锁定三大应用 SoC FPGA扩张工控版图

    SoC FPGA将大举进军机器视觉、马达控制和工业乙太网路等工厂自动化应用。FPGA开发商正纷纷祭出SoC设计策略，透过整合多核心CPU、数位讯号处理器和微控制器等运算核心，强化处理效率并增进高阶演算法支援能力，进而满足工厂自动化设备对即时且高精准度控制、多元通讯协定支援和大量资料同步的开发需求。

    Altera工业市场亚太区首席经理江允贵认为，处理器的功能安全性和长期供货能力，亦是工业自动化系统开发商评选元件的重要考量。

    Altera工业市场亚太区首席经理江允贵表示，随着亚洲人力雇用成本攀升，加上北美大力推行制造业回流政策，全球主要3C产品制造工厂以机器取代人工的需求已日益殷切，激励欧美、日本和台湾工业设备大厂加紧研发机器手臂、机器人与产线自动化设备，因而带动庞大的马达控制、机器视觉和工业乙太网路解决方案导入需求。

    事实上，马达控制、机器视觉及工业乙太网路交换器系工厂自动化不可或缺的三大环节，商机快速升温。然而，自动化也意味着系统须具备极高精确度、超低功耗，才能真正取代人工；同时，主控和从属设备的时序同步和控制即时性须达到一定水准，以避免影响产线运作效率和良率，因此工厂自动化设备内建处理器的规格要求相当严格，驱动晶片商布局更高功能整合度的SoC方案。

    江允贵指出，工厂自动化涵盖的技术层面相当广，除引发系统处理器设计革命外，亦牵动韧体、复杂软体演算法和开发工具的发展需求；因此，即便既有的DSP或MCU供应商纷纷祭出高效能的多核心方案，但针对工控自动化应用，整体性能仍捉襟见肘；若晶片商、系统厂为解决处理器性能不足问题而开发专属的特定应用积体电路(ASIC)，又将耗费大量时间和金钱，因此正逐渐转搭SoC FPGA，以兼顾产品性能、成本效益和上市时程。

    SoC FPGA整合可编程逻辑和多核CPU、DSP或软核(Soft-core)MCU，兼具高速逻辑运算、即时控制与平行处理优点，可支援快速傅立叶转换(FFT)等高阶演算法，并缩减大量资料乘加运算的功耗。此外，其透过FPGA的软体可编程特性，更有助扩充Ethernet/IP、EtherCAT、Powerlink及Profinet(RT/IRT)等多元工业乙太网通讯协定，以提高系统设计弹性和延展性；因此，包括Altera、赛灵思(Xilinx)皆力推SoC FPGA设计架构，卡位工厂自动化商机。

    据悉，西门子(Siemens)、艾波比(ABB)等欧洲自动化解决方案供应商均已采用内建多核心CPU的SoC FPGA，开发马达控制和运动控制(Motion Control)方案，确保机器人或机器手臂内建多个马达的同步控制精确度，并减低运动角度、距离误差，以执行更精密的生产作业。此外，欧美及日本大厂也利用整合硬核DSP的SoC FPGA，发展支援高画质(HD)，甚至FHD规格的机器视觉设备，全面强化工厂自动化系统的「大脑」和「眼睛」功能。