การเริ่มต้นของกลุ่มงาน HFM สำหรับระบบ FPGA บนโมดูล

การนำระบบ FPGA บนโมดูล (SoM) มาใช้เพิ่มมากขึ้น กำลังปรับเปลี่ยนการออกแบบผลิตภัณฑ์สมัยใหม่ในทุกอุตสาหกรรม แนวโน้มที่เพิ่มขึ้นนี้เน้นย้ำถึงความต้องการที่สำคัญของอุตสาหกรรมสำหรับมาตรฐานรวมที่สามารถปรับกระบวนการออกแบบและการผลิต FPGA SoM ให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น มาตรฐานดังกล่าวจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ต้นทุน และความยืดหยุ่น ทำให้วิศวกรและนักพัฒนาสามารถนำแอปพลิเคชันที่ซับซ้อนมาใช้ในชีวิตจริงได้ง่ายยิ่งขึ้น

(ที่มาของภาพ : iWave)

ประโยชน์ของระบบ FPGA บนโมดูล

แนวทาง FPGA SoM ได้รับความนิยมเนื่องจากมีข้อได้เปรียบอย่างมากในการทำให้กระบวนการออกแบบเรียบง่ายลง การใช้ SoM ช่วยให้นักพัฒนาสามารถแบ่งเบาภาระงานการออกแบบอันซับซ้อนหลายๆ อย่างได้ ซึ่งไม่เพียงช่วยลดเวลาในการพัฒนาเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงขึ้นอีกด้วย วิธีที่ FPGA SoM ช่วยแก้ไขปัญหาการออกแบบหลักๆ บางประการมีดังนี้:

• การออกแบบวงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อน: SoM ของ FPGA ปรับปรุงการออกแบบวงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อน รวมถึงข้อกำหนดการเรียงลำดับไฟฟ้าที่ซับซ้อน
• ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น: รองรับความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นภายในพื้นที่บอร์ดที่จำกัด ซึ่งจำเป็นสำหรับแอพพลิเคชั่นขั้นสูงและขนาดกะทัดรัด
• การจัดการ IO ที่มีประสิทธิภาพ: FPGA SoM ทำให้การจัดการความซับซ้อนของธนาคาร IO ต่างๆ ง่ายขึ้น ส่งผลให้กระบวนการจัดการกับมาตรฐาน IO ต่างๆ ง่ายขึ้น
• หน่วยความจำ DDR และการจัดการสัญญาณความเร็วสูง: ด้วย FPGA SoM การออกแบบหน่วยความจำ DDR ความเร็วสูงและความสมบูรณ์ของสัญญาณได้รับการจัดการอย่างแม่นยำ ช่วยปรับปรุงปริมาณข้อมูลที่ส่งผ่านโดยรวมและความน่าเชื่อถือ
• การจัดการความร้อนและการออกแบบที่กะทัดรัด: ด้วยการจัดการการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ FPGA SoM จึงรักษาระดับความร้อนที่เหมาะสมในขณะที่ยังคงรักษารูปแบบที่กะทัดรัดไว้

โดยรวมแล้ว FPGA SoM ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดของการออกแบบ รองรับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายพร้อมข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับความหนาแน่นของตรรกะ IO และเลนทรานซีฟเวอร์

ความจำเป็นของมาตรฐาน: โครงการริเริ่ม FPGA Module ™ (HFM) ที่สอดประสานกัน

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2567 กลุ่มมาตรฐานสำหรับเทคโนโลยีฝังตัว eV (SGeT) ได้เริ่มต้นก้าวสำคัญด้วยการจัดตั้งกลุ่มทำงานเพื่อพัฒนามาตรฐาน Harmonized FPGA Module ™ (HFM) ความพยายามนี้เริ่มต้นที่การประชุมก่อตั้งร่วมกับองค์กรระดับโลก 18 แห่ง โดยมุ่งหวังที่จะสร้างกรอบมาตรฐานสำหรับโมดูล FPGA และ SoC-FPGA ในการประชุมครั้งนี้ Mr. Sheik Abdullah จาก iWave ได้รับการแต่งตั้งเป็นประธานคณะพัฒนามาตรฐาน (SDT) และเป็นผู้นำความพยายามในการสร้างมาตรฐานระดับโลกภายใต้โครงการสำคัญลำดับที่ 6 ของ SGeT

