FPGA在边缘计算大时代下的正确打开方式

（文章来源：与非网）

5G时代和工业领域最相关的技术就是边缘计算。其实，得益于技术本身拥有的及时处理和分析功能，边缘计算很可能充斥在每一个和物联网挂钩的领域。

最新研究表明，2019 年全球物联网的连接设备数量超过 80 亿。随着每秒有 100 多个新的物联网设备连网，随着技术的进步，物联网的采用率在逐渐提高，预计物联网设备的数量将成倍增长。同时，随着用户数据量的增加，越来越多的人使用边缘计算来优化连网设备和应用程序。将计算移到边缘端可以大大减少网络延迟和带宽使用。

“是的，5G 将使无线功能更接近家庭和工厂环境，从而更充分地利用边缘计算+云计算的混合方案，这将产生新的应用需求，尤其是在边缘侧。”高云半导体国际营销总监 Grant Jennings 讲到。

从概念上讲，边缘计算是相对云计算而言的。云计算是一种集中式服务，所有数据都通过网络传输到云计算中心进行处理，这样的方式让云计算面对未来更加巨量的数据时会有带宽和算力的问题。而边缘计算是对这一不足的很好补充。Grant Jennings 指出：“虽然术语 ‘边缘计算’相对较新，但对于边缘计算的应用其实很早就开始了。数据中心启用了新的、改进的方法来为连接设备执行计算，这样的方式不会消失，因为不同的设备具有不同的功能，有着不同的计算需求。未来，数据中心将继续以混合方式发展，并为边缘设备提供帮助。在这种混合模型中，系统将根据应用的功耗、成本、外形尺寸和性能需求而配备相应数量的边缘计算算力和云计算算力。”

Grant Jennings 认为边缘计算和云计算混合的方式将成为未来的主流。“可以执行边缘计算且具有云连接性的处理系统是理想的，因为产品开发人员可以根据时间的推移和技术的进步创建可立即部署的新产品，进而提高边缘计算的质量和数量。”他讲到。

Grant Jennings 表示，FPGA 可以帮助客户面对边缘计算+云计算新的混合需求。“FPGA 拥有高灵活性的 IO，更低的计算功耗，以及具有独立、并行和流水线的计算功能，非常适合满足边缘设备的计算需求。”他说到。高云半导体是一家专业从事国产现场可编程逻辑器件(FPGA)研发与产业化的高科技企业。在边缘计算领域，高云半导体选择用 FPGA 帮助客户解决各种技术和应用挑战。通过 Grant Jennings 的描述我们了解到：

高云半导体为面向边缘的应用提供了基于闪存和 SRAM 的 FPGA，在低成本、低功耗和小尺寸器件应用中提供独特的功能。边缘计算通常需要用于照相机、麦克风、IMU 和其他传感器的专用接口，需要能够卸载串行处理时计算量大的处理器算法。高云半导体提供的 FPGA 具有非常灵活的 IO，允许连接到几乎任何类型的接口，例如并行、MIPI CSI-2、sub-lvds 和 HiSPi。同时，高云半导体的 FPGA 还提供高 IO 计数，从而可以处理许多传感器，例如 I2S 麦克风。大量灵活的 IO 以及独立并行处理和传输来自多个传感器节点的数据的能力，使高云半导体的产品成为边缘计算的理想选择。

为满足低功耗需求，高云半导体的 FPGA 器件具有内置的电源管理功能，可在不使用时关闭设备电源。高云半导体还拥有基于低功耗构建的设备，该设备就像永远在线的传感器集线器，可以一直打开，只需要非常低的功率来处理传感器输入，并根据需要唤醒系统中的各种更高功率组件。

为了满足边缘和物联网设备的安全需求，高云半导体发布了 SecureFPGA 产品，该产品采用 SRAM PUF(物理不可克隆功能)技术。该器件基于根密钥对提供各种反克隆和用户安全功能，而该根密钥对是在加电时根据单个设备的固有半导体特性生成的，而不是将安全数据存储在闪存中。SecureFPGA 提供了在加电时生成的设备唯一身份，以在设备内以及向系统的其余部分提供 RoT(信任根)。

通常，FPGA 用于将一种工业标准转换为另一种工业标准。 例如，FPGA 通常用于从一个摄像机或显示接口转换为另一个。 随着边缘系统的成熟，常见的元素自然会被标准化。 FPGA 将继续协助为这些标准化系统添加独特和差异化的功能。

高云半导体发现具有 SecureFPGA 功能的 FPGA SoC 可以很好地解决动态调度问题。 该 SoC 的 FPGA 部分可用于前端处理，而 Arm Cortex-M3 处理器可在与系统其余部分进行通信之前对连接进行身份验证并加密数据。

高云半导体致力于为中国边缘计算市场提供可编程的硬件解决方案。用于边缘计算的可编程硬件的好处在于，随着新技术的发展，系统可以轻松适应新的需求、应用和功能，而不会带来巨大的成本负担。 因此，使用高云半导体的设备在中国的边缘计算市场将出现显着增长，高云半导体将继续通过 SecureFPGA 和 GoAI 等解决方案来赋能这一市场。
       （责任编辑：fqj）