Xilinx 扩展生态系统重塑嵌入式视觉、工业物联网 (IIoT) 系统设计的未来

拥有前所未有的软件智能、硬件优化和任意互连水平的系统正在重塑嵌入式视觉和工业物联网 (IIoT) 的未来。赛灵思于今年 2 月在德国纽伦堡举办的嵌入式世界大会上宣布其已强化并扩展了生态系统，为基于赛灵思 All Programmable 器件的工业物联网(IIoT)和嵌入式视觉系统开发提供更强大的支持。赛灵思及其生态系统合作伙伴在这次展会上演示了多种解决方案，这些解决方案让用户各类更智能、互联互通和高度差异化系统的开发更加简单容易。

赛灵思在嵌入式世界大会所发布的生态系统包括赛灵思在去年实现的三大里程碑。其中包括， 2015 年 3 月 9 日赛灵思宣布推出 SDSoC? 开发环境，支持用 C/C++ 语言编写程序的软件设计人员能够使用赛灵思 Zynq?-7000 SoC。该设计环境针对的是那些算法开发人员， 使其无需深入底层和使用 Verilog 或 VHDL 修改硬件，但又能从赛灵思器件卓越的性能和出众的性能功耗比中受益;2015 年 9 月 30 日赛灵思宣布其已经开始发货 Zynq UltraScale+? MPSoC;接着在 2016 年 2 月 16 日，赛灵思宣布强化和扩展生态系统，进一步支持嵌入式视觉和工业物联网领域的 Zynq 设计。

工业/嵌入式视觉和工业物联网 (IIoT) 领域新涌现的激动人心的应用，涵盖了工业、科研、医疗、专业音/视频、消费电子、航空航天与军用，以及汽车等各个细分市场。

阻碍发挥赛灵思 All Programmable 器件卓越性能和出色性能功耗比优势的主要障碍，一直都是编程的模式。

C/C++ 用户更习惯于为 CPU (最近更多为 GPU)编写代码。借助赛灵思面向软件定义硬件开发的 Vivado? 高层次综合 (HLS) 工具和面向软件定义系统开发的 SDx? 开发环境，将有更多系统开发人员能够用上赛灵思 Zynq-7000 SoC 和 Zynq UltraScale+ MPSoC 系列中的软件定义 All Programmable 器件。通过扩展生态系统，赛灵思正在让自己的 All Programmable 器件的使用和 CPU 以及 GPU 一样方便，而且性能功耗比更高一筹。

嵌入式视觉和工业物联网 (IIoT) 系统的流水线有很多共同点。两者都是从感应和数据采集开始的。对嵌入式视觉系统，该数据的形式为一系列图像或一个视频流。工业物联网系统的感测数据包括视频，但还覆盖一长串其他感测到的参数，包括加速度和振动、声音/超声波、化学与气体、电/磁、流体、力、负载、扭矩与应变、湿度与水分、泄漏与水平、机器视觉、光、运动、速度与位移、位置、存在与接近度、压力和温度。

　　正在兴起的传感器融合需求

多类嵌入式视觉和工业物联网系统要求传感器融合，或将来自多个不同类型传感器的数据处理和融合为行动信息。 对于嵌入式视频系统，多个视频流可以整合生成更可用或更有用的视频流。例如车载视频系统往往将来自四个、五个、六个或更多视频摄像头的视频流结合起来，生成一个鸟瞰图，为驾驶员提供 360 度 2D 平面或 3D 球面全视觉。视觉系统既驱动本地显示，也发送本地处理的视频到云端中供进一步处理，或者与其他视频流整合，以及存储等。

工业物联网(IIoT) 系统可将视频与其它感测到的数据整合在一起,以定义必须采取的行动。例如片上系统工程(SoC-e;第 14 页文章)提供的新型 CPPS-Gate40 智能门户采用工业控制系统中常见的各种 I/O 端口，结合本地高速数据处理，并将结果数据放置在使用高可用无缝冗余/并行冗余协议 (HSR/ PRP) 的双冗余光学以太环网上。

工业物联网系统的典型特性是能够使用感测到的数据实现依靠云处理和决策所无法做到的高速实时控制。

当然有许多使用 CPU 或 GPU 设计此类系统的备选方法，但在用户设计差异化系统时赛灵思 Zynq-7000 SoC 和 Zynq UltraScale+ MPSoC 能带来多种明显的优势和好处：

1. 最高性能功耗比。赛灵思 All Programmable 器件把硬件、软件和 I/O 编程功能完美结合在一起，让用户能够将双芯片、三芯片或四芯片设计集成为单芯片，在降低功耗的同时最大化系统性能。