วัตถุประสงค์และขอบเขตของมาตรฐานโมดูล FPGA ที่สอดคล้องกัน (HFM)

เป้าหมายหลักของทีมพัฒนาชุดมาตรฐาน FPGA โมดูล ™ (HFM) ที่ผ่านการปรับประสานกันคือการพัฒนาชุดมาตรฐานที่หลากหลายและเป็นหนึ่งเดียวสำหรับทั้งโมดูล FPGA ที่สามารถบัดกรีได้และแบบบอร์ดต่อบอร์ด มาตรฐานนี้จะรองรับการกำหนดค่า FPGA หลากหลายรูปแบบ โดยมุ่งเน้นที่การมอบตัวเลือกสำหรับ FPGA ระดับต่ำถึงระดับกลาง พร้อมด้วยการทำงานแบบโมดูลาร์เพื่อรองรับ FPGA SoC ระดับกลางถึงระดับสูง คำชี้แจงภารกิจระบุแนวทางแบบคู่ขนานในการออกแบบ SoM เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและการทำงาน:

• โมดูล FPGA ที่สามารถบัดกรีได้: ตัวเลือกนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ความกะทัดรัด ใช้พลังงานต่ำ และความทนทานเป็นสิ่งสำคัญที่สุด
• โมดูลที่ใช้ตัวเชื่อมต่อ: โมดูลเหล่านี้เหมาะกับแอปพลิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ช่วยให้ปรับขนาดและเข้าถึงส่วนประกอบต่างๆ ได้ดีขึ้น

การออกแบบทั้งสองแบบมีความท้าทายทางเทคนิคพื้นฐานร่วมกัน เช่น การจัดการพลังงาน การควบคุมความร้อน และการเชื่อมต่อความเร็วสูง ซึ่งทำให้การพัฒนามาตรฐานที่สอดคล้องกันเป็นไปได้ในทางปฏิบัติและเป็นประโยชน์ มาตรฐานนี้มุ่งหวังที่จะแก้ไขปัญหาทั่วไปเหล่านี้ โดยสร้างกรอบหลักที่สามารถนำไปใช้ได้กับโมดูลทั้งสองประเภท

วิสัยทัศน์สำหรับมาตรฐาน HFM

ภายใต้โครงการริเริ่ม HFM SGeT มุ่งหวังที่จะส่งเสริมระบบนิเวศที่นวัตกรรมเจริญเติบโตและขอบเขตภายในการประมวลผลแบบฝังตัวได้รับการกำหนดใหม่ มาตรฐานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ:

1. ส่งเสริมประสิทธิภาพด้านต้นทุนและลดระยะเวลาในการนำสินค้าออกสู่ตลาด: มาตรฐาน HFM ช่วยให้ธุรกิจต่างๆ สามารถนำสินค้าออกสู่ตลาดได้เร็วขึ้นและใช้ทรัพยากรน้อยลง โดยการลดความซับซ้อนในการออกแบบและการบูรณาการ
2. เพิ่มความยืดหยุ่นและการทำงานร่วมกัน: แนวทางมาตรฐานจะเพิ่มความเข้ากันได้ที่มากขึ้นระหว่างโซลูชัน FPGA ต่างๆ ส่งเสริมให้มีการนำเทคโนโลยีมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น
3. ขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: ความพยายามนี้มุ่งมั่นที่จะขยายขอบเขตของเทคโนโลยีฝังตัว อนุญาตให้มีการใช้งานที่ซับซ้อนและทรงพลังมากยิ่งขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ระบบอัตโนมัติไปจนถึงการประมวลผลประสิทธิภาพสูง

เข้าร่วมความพยายามสร้างมาตรฐาน HFM

SGeT ขอเชิญชวนบริษัทต่างๆ ในภาคเทคโนโลยีฝังตัวเข้าร่วมในการพัฒนามาตรฐาน Harmonized FPGA Module นี่เป็นโอกาสสำหรับผู้เล่นในอุตสาหกรรมที่จะได้มีส่วนร่วมด้วยความเชี่ยวชาญของตน ร่วมกันกำหนดอนาคตของการออกแบบโมดูล FPGA และเป็นส่วนหนึ่งของชุมชนความร่วมมือที่มุ่งเน้นการบุกเบิกความก้าวหน้าในการประมวลผลแบบฝังตัว

