ethernet Sensor Bridge Rev 2.0 hiện có thể được mua trực tiếp từ Microchip. Khách hàng cũng có thể liên hệ với đại diện bán hàng hoặc các nhà phân phối được Microchip ủy quyền trên toàn cầu để đặt mua sản phẩm.
