賦能物聯網應用，賽靈思助力打造靈活的智能工廠與智慧醫療
http://www.debgrams.com 2019-05-30 17:04 《中華工控網》原創
物聯網（IoT）時代開啟了人們對萬物互聯的無限大想象空間。有調查顯示，2022年全球物聯網業務規模將超過2550億美元，而中國將占據其中近1/4的份額，這是一個潛力巨大的市場。
隨著物聯網的加速推進，驅動著產業鏈上下游廠商的快速發展。但與此同時，物聯網的興起也帶來了一系列挑戰，比如數據爆炸、隱私保護與安全性等。如何快速地部署靈活、安全的物聯網應用，成為不少企業需要面臨的一個問題。
如何應對這些挑戰？在賽靈思（Xilinx）工業、視覺、醫療和科學 (ISM) 市場總監Chetan Khona看來，利用賽靈思賦能技術，是在工業物聯網（IIoT）與醫療物聯網（HcIoT）這兩個應用最廣的物聯網領域，打造智能、靈活應變的智能工廠與智慧醫療的一個理想選擇。
賽靈思ISM部門市場總監Chetan Khona
賽靈思ISM業務增長進入快車道
談到賽靈思，這是一家有著輝煌創新歷史的公司。成立30多年來，賽靈思取得了60個行業第一，不但是FPGA（現場可編程門陣列）的發明者，還推出了全球首個ASIC 增強型設計套件、首個軟件硬件都可以編程的 SoC、行業首款多處理器 SoC、首款將處理器集成在FPGA 中以及全球首款自適應計算加速平臺 (ACAP)，同時，賽靈思還是無晶圓半導體Fabless 商業模式的首創者。
據Chetan Khona介紹，2019財年賽靈思的營收首次達到30億美元，同比增長24%。其中，ISM業務部門占到總收入的27%，從2016年以來，該部門的收入增長高達2.5倍，所服務的客戶數量更是數倍于其他幾個業務部門的客戶數量總和。也就是說，正有越來越多的工業和醫療領域客戶選擇了賽靈思。對此，Chetan Khona認為，盡管賽靈思的FPGA在工業和醫療領域此前有不少應用，“但對于工業和醫療用戶來說，尺寸和價格非常重要，而賽靈思SoC產品系列能在這個領域為他們提供更高的價值。”
尤其是，賽靈思突破性的基于Zynq SoC和Zynq UltraScale+ SoC的跨邊緣計算和運的可擴展工業物聯網平臺，單芯片可以集安全處理器、通用處理器、GUGUP、DSP/CPU、模擬等功能，可以幫助客戶加速整體應用。例如，在武漢精鋒微控的6軸工業機器人控制柜應用中，一個賽靈思Zynq SoC取代了20多個芯片和工業網絡連接，以1/6的尺寸和1/5的成本提供了驚人的同步性能。“Zynq SoC能夠為云開發提供服務，同時還能提供IT和OT的支持，以及提供FPGA的定制化，所以工業性能加定制功能使得我們的產品非常有吸引力，這也是大家選擇賽靈思的第一大原因。”
此外，對于工業和醫療客戶來說至關重要的耐用性和長產品生命周期支持，賽靈思產品在質量和可靠性方面的卓越性能和表現，獲得了全球客戶的高度認可。“比如說讓我們引以為豪的是產品最低的生命周期，有很多半導體公司都做不到15年這樣的生命周期，但是對于工業客戶來說這又是必須的條件，所以我們可以為產品提供最低15年的生命周期，而且甚至還可以達到20年或更長。”Chetan Khona補充說。
三大關鍵領域方案打造智能且靈活應變的資產
數據，是物聯網應用中，實現預測性維護、資產分析、連接性的前提。無論是在工業還是在醫療領域，有大量的數據被創造出來，數據呈爆炸性增長。此前數據僅是用于一些本地的應用，但隨著物聯網時代的到來，越來越多的設備已經連接到了網絡，因此如何使用這些數據已經成為很多企業不得不思考的一個問題。