หากสนใจที่จะเข้าร่วมโครงการริเริ่มนี้ โปรดติดต่อที่ info@sget.org เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของโครงการมาตรฐานเชิงปฏิรูปนี้

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของการกำหนดมาตรฐาน FPGA SoM

1. การเร่งตลาดสำหรับการประมวลผลแบบฝังตัว: มาตรฐาน HFM คาดว่าจะเร่งการนำโซลูชันที่ใช้ FPGA มาใช้ในตลาดใหม่ๆ ตัวอย่างเช่น ภาคส่วนต่างๆ เช่น ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมและแอปพลิเคชัน IoT ที่ขับเคลื่อนด้วย AI ซึ่งการปรับแต่งและความสามารถในการปรับตัวเป็นสิ่งสำคัญ สามารถได้รับประโยชน์จากการบูรณาการที่คล่องตัวที่ SoM ที่ได้มาตรฐานมอบให้ การลดความซับซ้อนในการพัฒนาทำให้บริษัทต่างๆ สามารถสำรวจและนำเทคโนโลยี FPGA มาใช้ได้มากขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องมีความเชี่ยวชาญด้านการออกแบบ FPGA ขั้นสูง ซึ่งจะช่วยเปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับการประมวลผลแบบฝังตัว
2. ประโยชน์ของห่วงโซ่อุปทาน: ด้วยแนวทางมาตรฐาน ผู้จำหน่าย ซัพพลายเออร์ และผู้ผลิตสามารถปรับกระบวนการคงคลัง ลดความแปรผันของชิ้นส่วน และทำให้การขนส่งง่ายขึ้น ฟอร์มแฟกเตอร์ SoM ที่ได้มาตรฐานช่วยให้ซัพพลายเออร์ส่วนประกอบสามารถรักษาคุณภาพที่สม่ำเสมอ พร้อมทั้งจัดให้มีตัวเลือก FPGA และ SoC ที่สามารถทำงานร่วมกันได้บนแพลตฟอร์มที่แตกต่างกัน ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนและเพิ่มความพร้อมใช้งานในที่สุด
3. ความเข้ากันได้ข้ามแพลตฟอร์มสำหรับการออกแบบเพื่อรองรับอนาคต: มาตรฐานที่สอดประสานกันสามารถนำไปสู่การออกแบบเพื่อรองรับอนาคตได้เช่นกัน ด้วยการกำหนดอินเทอร์เฟซทั่วไป การกำหนดค่าพิน และแนวทางการจัดการความร้อน วิศวกรสามารถอัพเกรดหรือเปลี่ยน FPGA SoM ในผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ได้ง่ายขึ้น ความยืดหยุ่นนี้จะช่วยให้บริษัทต่างๆ สามารถขยายวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์และปรับตัวให้เข้ากับนวัตกรรมฮาร์ดแวร์ใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องออกแบบใหม่ครั้งใหญ่
4. ความร่วมมือและนวัตกรรมระหว่างบริษัท: มาตรฐาน HFM มีศักยภาพที่จะส่งเสริมความร่วมมือระหว่างบริษัทมากขึ้นด้วยการสร้างภาษาการออกแบบร่วมกันในอุตสาหกรรม FPGA ผ่านกรอบงานร่วมกันนี้ บริษัทต่างๆ จะสามารถร่วมมือกันในการพัฒนาโซลูชันขั้นสูง เช่น การประมวลผลข้อมูลความเร็วสูง ตัวเร่งความเร็วการเรียนรู้เชิงลึก และโมดูลการประมวลผลแบบเอจ สภาพแวดล้อมความร่วมมือนี้สามารถนำไปสู่วงจรนวัตกรรมที่รวดเร็วยิ่งขึ้นและการทำงานที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับผู้ใช้ปลายทาง

