インテル® Cyclone® 10 GX FPGA のアプリケーション

インテル® Cyclone® 10 GX FPGA は多彩なアプリケーションに対応しています。 前世代の Cyclone® FPGA に比べ、性能が 2 倍に向上しています。高性能 FPGA ファブリック、LVDS、最大 12.5 Gbps のチップ間トランシーバー性能を備えたインテル® Cyclone® 10 GX FPGA は、次世代のマシン / スマートビジョン、車載用インフォテインメント、先進運転支援システム (ADAS)、業務用 AV、テストなどの各種アプリケーションの要件に対応します。

マシンビジョン

設計者は、センサー解像度の向上ニーズ、ローカルビデオ分析要求、大容量フレーム保存、ホスト・プロセッサーへのインターフェイス標準の進化などの課題に直面しています。

インテル® Cyclone® 10 GX デバイスでは、最大 12.5 Gbps の高速トランシーバー機能の実現と進化するカメラ・インターフェイスのサポートに加え、画像キャプチャー、スケーリング、高パフォーマンスの前処理、通信機能などのさまざまなビジョン機能が統合されるため、 マシンビジョンの設計者は早期市場投入への対応が可能になります。

ビデオ処理と接続

  • 最新のビデオ / 画像処理 (VIP) スイートにより、驚異的な HD ビデオ解像度が実現されます。HD ビデオ機能に対応するさまざまな機能を備えたコアがあります。その一部を次に示します。 
    • クロマ・リサンプラー
    • ガンマ補正
    • 2D FIR
    • インターレーサー / デインターレーサー
    • 色空間シーケンサー
    • 色空間変換
  • インテル® Cyclone® 10 GX FPGA の最新の設計ガイドラインを使用して、最新のビデオ接続規格を実装できます。
    • 外部 VCXO を使用して、または使用せずに、インテル® Cyclone® 10 GX FPGA でシリアル・デジタル・インターフェイス (SDI) を使用
    • インテル® Cyclone® 10 GX FPGA で最大 12.5 Gbps までのマルチレート SDI を使用可能
  • インテル® FPGA Design Store のビデオ処理の設計例を使用できます。

インテルによるエンベデッド・ビジョンのサポートについては、インテリジェント・ビジョン & ビデオのウェブページを参照してください。

スマートビジョン

コンピューター・ビジョンとインテル® アーキテクチャー (IA) を組み合わせることにより、インテル® Cyclone® 10 GX FPGA は、画像センサー・パイプラインとビジョン分析アルゴリズムを最適に実行する、ヘテロジニアス・コンピューティング・プラットフォームを 1 つの包括的なシステムでサポートします。 インテル® アーキテクチャーの OpenVINO™ ツールキットが設計フローを簡素化する一方で、インテル® Cyclone® 10 GX デバイスファミリーがモーション検出、顔認識、物体検出などの複雑なアルゴリズムの高速化を可能にします。

インテル® FPGA によるエンベデッド・ビジョン・アプリケーションのサポートについては、インテリジェント・ビジョン & ビデオのウェブページを参照してください。

産業用フォグ・コンピューティング

SDA 環境における産業用フォグ・コンピューティング

ソフトウェア・デファインド・オートメーション (SDA) のための産業用フォグ・コンピューティングでは、プラント・フォグ・ノード、セルレベル・フォグ・ノード、マシン・フォグ・ノード (MFN) でスケーラブルなコンピューティング、高速化、および柔軟な接続が必要となります。

プラントレベルでは、その主要 SDA コンポーネントは、下位レベルのリソースの編成になります。そこでは Wind River Titanium Server* のような編成用ソフトウェアの要求に基づき、セルレベル・フォグ・ノードと MFN に役割を変更する複数要件が課せられます。これにより、ハードウェアが再構成可能であることが、新たな要件となります。

パフォーマンス、レイテンシー、およびコントローラーの総消費電力の要件に対応するには、プロセッサー・ワークロードのオフロードと高速化の両方が必要となります。例えば、暗号化処理の高速化、マシンラーニング (分類と学習処理)、ストリーミング・データの高速処理 (Apache Spark*) などです。

また、OPC Unified Architecture (OPCUA) over Time-Sensitive Networking (TSN) は相互運用性とネットワーキングに対応する新しいソリューションですが、従来の産業用イーサネットもサポートし、要求に従ってさまざまな産業用イーサネット・インターフェイスを切り替えることができます。

インテル® Cyclone® 10 GX デバイスは、インテル® プロセッサーに最適なコンパニオン・チップであり、パーシャル・リコンフィグレーションによるハードウェアの再構成を実装します。さらに、大幅な性能向上と消費電力の低減とともに、高速 FPGA ファブリックによるワークロードの高速化、プログラマビリティーによる柔軟な接続も実装します。

産業用モータードライブ

ASIC、ASSP、マイクロコントローラー、DSP デバイスに基づく従来のモーター制御ドライブ設計とは異なり、次に示す単一のインテル® FPGA プラットフォームを基盤とするモーター・ドライブ・システムは、モータードライブの多様なニーズに対応するスケーラブルなプラットフォームを提供します。

インテル® Cyclone® 10 GX FPGA を使用して設計すると、以下の機能が実現され、全体的なコストを削減できます。

  • システム・インテグレーション: 産業用ネットワーキング、機能安全、エンコーダー、電力ステージ・インターフェイス、DSP 制御アルゴリズムを 1 つのデバイスに統合することで、部品数 (BOM)、消費電力、信頼性の課題を削減します。
  • スケーラブルなパフォーマンス: 製品ライン全体で 1 つのスケーラブルなプラットフォームを使用できます。より高速かつ高度な制御ループによってパフォーマンスの向上を実現します。
  • 機能安全: コンプライアンスに要する時間と労力を削減します。インテルは、自社のデバイスとツールについて、機械指令 IEC 61508 安全規格の認証を業界で初めて取得した FPGA サプライヤーです。 
    •  インテルは、Nios® II プロセッサーによるロックステップ処理を開発しました。これにより、安全性設計者は安全認証の厳しい要件を満たしつつ、ソリューションを市場に投入できるようになりました。

SEU スクラブとパーシャル・リコンフィグレーションは標準機能としてサポートされています。

機能安全については、機能安全のウェブページを参照してください。

インテル® FPGA による産業用アプリケーションのサポートについては、産業機器概要のウェブページを参照してください。

業務用 AV

インテル® Cyclone® 10 GX FPGA は、ビデオと画像処理を電力、スペース、そしてコスト的に効率よく統合した業務用 AV 機器を最短時間で市場に投入できるようにします。

デジタル化と「ハドルルーム」と呼ばれる臨時会議スペースの増加傾向が、総所有コストの削減要求を促進しています。

インテル® Cyclone® 10 FPGA は、HDR ビデオを適切なコストでサポートすることで、HD ビデオシステムに最適化されたコスト重視のソリューションを提供します。また、1,866 Mbps で 72 ビット幅の EMIF インターフェイスにより、コスト効率に優れた高速フレームストアを実現し、 12.5 Gbps トランシーバーによって、シリアル・デジタル・インターフェイス (SDI) と DisplayPort* インターフェイスの両方のサポートを可能にします。

その他のエンドマーケット

その他のアプリケーションでインテル® Cyclone® 10 GX FPGA を使用する方法の詳細については、次のページを参照してください。