Le système sur module AMD Kria K24 Zynq Ultrascale+ cible les applications de contrôle moteur et DSP

Le système sur module AMD Kria K24 Zynq Ultrascale+ cible les applications de contrôle moteur et DSP

Le système sur module (SOM) AMD Kria K24 avec un MPSoC Zynq UltraScale+ personnalisé et le kit de démarrage des lecteurs KD240 sont conçus pour le développement d’applications industrielles et commerciales sensibles aux coûts.

Le nouveau Kria K24 fait environ la moitié de la taille d’une carte de crédit et utilise la moitié de la puissance du Kria K26 SOM, plus grand mais compatible avec les connecteurs, qui a été introduit en 2021 pour les applications de vision par ordinateur lorsque la société était encore connue sous le nom de Xilinx. Cela signifie que les cartes porteuses K26 existantes peuvent être réutilisées avec le SOM Kria K24 sans modifier le PCB, mais notez qu’il n’y a qu’un seul connecteur à 240 broches sur le nouveau module, plus un connecteur supplémentaire à 40 broches.

AMD Kria 24

Spécifications AMD Kria K24 :

  • MPSoC – Zynq Ultrascale+ XCK24 sur mesure
    • Processeur quadricœur Arm Cortex-A53 jusqu’à 1,3 GHz
    • Processeur temps réel Arm Cortex-R5F double cœur jusqu’à 533 MHz
    • GPU Mali-400 MP2 jusqu’à 600 MHz
    • Structure FPGA avec 154 000 cellules logiques
    • Processeur AMD Deep Learning – DPU B2304 avec 852 GOPS
    • SRAM sur puce de 9,4 Mbits (RAM distribuée et RAM bloc)
  • Mémoire système – 2 Go LPDDR4 32 bits à 1 066 Mbps avec ECC sur module de qualité industrielle
  • Stockage – à déterminer
  • 1 connecteur carte à carte à 240 broches et 1 connecteur carte à carte à 40 broches
    • Mise en réseau – Jusqu’à 4x Ethernet 1 Gbit/s (2x PS GEM, 2x PL GEM)​
    • Entraînement et contrôle du moteur – Onduleurs triphasés, codeur en quadrature, commande de frein, interface de capteur de couple​
    • USB-2x USB 2.0 / 3.0​
    • Autre – CAN, RS-485, GPIO, etc…
  • Sécurité – Norme CEI 62443 avec root de confiance matérielle (RSA, AES et SHA) ; périphérique TPM 2.0 discret
  • Dimensions (avec dissipateur de chaleur) – 60 x 42 x 11 mm
  • Deux versions
    • Commercial – plage de température de 0 à 85°C, garantie de 2 ans, durée de vie de 5 ans, disponibilité de 10 ans
    • Industriel – Plage de température de –40 à 100 °C, prise en charge de la mémoire ECC, garantie de 3 ans, durée de vie de 10 ans, disponibilité de 10 ans
Efficacité énergétique de latence du Kria K24
Latence et efficacité énergétique du Kira K24

Ce qui rend le K24 SOM particulièrement adapté aux applications de contrôle moteur et DSP est respectivement sa faible latence (120 ns) qui, selon AMD, est deux fois inférieure à celle des processeurs Texas Instruments AM64x, et sa haute efficacité pour le traitement DSP par rapport aux solutions basées sur GPU de NVIDIA. comme le Jetson TX2 et le Jetson Nano ne consommant que 2,5 W de puissance.

La comparaison de latence s’appuie sur les résultats de latence rapportés par TI pour une implémentation complète de boucle de contrôle sur une carte Texas Instruments TMDS64EVM utilisant
un test de Texas Instruments par rapport aux résultats de latence d’une implémentation complète d’une boucle de contrôle utilisant un algorithme de contrôle orienté champ conçu par Qdesys fonctionnant sur le kit de démarrage KD240. AMD affirme en outre que l’avantage en matière de latence s’améliore jusqu’à 7 fois à mesure que le nombre d’axes moteurs augmente. La consommation d’énergie au repos/par défaut a été mesurée avec l’utilitaire de plate-forme xmutil sur le SOM Kria K24 lors du chargement d’un flux binaire sur le SoM, AMD a pris le nombre publié par NVIDIA pour la puissance par défaut/au repos pour le Jetson Nano (10 W) et le Jetson TX2. (15W).

Le SoM Kria K24 exécute les distributions Linux PetaLinux ou Ubuntu Server 22.04 basées sur Yocto et prend en charge l’accélération matérielle prédéfinie avec les bibliothèques de contrôle de moteur Vitis. Des applications supplémentaires peuvent être installées à partir de l’App Store Kria, et Python et l’environnement MATLAB Simulink peuvent également être utilisés pour programmer le module et le kit de démarrage des lecteurs KD240 illustrés ci-dessous. Plus de détails sur le logiciel peuvent être trouvés dans le wiki.

Kit de démarrage pour variateurs Kria KD240

Spécifications du kit de démarrage des lecteurs KD240 :

  • SoM – Kria K24 SOM comme décrit ci-dessus équipé d’un dissipateur thermique
  • Stockage – Flash QSPI 512 Mbit, emplacement pour carte MicroSD tous deux amorçables
  • La mise en réseau
    • 2 ports PL Gigabit Ethernet RJ45 avec prise en charge des réseaux sensibles au temps (TSN) et EtherCAT
    • 1 port PS Gigabit Ethernet RJ45
  • USB – 2 ports USB 3.0 Type-A
  • Série – Borniers CAN Bus et RS485
  • Contrôle moteur
    • Connecteur du capteur de couple
    • Connecteur moteur triphasé
    • Connecteur de commande de frein​
      Connecteur de liaison CC
    • Connecteur QEI (Quadrature Encoder Interface) asymétrique
    • Connecteur différentiel QEI
  • Expansion
    • Connecteur PMOD 12 broches
    • Interface 1 fil
  • Débogage – connecteur JTAG, port micro USB pour JTAG/série
  • Divers – Connecteur ventilateur
  • Alimentation – prise CC
  • Dimensions – 124 x 142 x 37 mm
  • Poids – 237 grammes

Schéma fonctionnel du kit de contrôle de moteur AMD et de développement DSP

Les applications cibles incluent les systèmes de moteurs électriques, la robotique pour l’automatisation des usines, la production d’électricité, les transports publics tels que les ascenseurs et les trains, la robotique chirurgicale, les équipements médicaux (par exemple les lits IRM) et les stations de recharge pour véhicules électriques.

Le kit de démarrage des variateurs K24 SOM et KD240 est disponible à la commande dès maintenant, mais si la version commerciale du K24 est expédiée aujourd’hui, la version industrielle devrait commencer à être expédiée au quatrième trimestre. Le kit de démarrage Kria KD240 Drives peut être acheté pour 399 $ directement sur la boutique en ligne TI ou via des distributeurs, et un pack d’accessoires moteur de 199 $ peut être un ajout utile pour une évaluation rapide. De plus amples détails peuvent être trouvés sur la page produit et dans le communiqué de presse.

Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :

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