การปรับปรุงทางเทคนิคและนวัตกรรมในมาตรฐาน HFM

1. เค้าโครงพินและการกำหนดค่าพลังงานที่สามารถทำงานร่วมกันได้: การทำให้เค้าโครงพินและการกำหนดค่าพลังงานเป็นมาตรฐานจะเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเปิดใช้งานการทำงานแบบโมดูลาร์และความยืดหยุ่น สิ่งนี้จะช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถปรับการออกแบบบอร์ดเดี่ยวให้เหมาะกับ FPGA ต่างๆ ได้ เพิ่มความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับโมดูลาร์ และทำให้สามารถอัปเกรดโมดูล FPGA ได้ง่ายขึ้นเมื่อเทคโนโลยีมีความก้าวหน้ามากขึ้น
2. แนวทางการกระจายความร้อนและความร้อนที่เป็นหนึ่งเดียว: FPGA SoM ต่างๆ มีความต้องการพลังงานและความร้อนที่แตกต่างกัน และมาตรฐาน HFM มุ่งหวังที่จะรวมแนวทางสำหรับการกระจายความร้อนที่เหมาะสมที่สุด แนวทางเหล่านี้จะเป็นมาตรฐานแนวทางปฏิบัติในการจัดการภาระความร้อน ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการใช้งานในสถานประกอบการอุตสาหกรรม การประมวลผลความเร็วสูง และด้านอื่นๆ ที่ความน่าเชื่อถือทางความร้อนมีความจำเป็น
3. ความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์แบบโมดูลาร์: ด้วยแนวทางฮาร์ดแวร์มาตรฐาน การรองรับซอฟต์แวร์ก็สามารถมีความสอดคล้องกันมากขึ้นด้วยเช่นกัน การสร้างมาตรฐานนี้จะช่วยให้เกิดความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์และเฟิร์มแวร์สากลบน FPGA SoM ต่างๆ ลดความจำเป็นในการใช้ไดรเวอร์และแพตช์ซอฟต์แวร์แบบกำหนดเอง ส่งผลให้วิศวกรสามารถพัฒนาได้ง่ายขึ้นและมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น
4. มาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวดยิ่งขึ้น: ความปลอดภัยเป็นข้อกังวลที่เพิ่มมากขึ้นในระบบฝังตัว มาตรฐาน HFM สามารถกำหนดเกณฑ์มาตรฐานความปลอดภัยขั้นต่ำสำหรับ FPGA SoM เช่น การรองรับการเข้ารหัส ความสามารถในการบูตอย่างปลอดภัย และการตรวจจับการงัดแงะ คุณลักษณะด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมเหล่านี้จะทำให้ SoM ของ FPGA น่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับแอปพลิเคชั่นที่สำคัญที่ความปลอดภัยของข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์และระบบป้องกันประเทศ

บทบาทของ HFM ในการเปิดใช้งานแอปพลิเคชันรุ่นถัดไป

1. เสริมพลังให้กับแอปพลิเคชัน edge และ AI: ด้วยการเพิ่มขึ้นของ AI และ edge computing ทำให้ FPGA กลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญในการจัดการการประมวลผลแบบขนานและการคำนวณข้อมูลแบบเรียลไทม์ มาตรฐาน HFM จะรองรับโซลูชัน FPGA ที่ปรับขนาดได้ซึ่งออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชัน AI ช่วยให้สามารถปรับใช้โมเดลการเรียนรู้ของเครื่องและการประมวลผลข้อมูลแบบเรียลไทม์บน edge ได้รวดเร็วยิ่งขึ้น
2. การพัฒนาโซลูชัน IoT และการเชื่อมต่อ: ใน IoT ที่การใช้พลังงานต่ำและการจัดการข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ SoM FPGA ที่ได้มาตรฐานสามารถลดความซับซ้อนของการบูรณาการการประมวลผลข้อมูลเซ็นเซอร์ การสื่อสารระหว่างเครื่อง และระบบตรวจสอบแบบเรียลไทม์ได้อย่างมาก การปรับปรุงกระบวนการพัฒนา FPGA ช่วยให้ HFM สามารถมีบทบาทสำคัญในการขยายแอปพลิเคชัน IoT ในภาคเกษตรกรรม เมืองอัจฉริยะ และภาคพลังงาน
3. การเปลี่ยนแปลงระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม: SoM FPGA ที่ได้มาตรฐานสามารถยกระดับความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมในระดับใหม่ ซึ่งความยืดหยุ่นและความแข็งแกร่งเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งรวมถึงการใช้งานในด้านหุ่นยนต์ การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ และการผลิตที่แม่นยำ โดยโซลูชัน FPGA แบบกำหนดเองจะให้ความเร็วและประสิทธิภาพที่จำเป็นในการประมวลผลข้อมูลจำนวนมากแบบเรียลไทม์

