Catálogo de soluciones industriales de Altera
Descargue el nuevo catálogo de soluciones industriales todo en uno para que Altera® FPGAs aprenda a desarrollar sistemas de manera más rápida y eficiente.
Innove desde el perímetro hasta la nube en automatización industrial con Altera® FPGAs
Con Altera FPGAs, las industrias pueden desarrollar diseños seguros, confiables y optimizados.
Resolver los desafíos de la industria con Altera® FPGAs
Altera ofrece soluciones que permiten la innovación desde el perímetro hasta la nube en la automatización industrial. Gracias a nuestros FPGAs, las industrias pueden desarrollar diseños seguros, confiables y optimizados. Ofrecemos una amplia gama de dispositivos SoC integrados de núcleo FPGAs y ARM, herramientas, PI, soluciones de referencia, etc., que atienden a diversos casos de uso de aplicaciones, incluida la inteligencia artificial, la informática de borde y la robótica.
Energía inteligente
El uso de FPGAs en aplicaciones de energía inteligente aporta beneficios tales como rendimiento mejorado, flexibilidad, procesamiento en tiempo real, eficiencia energética, capacidades de integración, escalabilidad y seguridad mejorada. Estas ventajas contribuyen al desarrollo de sistemas de energía eficientes, confiables e inteligentes que pueden respaldar la generación, distribución y consumo de energía sostenibles y optimizados.
A medida que los vehículos de transporte están electrificados, la atención cambia del consumo de combustible al consumo de energía eléctrica y la eficiencia y el costo de los convertidores de potencia. La tecnología de carga rápida de CC (DCFC) se utiliza en estaciones de carga EV de nivel 3 donde la carga ocurre completamente dentro de la estación, y utiliza energía de CC, lo que permite a los usuarios cargar un EV en tan solo 30 minutos por completo.
FPGAs son únicos en permitir el control digital personalizado a frecuencias muy altas. Son beneficiosos para reducir el tamaño y el costo de los componentes pasivos y minimizar la pérdida de energía en la conversión de energía de CA / CC.
FPGAs también admiten la gestión de la batería. A diferencia de la carga con alimentación de CA, la carga rápida de CC corre el riesgo de sobrecargar las baterías de los vehículos eléctricos, lo que podría contribuir a su deterioro o pérdida de alcance con el tiempo. FPGAs admite baterías y BMS al proporcionar el cómputo necesario para distribuir uniformemente las cargas entre las celdas, eliminando la amenaza de deterioro y proporcionando una mayor longevidad a la batería.
Lea el libro electrónico de carga de vehículos eléctricos ›
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Vea el ejemplo de diseño del convertidor trifásico bidireccional de CA/CC ›
Producir sistemas solares o fotovoltaicos (PV) confiables, más eficientes y menos costosos es importante para hacer que la energía solar sea más competitiva. Esto plantea desafíos en el diseño de la arquitectura del inversor solar para satisfacer las siguientes demandas:
- Fiabilidad y larga vida útil para suministrar fuentes de energía renovables distribuidas con generación de energía central para las crecientes necesidades de energía.
- Mayor eficiencia y menores costos unitarios utilizando algoritmos de control avanzados y topologías de energía como el transistor bipolar de puerta aislada de 3 niveles (IGBT) y los SiC-FETs de banda ancha.
- Cumplimiento del código de red local, que incluye monitoreo y control de la calidad de la energía.
En el pasado, las arquitecturas tradicionales de inversores fotovoltaicos consistían en un DSP para el seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) y el control CC-CC, una FPGA para el control CC-CA y quizás una MCU separada para manejar las comunicaciones del sistema. Estos tres componentes separados del sistema se pueden agregar a un FPGA de Altera integrando el bucle de control DSP, la conversión y las comunicaciones DC-DC y DC-AC, todo en un solo dispositivo.
La distribución de energía eléctrica y la gestión de redes eléctricas están experimentando una transformación y se han convertido en el foco de nuevos enfoques tecnológicos por varias razones:
Equipo de envejecimiento.
