로봇 공학용 FPGA: 결정론적 AI, 정밀 동작 및 실시간 감지

현대 로봇은 실시간으로 보고 생각하고 행동해야 합니다. Altera의 FPGA는 결정론적 대기 시간, 병렬 데이터 흐름 및 재구성 가능한 I/O를 고유하게 결합하여 ML 인식, 고속 제어 및 다양한 센서 인터페이스를 단일 에지 장치에 통합해야 하는 로봇 공학 팀에 이상적인 플랫폼을 제공합니다. 이는 Altera의 FPGA AI Suite가 제공하는 장점을 반영합니다. 빠른 모델 변환, 하드웨어 없이 검증 가능한 기능, 푸시 버튼 방식의 IP 통합은 로봇 공학 워크로드에도 적용할 수 있습니다. Altera는 로봇 설계의 모든 측면을 "Altera® 로봇 공학 솔루션 스택"에 통합했습니다. 하드웨어, 소프트웨어 및 IP 블록으로 구성된 계층형 프레임워크로, 이를 통해 로봇을 구현할 수 있습니다.

Altera 로봇 공학 솔루션 스택에 대해 자세히 알아보세요. AI, 센서 및 실시간 제어를 위한 FPGA 로봇 공학 솔루션 스택

FPGA 기반 로봇 공학을 사용하는 이유?

감지: 로봇 공학은 감지에서 시작됩니다. FPGA는 카메라와 LiDAR를 비롯해 힘, 토크, 동작 센서에 이르기까지 다양한 센서 데이터의 초저 대기 및 결정론적 방식으로 처리할 수 있도록 합니다. FPGA는 대규모 병렬 처리와 하드웨어 수준의 가속을 통해 고대역폭 데이터 스트림을 실시간으로 처리합니다. 이를 통해 전력 및 대기 시간 제약이 엄격한 환경에서도 정확하고 동기화된 신뢰성 높은 감지를 보장합니다.

사고: 첨단 로봇 공학은 빠르고 예측 가능한 의사 결정을 필요로 합니다. FPGA는 실시간 연산에 최적화되어 있어 센서 융합, 궤적 생성, 운동학 및 머신 러닝 추론과 같은 복잡한 알고리즘을 결정론적 타이밍으로 실행할 수 있도록 합니다. CPU 및 GPU와 달리 FPGA는 컴퓨팅 파이프라인에 대한 세밀한 제어를 제공하여 설계자가 임무 수행에 중요한 로봇 시스템의 성능, 전력 효율 및 안전성을 최적화할 수 있도록 합니다.

행동: 이동할 때 타이밍이 가장 중요합니다. FPGA는 정밀한 모터 제어 및 동작 실행을 제공하며, 최소한의 지터로 고주파 제어 루프를 지원합니다. 산업용 로봇 팔과 자율 이동 로봇부터 협업 시스템에 이르기까지, FPGA는 제품 수명 주기 동안 진화하는 제어 전략 및 표준에 맞춰 재프로그래밍할 수 있으며 원활하고 반응성이 뛰어나며 안전한 작동을 보장합니다.

Altera Robotics의 솔루션 스택에는 감지, 사고 및 행동이라는 핵심 원칙을 구현하는 여러 참조 설계가 포함되어 있습니다. 아래 표에는 사용자가 Altera 개발자 사이트에서 다운로드할 수 있는 설계 및 해당 Altera 기반 개발 키트가 나열되어 있습니다.