作者：莱迪思半导体

各行各业的企业都在寻求更智能的方式来实现流程自动化、提高生产力和优化劳动效率，人们对边缘计算的兴趣也随之日益浓厚。边缘系统通过在更靠近数据源的位置处理数据，可带来诸多好处，如降低传输和存储成本并且增强安全性。它们还能推动先进的高精度和高速运行的机器和设备的开发，包括从自主移动机器人（AMR）、人形机器人到智能医疗设备。

这些优势对于优化生产质量和效率尤为重要，在高风险的关键基础设施中更是如此，在这些环境中，实时监控、快速决策和可扩展能力可能决定成败。然而，打造满足这些需求的设备绝非易事。

这正是莱迪思的边缘人工智能传感器桥接解决方案发挥作用的地方。该解决方案专为简化边缘系统的开发和部署而设计，结合了莱迪思现场可编程门阵列（FPGA）和英伟达（NVIDIA）Holoscan技术的优势，为下一代智能边缘计算能力提供低延迟、高吞吐量的连接能力。

边缘连接面临的挑战

边缘开发者不得不在条件极为受限的环境中工作。由于可用的物理空间、电力和计算能力有限，边缘并非总是适合高性能处理能力的理想环境，更不用说完全自动化的系统了。

对于开发者而言，这是一个长期存在的问题。即使如今的半导体采用先进的处理节点制造，大大提高了计算能力，但它们仍受空间和连接限制。这些先进节点的加入限制了芯片的输入/输出（I/O）能力，使系统设计变得更为复杂，尤其是当这些设备需要集成各种传感器和设备输入时。

此外，在当今这个时代，系统需求远非一成不变。随着人工智能（AI）和机器学习（ML）模型等解决方案不断演进，它们所需的资源在不断变化，需要获得这些资源的速度也越来越快。计算需求持续上升，而电池和热限制条件基本保持不变，这为开发者制造了一个困难且互相矛盾的场景。

FPGA联合英伟达Holoscan的解决方案

为了克服这些限制，开发者需要一种将灵活性与高性能连接能力相结合的解决方案。通过结合莱迪思FPGA和NVIDIA Holoscan软件的力量，开发者可以创建一个支持快速开发互连的边缘应用的基础平台。联合开发的传感器到以太网桥接板设计将通用Lattice CertusPro™-NX FPGA的可编程性与Holoscan的处理能力相结合，以在边缘应用中支持无缝的传感器融合。

该解决方案的主要优势包括：

· 低延迟、高吞吐量且可扩展的传感器数据流传输。

· 全栈解决方案，能将传感器数据直接传输至英伟达（Nvidia）的本地存储。

· 即用型开源软件。

· 内部AXI数据流和APB控制总线支持模块化、可配置的传感器配置和数据流传输。

· 支持多达2条10G以太网通道。

该解决方案的优势和实用性源于其基于FPGA的架构。FPGA作为NVIDIA IGX Thor和AGX Orin硬件组件之间的智能桥梁，能够为中央计算单元分担大量处理任务。莱迪思FPGA尤其适合这一角色，因为其具备低功耗特性、确定的并行处理能力、I/O可扩展性以及内置的安全特性。这使得它们能够高效地预处理传感器数据，同时降低整体系统功耗和延迟，并为中央计算单元腾出计算资源，以运行更复杂的人工智能（AI）模型。