Los recursos energéticos distribuidos (DER) contribuyen a la inestabilidad de la red, por ejemplo, debido al creciente número de paneles solares que devuelven la electricidad a la red y cargan vehículos eléctricos en sus garajes.
Cumplimiento del código de red local, que incluye monitoreo y control de la calidad de la energía.
Empresas de servicios públicos que buscan confiabilidad, reducción de Capex/Opex y ahorro de costos inmobiliarios.
Estandarización de equipos por parte de las empresas de servicios públicos para evitar el bloqueo de proveedores.
Altera FPGAs son ideales para una red eléctrica que se transforma recientemente. Satisfacen los requisitos de conmutación real en una red redundante. Nuestros FPGAs cumplen con los requisitos de rendimiento del tráfico Ethernet Gbps con redundancia HSR/PRP y la evolución de los estándares HSR/PRP.
Ver el ejemplo de diseño FRS (Flexibilis Redundant Switch) ›
Primeros pasos
Convertidor trifásico Boost bidireccional CA/DC
Este ejemplo de diseño demuestra una implementación de un convertidor CA/CC bidireccional de impulso trifásico para la carga de vehículos eléctricos. Los kits de desarrollo FPGA SoC MAX® 10 y Cyclone® V son los dispositivos de destino para este diseño de referencia.
Convertidor CC-CC MAX® 10
El ejemplo de diseño muestra un controlador digital que puede controlar un convertidor híbrido CC-CC con control de voltaje variable (VVC). El diseño utiliza DSP Builder for FPGAs (Advanced Blockset) para simular y sintetizar el control VHDL. El diseño apunta a la placa de desarrollo de FPGA MAX 10.
FRS (Conmutador redundante Flexibilis)
FRS es un núcleo IP que proporciona funcionalidad HSR / PRP, que admite un conmutador de capa 2 de 3 a 8 puertos a velocidad triple (1Mbps / 10Mbps / 1 Gbps). Puede acceder al kit de evaluación, al manual del usuario y a los diseños de referencia de TTTech.
Documentos técnicos
Robótica
FPGAs aportar beneficios a las aplicaciones robóticas como baja latencia, seguridad funcional, cómputo determinista, conectividad y más. Admiten robots estáticos y móviles como AMR, AGV y brazo robótico de 6 ejes. Ofrecemos varias soluciones robóticas.
Los robots son cada vez más frecuentes en el lugar de trabajo industrial. Los robots industriales de súper alta velocidad manejan tareas difíciles y peligrosas como ensamblajes, soldaduras y pick-and-place. Los robots colaborativos, o cobots, trabajan mano a mano con los humanos, lo que requiere un entorno funcionalmente seguro. Los robots móviles autónomos (AMR), muchos guiados por visión, funcionan individualmente y en enjambres de control de nubes.
Altera FPGAs proporcionar las necesidades de los robots industriales a través de:
- Computación determinista: aporta ventajas de precisión y control de motores multieje a la robótica, lo que reduce significativamente el costo de la lista de materiales y reduce la latencia para mejorar la precisión.
- Conectividad: Las redes sensibles al tiempo (TSN) coordinan los ejes múltiples de un solo robot y entre varios robots.
- Seguridad funcional: Elpaquete de datos de seguridad funcional (FSDP) y el concepto de seguridad CAT3 PLD certificado por TÜV Rheinland proporcionan funcionalidad FuSa y aceleran el tiempo de comercialización al comprimir los ciclos de certificación para los clientes.
Junto con Altera® FPGA paquete de IP de procesamiento de video y visión, el kit de herramientas OpenVino™y el paquete de IA FPGA, puede implementar la funcionalidad de visión más allá de la inspección de color y forma, como la detección de riesgos de seguridad y el reconocimiento/clasificación de objetos.
Yaskawa: Intel® FPGA en controladores de robots
Yaskawa implementa Altera FPGAs en sus controladores de robots de alto rendimiento para el servocontrol y la seguridad funcional.
Veo Robotics: Sistema de protección 3D FreeMove
Veo Robotics utiliza Altera FPGAs para habilitar su sistema de protección 3D Veo FreeMove* para una colaboración flexible entre robots y humanos.
