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赛灵思发力加速工业和医疗物联网高速发展

随着全球制造业转型升级的浪潮来袭,很多传统企业也在拥抱IoT技术实现数字化工业,提升生产效率,新的IIoT技术被认为是企业向工业物联网转型的关键。要实现真正的工业物联网,需要将智能传感器和强大的分析系统集成到工作流程中,并掌握实时相关数据,实现对工业应用质量和成本的管控。

近日,赛灵思(Xilinx)在深圳举办了工业物联网(IIoT)研讨会媒体见面会活动,Xilinx展示的网络安全与更智能的工业物联网技术备受关注。在本次工业物联网研讨会上,Xilinx 工业、视觉、医疗和科学 (ISM) 部门市场总监Chetan Khona先生首次和中国媒体就ISM的相关信息进行深度分享,并详细讲解Xilinx在工业、视觉、医疗、科学等领域的最新工业物联方案,及其如何加速传统制造企业早日实现智能制造。

chany医院更智能:赛灵思发力加速工业和医疗物联网高速发展

Xilinx ISM部门市场总监Chetan Khona

Chetan Khona先生向OFweek电子工程网等媒体表示,赛灵思是一家非常具有创新性的企业,不仅仅是FPGA的发明者,也是全球首个无晶圆半导体企业,拥有超过60项行业第一,其SoC和SDx技术正在驱动着工业和医疗行业的发展。尽管赛灵思一直以FPGA著称,但真正驱动公司在工业领域业务的是 Zynq SoC。对于工业和医疗客户而言,产品尺寸和价格很重要,生命周期的长寿性更加重要,赛灵思在这方面获得了全球客户的认可,产品在质量和可靠性方面表现卓越,可以为产品提供最低15年的生命周期,有的甚至可以达到20年或更长。而赛灵思的SoC产品系列, Chetan介绍说, 这是真正驱动赛灵思在其ISM领域为客户提供更高价值的产品系列。

Xilinx工业战略

赛灵思2019财年收入达到30多亿美元,是其有史以来首次从长期保持的20多亿美元首次突破30亿美元大关,同比增长24%;其中40%以上来自亚洲,包括中国和其它亚洲国家。

Chetan Khona先生所在的ISM 部门,包括工业、视觉、医疗、科学还有航天和军工,在赛灵思的业务占有非常重要的地位,收入排名第四位,客户数目位列第一,非常广泛。

Xilinx的使命是“打造灵活应变、万物智能的世界”,而ISM部门是要打造灵活应变、万物智能的工厂、医院和城市。Xilinx在智能工厂和视觉方面的应用很多,如智能工厂方面的机器人、驱动器和马达控制,视觉方面的电网和3D打印应用等。Xilinx在智能医院方面的应用,如为全球最大的医疗客户提供医疗机器人解决方案等,这些都是基于Xilinx的Zynq SoC实现的。

赛灵思希望通过成熟且灵活应变的的SoC平台,加上其前沿的人工智能平台产品,加速传统工业和医疗领域的转型和升级进程,让工程和医院更加地智能。

工业与医疗物联网的应用趋势

无论是在工业还是医疗领域,数据都呈现爆炸性增长趋势。随着物联网时代的到来,越来越多的设备都连接到了网络,如何使用这些数据成为很大的问题。

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Xilinx的战略核心是帮助客户高效、有效地利用数据。把握数据可以带给我们带来的各种数据红利,并让企业拥有可持续发展的能力。

工业层面,利用数据可以做预测性的维护,能尽可能降低工厂停工时间,帮助客户提高它们的盈利和利润;还可以做资产分析,更好了解客户的购买习惯,来出售这样的数据,从而创造新的收入流;还有连接性。连接是工业互联网的基础,除了汽车工业外,对工厂和医院而言,资产是非常贵重的,如果能延长它们生命周期对客户至关重要。客户不仅能更新软件,还可以通过Xilinx方案更新硬件,对资产的生命周期和企业寿命有积极影响。

对医疗物联网而言,Xilinx通过物联网技术更好地改善医院和诊所的工作效率,提高对患者的服务,改善人们的生活质量。比如通过更高效的医院管理能减少房间的等待时间;通过人工智能可以改进诊断,得到更快、更准确的诊断结果;通过网络连接使得一些有条件的患者,不必再去占用病床的床位,通过居家的医疗监控,也能进行看病和治疗。

工业和医疗物联网产生的意外后果

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Xilinx ISM 部门市场总监Chetan Khona提醒我们,工业物联网和医疗物联网能够带来的益处和优势外,也要看到另外一面。随着物联网革命和数据爆炸的发生,隐私问题越来越受关注,在这过程中会产生很多客户数据,客户数据的隐私保护是一个难题。安全性问题也不可忽略,随着时间的变化,有些东西的安全隐患增加,计算能力的增长,黑客可能对公司和医院的资产进行入侵,带来安全维护难题。还有影响安全的时延和响应能力问题,随着人工智能和自动化发展,网络连接、数据管理成本、传输、存储和处理等都需要时刻链接,缺乏可靠的互联网连接是一大困难。设备、工厂和医院都是非常昂贵的资产,越多的人去升级,使得它越需要灵活应变的解决方案,这样才能够更长时间使用资产,延长资产寿命,提高投资回报率,Xilinx能够做到硬件+软件的灵活应变,使客户的产品更加灵活,拥有更好的性能。

信息和操作技术融合呼唤统一的开发平台

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上图是一个平台,很多嵌入式工程师团队都会用这个平台,这和十年前的情况形成鲜明对比。以前公司内部有多个工程师团队,而且它们设计方面会做独立决策,如一个团队选择PPC、VxWorks、CAN,还有选arm、Linux、MQTT,也有选x86、Windows、OPC UA,他们之所以能够自主选择这些系统,是因为这些系统简单。但是现在这些系统不简单了,如工业物联网、医疗物联网非常强大,但越来越复杂,使得工程师团队更愿意选择一个公共平台,一个可以实现协同设计的统一平台。

