作者:VÃctorMayoral-Vilcheså’ŒGiulioCorradi,賽éˆæ€å…¬å¸
èœé³¥(niÇŽo)agv分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人連載四:如何ç†è§£é¢å‘æ©Ÿ(jÄ«)器人的“軟件定義硬件â€
è¡“(shù)語(yÇ”)“軟件定義硬件software-definedhardwareoâ€å¾€å¾€æŒ‡å°‡æ‡‰(yÄ«ng)ç”¨æ˜ å°„è‡³FPGA,從而通éŽ(guò)軟件創(chuà ng)建é‹(yùn)行時(shÃ)å¯é‡é…置硬件。軟件定義硬件旨在實(shÃ)ç¾(xià n)特定算法或計(jì)ç®—çš„é‹(yùn)行時(shÃ)效率最大化,是基于固定的馮諾ä¾æ›¼è¨ˆ(jì)算架構(gòu)çš„CPUå’ŒGPU或是æˆæœ¬é«˜ã€åŒæ¨£åŠŸèƒ½ä¸å¯è®Šçš„ASIC的替代產(chÇŽn)å“ã€‚å› æ¤ï¼Œé¢å‘æ©Ÿ(jÄ«)器人的軟件定義硬件,應(yÄ«ng)被ç†è§£æˆèƒ½å¤ 通éŽ(guò)軟件é‡æ–°ç·¨ç¨‹å’Œé©é…çš„é‹(yùn)行時(shÃ)å¯é‡é…置機(jÄ«)器人硬件。。
傳統(tÇ’ng)çš„æ©Ÿ(jÄ«)器人軟件編程是在é (yù)定義的架構(gòu)和約æŸæ¢ä»¶ä¸‹ï¼Œåœ¨çµ¦å®šæ©Ÿ(jÄ«)器人的CPUä¸é€²(jìn)行功能編程。æ£å¦‚å‰æ–‡æ‰€è¿°ï¼Œä¸€æ—¦æ©Ÿ(jÄ«)器人é‡åˆ°é©é…需求,就會(huì)å°Ž(dÇŽo)致復(fù)雜的系統(tÇ’ng)集æˆæ“作。然而如果使用FPGA,構(gòu)建機(jÄ«)器人的行為就是為解決任務(wù)的架構(gòu)編程。機(jÄ«)器人架構(gòu)師å¯ä»¥ç´”粹從軟件創(chuà ng)建自己的硬件è¨(shè)計(jì),并å¯ä»¥é€šéŽ(guò)å„種平臺(tái)完æˆäº¤ä»˜ï¼Œå¦‚圖1所示。
å¿«éžåˆ†æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人發(fÄ)展趨勢(shì)ä¸åœ‹(guó)分æ€æ©Ÿ(jÄ«)器人的痛點(diÇŽn)圖1:賽éˆæ€è‡ªé©æ‡‰(yÄ«ng)計(jì)算解決方案
å°(duì)于機(jÄ«)器人專家來(lái)說(shuÅ),有三種與FPGA技術(shù)交互的途徑。首先是芯片級(jÃ)入手的方法,既將片上系統(tÇ’ng)集æˆåˆ°å®šåˆ¶è¨(shè)計(jì)çš„PCBä¸ï¼Œä»¥æ»¿è¶³æ‡‰(yÄ«ng)用需求。這種方法最é©åˆæ©Ÿ(jÄ«)å™¨äººåˆ¶é€ å•†ï¼Œæ˜¯å¤§æ‰¹é‡å’Œæˆæœ¬å„ª(yÅu)化型批é‡çš„ç†æƒ³é¸æ“‡ã€‚第二種方法是采用系統(tÇ’ng)模塊,將é (yù)è£é…電路æ¿æ’入定制的承載電路æ¿ã€‚SOMå¹«åŠ©ç¡¬ä»¶å·¥ç¨‹å¸«åŠ å¿«ç”¢(chÇŽn)å“é–‹(kÄi)發(fÄ)速度,將他們從計(jì)算平臺(tái)上解放出來(lái),把精力集ä¸åœ¨æ›´æœ‰åƒ¹(jià )值的創(chuà ng)新上。第三種方法是采用已經(jÄ«ng)集æˆå¤§é‡å¤–è¨(shè)的完全è£é…好的電路æ¿ã€‚å°(duì)于高計(jì)ç®—å¼·(qiáng)度的é‹(yùn)算而言,å¯ç›´æŽ¥æ’入工作站的完整電路æ¿ä»£è¡¨äº†æœ€ä½³çš„權(quán)è¡¡å–èˆã€‚
è¦é»ž(diÇŽn)總çµ(jié):傳統(tÇ’ng)çš„æ©Ÿ(jÄ«)器人軟件編程是在é (yù)定義的架構(gòu)和約æŸæ¢ä»¶ä¸‹ï¼Œåœ¨çµ¦å®šæ©Ÿ(jÄ«)器人的CPUä¸é€²(jìn)行功能編程。而采用自é©æ‡‰(yÄ«ng)計(jì)ç®—åŽï¼Œæ§‹(gòu)建機(jÄ«)器人行為則是å°(duì)架構(gòu)的編程。
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