Primeros pasos
Ejemplo de diseño Agilex™ 5 FPGA Drive-On-Chip
Este diseño de referencia comprobado y de larga data para el control de motores multieje con la mejor frecuencia de control/bucle de su clase, incluido un modelo de motor DSP Builder, ahora está disponible para Agilex 5.
Agilex™ 5 FPGA Drive-On-Chip con ejemplo de diseño de seguridad funcional
Este diseño demuestra el logro de la certificación de seguridad IEC 61508 SIL 2 e ISO 13849 Cat 3 PLd utilizando dispositivos Agilex™ 5 SoC. El diseño se basa en el concepto de seguridad TÜV Rheinland Cyclone V SoC FPGA Cat 3 PLd y SIL 2.
Ejemplo de diseño Agilex® 7 FPGA Drive-on-Chip
Este diseño de referencia de control de motor drive-on-a-chip es un sistema de accionamiento integrado en un dispositivo Agilex 7. Demuestra el control síncrono de hasta dos motores síncronos trifásicos de imanes permanentes (PMSM) o motores de CC sin escobillas (BLDC). El diseño se puede adaptar a otros tipos de motor.
Ejemplo de diseño Agilex™ 7 FPGA Safe Drive-On-Chip
Este diseño amplía el ejemplo de diseño Drive-on-Chip existente para dispositivos Agilex 7. Incluye una función de seguridad que demuestra cómo los dispositivos SoC Agilex™ 7 pueden lograr la certificación de seguridad IEC 61508 SIL 2 o ISO 13849 Cat 3 PL d basada en el concepto de seguridad FPGA Cyclone V SoC aprobado por TÜV Rheinland.
Ejemplo de diseño Drive-on-chip de Cyclone® V y MAX® 10 FPGAs
Este diseño de referencia de control de motor drive-on-a-chip es un sistema de accionamiento integrado en un solo SoC Cyclone V o MAX 10 FPGA. Implementa un control de campo orientado (FOC) de uno o varios ejes que admite el control simultáneo de hasta cuatro motores síncronos de imanes permanentes.
Descargue el ejemplo de diseño para el sistema integrado en chip Cyclone V ›
Visión artificial e inteligencia artificial
FPGA permite la ingesta directa de datos, el procesamiento de imágenes canalizadas y la implementación de IA con deterministas y baja latencia.
La tecnología de visión artificial está evolucionando rápidamente para lograr una mayor resolución de imagen, mayores velocidades de fotogramas, la adopción de nuevas interfaces y la adopción de IA.
Las cámaras y otros equipos utilizados en la visión artificial realizan una variedad de tareas diferentes, como procesamiento de señales de imagen (ISP), transporte de video, conversión de formato y análisis. Debido a las frecuentes mejoras tecnológicas en los sensores de las cámaras, el avance del aprendizaje artificial y el análisis de video basado en el aprendizaje profundo, Altera FPGAs desempeñar un papel clave en las cámaras de visión artificial, los capturadores de fotogramas y los controladores de visión de próxima generación:
- Flexibilidad para interactuar con muchos tipos de sensores de imagen y dispositivos de sistema de MV.
- Procesamiento rápido para incorporar un canal completo de sensores de imagen (ISP) que incluye técnicas como corrección de píxeles defectuosos, corrección gamma, corrección de rango dinámico y reducción de ruido.
- Compatibilidad con marcos, modelos y topologías de aprendizaje profundo de IA para implementar aceleradores de inferencia de redes neuronales convolucionales (CNN) basados en FPGA.
Más información sobre FPGA AI Suite ›
Obtenga más información acerca de FPGA Video and Vision Processing IP Suite ›
Hamamatsu Photonics: cámaras industriales de alto desempeño
Hamamatsu seleccionó las FPGAs Arria® 10 y Cyclone® 10 para las cámaras científicas ORCA-Quest* de alto desempeño y los nuevos sistemas de inspección de alimentos por rayos X debido a sus capacidades de procesamiento de imágenes en tiempo real e interfaces de gran ancho de banda.