อนาคตของมาตรฐาน HFM และขั้นตอนต่อไป

1. โปรแกรมการนำไปใช้และการรับรองระดับโลก: SGeT มีแนวโน้มที่จะเปิดตัวโปรแกรมการรับรองเพื่อให้แน่ใจว่า FPGA SoM ตรงตามมาตรฐาน HFM การรับรองจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับผู้จำหน่าย FPGA และสร้างความมั่นใจให้กับผู้ใช้ปลายทางในด้านความเข้ากันได้และความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ เช่นเดียวกับโปรแกรมการรับรองในมาตรฐานเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น PCIe และ USB
2. การพัฒนาระบบนิเวศและเครือข่ายสนับสนุน: ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในความสำเร็จของมาตรฐาน HFM คือการพัฒนาระบบนิเวศที่แข็งแกร่ง ซึ่งรวมถึงสื่อการฝึกอบรม ฟอรัมนักพัฒนา และไลบรารีซอฟต์แวร์ โครงสร้างพื้นฐานการสนับสนุนนี้จะทำให้วิศวกรสามารถใช้ประโยชน์จาก FPGA SoM ในโครงการของตนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และส่งเสริมการนำมาตรฐานมาใช้มากยิ่งขึ้น
3. เงินทุนสำหรับการวิจัยและพัฒนา: ในขณะที่แผนริเริ่ม HFM ได้รับความสนใจมากขึ้น เราอาจเห็นความสนใจที่เพิ่มมากขึ้นจากรัฐบาล สถาบันวิจัย และนักลงทุนเอกชนในการระดมทุนโครงการที่สอดคล้องกับมาตรฐาน HFM เงินทุนดังกล่าวจะช่วยเร่งการวิจัยและพัฒนา (R&D) เพื่อนำแอปพลิเคชัน FPGA ที่เป็นนวัตกรรมออกสู่ตลาดได้รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนที่ต้องอาศัยการประมวลผลประสิทธิภาพสูงที่ปรับขนาดได้และปลอดภัย
4. ศักยภาพในการขยายขอบเขตมาตรฐาน: เนื่องจากเทคโนโลยีและความสามารถของ FPGA พัฒนาขึ้น จึงมีความเป็นไปได้ที่จะขยายมาตรฐาน HFM เพื่อรองรับเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การคำนวณแบบควอนตัมและการบูรณาการโฟโตนิกส์ ด้วยการกำหนดมาตรฐานที่ยืดหยุ่นในขณะนี้ SGeT ได้วางรากฐานสำหรับการปรับปรุงในอนาคตที่สามารถรวมความก้าวหน้าของฮาร์ดแวร์รุ่นถัดไปเข้ากับระบบนิเวศ FPGA SoM

มาตรฐาน Harmonized FPGA Module (HFM) ไม่เพียงแต่ช่วยแก้ไขปัญหาความท้าทายในปัจจุบันของอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังวางตำแหน่งเทคโนโลยี FPGA ให้เติบโตอย่างยั่งยืน มีความสามารถในการปรับตัว และมีความเกี่ยวข้องในภูมิทัศน์ของการประมวลผลแบบฝังตัวที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วอีกด้วย ผ่านการพัฒนาและการทำงานร่วมกันที่ได้มาตรฐาน ความคิดริเริ่มนี้มุ่งหวังที่จะส่งเสริมศักยภาพให้กับนักออกแบบ ส่งเสริมนวัตกรรม และเร่งระยะเวลาในการออกสู่ตลาดในแอปพลิเคชันต่างๆ มากมาย

เหตุใดจึงควรเลือก iWave

กลุ่มผลิตภัณฑ์แพลตฟอร์ม FPGA และ SoC FPGA ที่หลากหลายของ iWave รวมกับความเชี่ยวชาญทางเทคนิคอันล้ำลึก ช่วยให้ลูกค้าสามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์ล้ำสมัยที่ใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้าล่าสุดในด้านปัญญาประดิษฐ์ (AI) การเรียนรู้ของเครื่องจักร และการประมวลผลแบบ edge ด้วยการเป็นพันธมิตรกับ iWave บริษัทต่างๆ จะสามารถเร่งการพัฒนาผลิตภัณฑ์ ลดความเสี่ยง และก้าวล้ำหน้าคู่แข่งขันในภูมิทัศน์ด้านเทคโนโลยีที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมหรือหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดที่กำหนดเอง โปรดติดต่อเราที่ mktg@iwave-global.com