Chetan Khona談到，當前工業物聯網和醫療物聯網每天產生的數據達2.5艾字節(1艾字節等于10的18次方)，還有60堯字節(1堯字節=10的24次方)在2019年將用于人工智能(AI)。賽靈思的戰略就是幫助客戶盡可能靈活高效地利用數據。
“無論對于工業物聯網還是醫療物聯網，靈活應變的解決方案都非常重要。無論是設備、工廠還是醫院，這些都是非常昂貴的資產，越多的人去升級，使得它能夠提供靈活應變的解決方案，這樣就能夠越長的使用資產，延長它的資產壽命，并且提高投資回報率。”Chetan Khona強調，“只有賽靈思能夠做到硬件+軟件的靈活應變，使我們的產品更加靈活，而且性能更好。”
具體而言，賽靈思提供三大關鍵領域策略應對數據爆炸，包括世界級的工業與醫療物聯網解決方案堆棧，使用ALVEO加速器卡為工業PC加速，以及互補的邊緣與云協作。
世界級的工業與醫療物聯網解決方案堆棧，這個是面向智能邊緣應用而精選的賽靈思和生態系統產品。通過這個堆棧，賽靈思加入了業界領先的AI時延與性能，并和傳統的優勢進行結合，提供了全套的解決方案，利用安全性的連接、控制、視覺、線路、軟件和人工智能來幫助客戶開發所需要的產品，進行更好的應用。Chetan Khona同時指出，賽靈思并不是所有領域的專家，也會使用非常廣泛的生態系統當中的專業、技術和知識能力，幫助用戶獲得他們所需要的解決方案。
而面向機器人運動規劃、PLC卸載等領域廣泛應用的工業PC加速，賽靈思提供了新推出的業界最快ALVEO加速器卡。ALVEO加速器卡是一款集成開發板，操作便捷，用戶只需將其插入PC卡槽，便可以完成CPU加速卡的功能，大大提升傳統方案的性能。據了解，相比傳統方案，ALVEO加速器卡的數據庫搜索和分析速度是傳統方案的90倍、金融計算速度是傳統方案的89倍、機器學習速度是傳統方案的20倍、視頻處理速度是傳統方案的12倍、高性能計算和生命科學較傳統速度提速10倍。
“機器人運動規劃非常重要，因為現在機器人的發展越來越多的已經進入到了人機協作的階段，也就是人和機器人要在同一個空間里合作，這里面機器人的規劃就顯得非常重要。” Chetan Khona 舉例說，“人的很多行為是不可預見的，有的人在機器人旁邊需要撓一下他的頭，這對機器人就必須要計算出自己要反應的最佳動作，比如說有多余的動作要略過，整個過程需要通過高強度的計算，那就需要通過ALVEO加速器卡提供解決方案，而且它高效率極高，用了ALVEO加速器卡一臺PC可以控制8個機器人，大大改善工廠的架構和運行。”
對于工業物聯網和醫療物聯網來說，在云端進行數據處理的方式的延時非常高，并不利于海量數據傳輸的發展。因此，在邊緣計算和云的協作方面，賽靈思提供了面向嵌入式的設備接口，同時與包括亞馬遜、Google、微軟、阿里巴巴等云服務商進行合作，通過匯集控制行動和本地化分析，將應用從云移動到邊緣，即使用戶在云端連接丟失的情況下，系統依然能夠正常運行。
“我們的方案可以節省時間并降低總擁有成本，在面臨的標準和威脅不斷變化時歷久彌新，最大化隱私權并最大限度地減少數據傳輸，在單芯片嵌入式平臺中融合IT和OT，實現低時延、低功耗、高性能的邊緣AI。”Chetan Khona總結道，“通過這些方面，我們可以在未來工業和醫療物聯網領域打造賽靈思的優勢，使我們能夠塑造未來的智能工廠以及未來的智慧醫療。”
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