Critical Link LLC: MityCAM
Critical Link LLC integra Altera FPGA AI Suite en su kit de evaluación de cámara MityCAM para el sensor de imagen Canon 5MP con interfaz USB3 Vision. También utiliza Arria® FPGA SoC para realizar la detección de objetos, cargas de trabajo de procesamiento de imágenes e interfaz de sensor/pantalla, todo en un solo chip.
Introducción al ejemplo de diseño de procesamiento de señales de imagen (ISP)
Cree sus productos de cámara avanzados con una colección de Altera FPGA núcleos IP. Con tiempo real personalizado, procesamiento de imágenes y video de baja latencia, y facilidad de uso con interfaces de programación (API) enriquecidas e interfaces estándar, estos núcleos de IP permiten un proceso plug-and-play que acelera el tiempo de comercialización del producto ISP.
Inicie sesión en su cuenta intel.com para descargar el ejemplo de diseño › o
Fabricación inteligente
FPGAs permiten la integración perfecta de diversos componentes y sistemas, como sensores, actuadores y algoritmos de aprendizaje automático, lo que facilita la toma de decisiones inteligentes, el mantenimiento predictivo y el control adaptativo en entornos de fabricación inteligentes.
Los motores y accionamientos impulsan innumerables procesos industriales en producción, ensamblaje, empaque, robótica, control numérico computarizado (CNC), máquinas herramienta, bombas y ventiladores industriales. Estos sistemas accionados por motores representan más de dos tercios del consumo de energía industrial, lo que hace que sus operaciones eficientes sean vitales para las ganancias de la fábrica.
El diseño de sistemas de control de movimiento y control de motor con Altera FPGAs y SoC FPGAs puede resultar en una reducción significativa en el costo total de propiedad a través de:
- Integración del sistema: Reduzca la lista de materiales (BOM), el consumo de energía y los desafíos de confiabilidad mediante la integración de redes industriales, seguridad funcional, codificador e interfaces de etapa de potencia, y algoritmos de control de procesamiento de señales digitales (DSP) en un solo dispositivo.
- Desempeño escalable: Utilice una única plataforma escalable en todas las líneas de productos. Logre un mayor desempeño con bucles de control determinista más rápidos y avanzados.
- Seguridad funcional: Reduzca el tiempo y el esfuerzo de cumplimiento con dispositivos y herramientas que cumplan con los estándares de seguridad IEC61508 de la Directiva de Máquinas.
El controlador lógico programable (PLC) es una computadora industrial utilizada para controlar la automatización de procesos industriales. PLC es un dispositivo de estado sólido basado en computadora que está diseñado para soportar las duras condiciones de fábrica y llevar a cabo el monitoreo y control en tiempo real de diferentes procesos industriales.
Los PLC se utilizan ampliamente en casi todos los procesos industriales, pero los sistemas actuales suelen estar optimizados para un dominio específico como un sistema cerrado. A medida que la Industria 4.0 impulsa una mayor automatización en múltiples dominios a través de la red, los PLC se están integrando en plataformas informáticas más grandes (como las computadoras de borde) como una función de software para permitir la consolidación de la carga de trabajo.
FPGAs se utilizan comúnmente para expansión de E/S, Ethernet industrial y dispositivos de comunicación de bus de campo para permitir la computación en paralelo determinista y de baja latencia de PLC. Además, FPGA se utiliza para la seguridad funcional, ya que algunos PLC se utilizan para aplicaciones críticas para la seguridad. Intel y sus socios ofrecen una variedad de núcleos de PI, así como SKU con certificación de seguridad y un paquete de datos de seguridad funcional.
Solución de TSN de Intel y TTTech
IEEE 802.1 TSN permite la combinación de soluciones de hardware y software industriales de diferentes proveedores que proporcionan una conectividad determinista en tiempo real.
Altera y TTTech Industrial Automation AG proporcionan una solución lista para usar sin tarifas de licencia por adelantado, sin informes de regalías por unidad y sin negociaciones prolongadas.
