物聯網雲管端的FPGA應用

2021-09-22 03:00:15 字數 1567 閱讀 2522

隨著大資料和雲計算的落地,fpga(現場可程式設計邏輯器件)在資料中心,基站等it通訊裝置上正成為主流,風起雲湧的人工智慧更加速了fpga在超級資料中心中的應用,「雲管端」可以大致對應雲計算、霧計算和邊緣計算, 區別在於計算能力、功能模組、位置節點和應用場景的不同。fpga的嵌入式應用進一步擴充套件到消費電子、汽車電子、工業控制、測試測量等領域, 不僅僅發生在對計算要求高的雲端,而且還會出現在數量更加龐大的物聯網邊緣端。

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2023年華為首先提出「雲管端」概念,目前「雲管端」概念已經延伸到其他行業。

「雲(cloud)」既可以指為使用者提供雲計算和大資料等雲服務的集合, 也可以是一種資料匯聚和計算處理的模式, 還可以指裝置的雲化、電信業務的雲化、電信業自身it設施的雲改造等。當然, 我們也可以簡單理解為資料中心;

「管(channel)」是指管道,鏈結「雲」和「端」之間的裝置和服務都可統稱為管道,提供資訊傳輸能力, 包括交換機、路由器、無線基站、有線接入等裝置和服務;

「端(device)」比較容易理解,是指智慧型裝置終端(手機、資料卡、平板電腦、機械人、工業裝置等能上網的終端裝置), 主要包括物理終端、作業系統軟體和人機介面介面等。

「雲」上的fpga應用

雲端的fpga的主要功能是計算。用於資料中心、人工智慧、機器學習、雲計算和工業雲平台。雲端的fpga應用屬於高階高利潤市場,主要由賽靈思和intel psg部門(注:intel收購的altera公司)把持,其他廠商很難進入這個市場。

「管」中的fpga應用

通訊行業的管道(基站、基站控制、承載、傳輸等)大量使用fpga。通訊行業是需要實際功能測試和現場測試來進行產品迭代設計的, 不能等到標準成熟才做晶元和產品。 所以各裝置廠家為了縮短上市時間,搶占技術先機,會在標準還未凍結之前就推出原型樣機,甚至小批量產品。所以fpga成為通訊廠商們的不二選擇,一邊討論協議,一邊用fpga開發產品,在客戶那裡一邊測試,一邊修改版本。

通訊行業下乙個增長的大潮應該是5g和物聯網,3gpp第乙個5g標準今年12月初凍結,預計將於2023年開始部署,並在2023年達到頂峰。而即將到來的物聯網時代,nb-iot等物聯網標準也在不斷演進,協議不斷更新,快速的發展變化推動了fpga在5g和物聯網的應用。

在整個通訊管道中,越靠近終端側,裝置的數量越多,用的fpga量也越多,而越靠近核心網側,用的fpga數量越少,但**更貴。在協議完全凍結後,各裝置廠家會逐步以asic來替代之前的fpga,因此fpga在通訊領域主要在初、中期應用比例高,後期可能會被asic替代,只留下一些介面類的fpga。在通訊管道領域,主要是賽靈思和intel psg之間的競爭,別的廠商很難進入這個市場。

「端「裡的fpga應用

fpga目前在智慧型終端裝置上已經開始廣泛應用,如無人駕駛汽車、機械人、安防監控、電子半導體測試裝置、醫療裝置、工廠自動化裝置、軍用裝置、消費電子產品、物流運輸、ar/vr和遊戲裝置等。fpga在這些終端裝置中的應用主要考慮能耗效率(效能/能耗)和成本效率(效能/**),而在消費電子行業中,這種對功耗和價效比的追求更是達到了極致。

fpga在智慧型終端的應用主要包括三方面:互聯(感知周圍的世界,與外界建立連線)、計算(對收集到的資料和資訊進行處理和判斷,通過人工智慧和機器學習等建立對外界的認知)和控制(智慧型地響應外部請求,做出相應的動作和反饋)。

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