Chetan Khona先生向OFweek电子工程网编辑表示,信息和操作技术的融合是工业界的一大趋势,对于工业和医疗物联网而言,需要把这些能力集成到单个器件上。这个过程非常复杂,嵌入式设计不仅是要做软件和硬件开发,包括云开发者也希望连接这些信息,所以如果还是按原来方法,不同的部门和设计者各自选用的不同处理架构、操作系统和连接标准,对云开发者来说就太困难,需要不断的去调整和改变,他们希望能有一个公共的架构和平台,这样能够帮助他们迅速、简易地去开发SaaS产品。客户首选Zynq和Zynq UltraScale+ SoC的原因就是Zynq 是可扩展的、集成强度非常强大的异构处理器平台,单芯片Zynq SoC 既拥有Arm系统,还集成了DSP、FPGA等,既能够为云开发提供服务,同时还能提供IT和OT的支持,也拥有FPGA灵活应变的定制功能。传统工业性能加定制功能使得这样的产品非常有竞争力。

Xilinx的工业与医疗物联网解决方案堆栈

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对于工业和医疗物联网客户,Xilinx提供的是全套、一系列的解决方案,致力于通过提供安全性的连接、控制、视觉、线路、软件和人工智能来帮助客户开发他们所需的产品。Xilinx并不是所有领域专家,也会使用非常广泛的生态系统,帮助客户获得他们所需要的解决方案。Xilinx不仅有世界级的工业与医疗物联网解决方案堆栈,还可以为工业PC进行加速,如医院、工厂的PC设备可以用Alveo加速卡进行加速,其次,Xilinx解决方案云和边缘协作互补方案,更是解决云和边缘应用工作负载方面的一大优势。

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Xilinx在工业领域的优势包括工业实时和确定性控制与接口、工业生命周期、质量、可靠性、安全性、温度和功耗,现在Xilinx做的是加入业界领先的AI时延与性能,和传统的优势进行结合。有的企业可能做AI,但没有传统的优势,Xilinx是两者兼具,如有一些GPU可以做AI但它不具备传统的优势,还有一些企业像TI、瑞萨、恩智浦可以做SoC,但又不具备AI方面的能力,所以很多客户不可能去使用多个器件的解决方案,如果采用Xilinx的单芯片解决方案就能够确保高度集成,也能达到最高的性能,同时成本降低。

Xilinx可实现支持高吞吐量和低时延的人工智能

Xilinx既有自主研发的支持实现低时延、高性能的DNN解决方案,也有通过收购获得的技术和能力,如去年并购深鉴科技获得的一些技术,有的是通过和企业合作,包括KORTIQ、HALCON、SiliconSoftware等来丰富内部的解决方案。不是所有用途都需要人工智能功能,Xilinx人工智能方案性能非常强大,可以和服务器进行竞争,可以把它作为嵌入器件;而面向入门级创新创业者,Xiilnx给出的解决方案叫做Pynq,即Python + Zynq,这是一个开源产品,深受年轻工程师的欢迎。

大家可以看到两种模式的对比,一种是传统模式有非常强大的能力和功能,另一种更像是开源社区,也就是基于Python和Python社区在工业领域的发展。Xilinx解决方案可以实现支持高吞吐量和低时延的人工智能,也能够匹配人工智能创新的快速步伐,同时能够加速整体的应用,Xilinx可以实现整个器件的加速,这样可以使得整个过程不会出现瓶颈。

很多的摄像头和其他设备正在使用Xilinx的边缘人工智能,如Alveo加速器卡,它是一个全新的产品,是集成的开发板,可以帮助客户立即投入生产,有了这个卡后可以写入软件,插入PC卡槽里,相当于CPU的加速卡,加速性能非常明显。OFweek电子工程网编辑了解到,相比传统方案,Alveo数据库搜索和分析能力是90倍、金融计算是89倍、机器学习是20倍、视频处理12倍、高性能计算和生命科学提速10倍。

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对于工业和医疗物联网客户,它们可以使用Alveo加速器卡,如用于机器人的运动规划,现在机器人的发展已经进入到了人机协作的阶段,这里面的机器人规划就显得非常重要。人的很多行为可能是不可预见的,整个过程需要通过高强度计算,通过Alveo加速器卡提供解决方案,可以提供效率,用Alveo加速器卡,一台PC比可以控制8个机器人,可以大大改观工厂的架构和运行。传统的器件就像是一个集装箱,它可以提供一些通用功能的DSP和FPGA功能,FPGA可以做沟通、支持,它是逻辑器件,并没有提供很高的价值。但是Zynq和Zynq UltraScale+ SoC能够把六大板块都集成到单个客户板当中,通过Zynq和Zynq UltraScale+ SoC包括通用处理期DSP、GPU、模拟、安全处理器和安全处理器,这样的集成能够为客户提供前所未有的价值。

Xilinx三大解决方案

对于工业和医疗物联网客户而言,要求尺寸小、功耗低,在这方面AI Edge能够做到,而且能够提供非常好的机器学习和其他人工智能工业领域应用的性能。

Xilinx三大策略的解决方案包括堆栈,Alveo加速器卡,以及边缘和云的合作。通过这些,Xilinx在未来工业和物联网领域拥有着极大的医疗优势。据OFweek电子工程网了解,Xilinx在工业领域的产品路线图,除了FPGA、SoC、MPSoC、RFSoC、ACAP,还包括Zynq、Zynq Ultra SCALE+,最新的产品是ACAP,作为全新品类,其首款产品系列Versal,将在2019年下半年发货。


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