La solución TTTech TSN IP para Intel® FPGA admite:
Punto final conmutado de 3/5 puertos a 10/100/1000 Mbit/s
IEEE 802.1 AS, IEEE 802.1 CB, Qbv, Qbu, Qcc
Linux* kernel 4.14 LTS
- Corte, almacenamiento y reenvío
Soluciones Ethernet industriales con Altera y suavizado
Para una integración perfecta del Ethernet industrial heredado a su diseño, Altera y Softing Industrial Automation GmbH proporcionan una solución lista para usar sin tarifas de licencia iniciales, sin informes de regalías por unidad y sin negociaciones prolongadas.
Esta solución contiene los protocolos Profibus, Profinet, EtherCAT, EtherNet/IP y Modbus. El seguimiento de las licencias se realiza mediante un CPLD de seguridad externo que desbloquea la IP del protocolo cargada en el FPGA en el momento del arranque.
SoM integrado Exor (sistema en módulo)
Exor proporciona Altera SoMs y RRK desplegables en producción basados en FPGA para protocolos TSN y brownfield que ya han demostrado su uso para casos de uso de fabricación, con una calidad sólida y soporte de ciclo de vida largo.
ISO 13849-1 Cat. 3 PLd
Nuestro concepto técnico de seguridad describe cómo lograr un gato. 3 PL d reducción de riesgos equivalente según ISO 13849-1 e IEC 61508 SIL 2, revisada y aprobada por TÜV Rheinland. Demuestra una posible implementación de un sistema basado en un FPGA de sistema integrado en chip Altera, utilizando el ejemplo de un FPGA de sistema integrado en chip Cyclone® V y un dispositivo de lógica de seguridad externa (ESL) para la automatización de procesos industriales y la aplicación de seguridad de maquinaria.
Paquete de datos de seguridad funcional (FSDP)
Mediante la certificación de herramientas y dispositivos y la orientación de nuestro paquete de datos de seguridad funcional certificado de nivel 3 (SIL3), los desarrolladores pueden acortar el tiempo de desarrollo de IEC 61508 y reducir los riesgos de certificación en muchas aplicaciones industriales críticas para la seguridad.
Además, el flujo de diseño de separación de seguridad conserva el beneficio FPGA de actualizaciones rápidas y correcciones de errores, al tiempo que reduce la necesidad de una recertificación completa del diseño.
Placa de referencia de seguridad SafeFlex de NewTec
Para reducir aún más el esfuerzo de diseño del cliente en diseños de seguridad que requieren la certificación IEC 61508 hasta SIL3 e IEC 13849 PLe Cat 4, Altera y NewTec se han asociado para desarrollar la placa de referencia de seguridad funcional SafeFlex.
Potenciar los equipos de fabricación de semiconductores con FPGAs
Este documento técnico propone integrar Altera FPGAs en los escritores de máscaras y las herramientas de inspección de superficies para mejorar el rendimiento de la máquina y, por lo tanto, ayudar a las fundiciones de todo el mundo a satisfacer la demanda de chips.
Flex: FPGAs Intel® en una fábrica inteligente
Este documento técnico explica el enfoque innovador de Flex para lograr la transformación de la Industria 4.0 para su línea de tecnología de montaje en superficie (SMT), que se basa en Altera FPGAs.
V-Sync: Control del motor de máquina expendedora inteligente por V-Sync
V-Sync implementa el control del motor de 12 puertos I2C en sus máquinas expendedoras inteligentes mediante el uso de un FPGA de Altera que ofrece funciones de control y capacidad de respuesta en tiempo real.
Notas de soluciones
Documentos técnicos
- IP de interfaz de codificador de posición multiprotocolo ›
- Mantenimiento basado en la condición para la fabricación ›
Conectividad industrial
Redes sensibles al tiempo: de la teoría a la implementación en la automatización industrial ›
OPC UA TSN: Una nueva solución para la comunicación industrial ›
Seguridad funcional
Reducción de los pasos para lograr la certificación de seguridad ›
Una metodología validada para diseñar sistemas industriales seguros en un chip ›
Desarrollo de sistemas de seguridad funcional con FPGAs calificados por TUV ›
8 razones para usar FPGAs en aplicaciones de seguridad funcional IEC 61508 ›
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