Simplifique o desenvolvimento de DSP com um módulo escalável e com baixo consumo de energia
Dimensione seu design de ponta com implantação de produção
O AMD Kria™ K24 SOM apresenta um dispositivo Zynq™ UltraScale+™ MPSoC personalizado e com custo otimizado, adequado para muitas cargas de trabalho.
Computação com eficiência energética
Desenvolver soluções industriais altamente determinísticas e com baixo consumo de energia para implantação em volume.
Vantagem de latência 2X em comparação com um sistema padrão em chip como o Texas Instruments AM64xx e produtos semelhantes para aplicações de ações de eixo único. 1
Escalável e adaptável
Formato menor e conector compatível com o Kria K26 SOM, permitindo a migração.
Preparado para o futuro, para mudanças de HW e SW, oferecendo adaptabilidade para vários sensores ou interfaces conforme os padrões evoluem.
Processamento de sinal fácil
Aceleração de HW pré-construída com bibliotecas de controle de motor Vitis™.
Pronto para uso com os kits iniciais KD240 Drives e a Kria App Store, além de suporte para mais fluxos de desenvolvimento, incluindo Python e o ambiente MATLAB® Simulink®.
É amplamente reconhecido que o AMD Kria SOM oferece um desempenho três vezes superior em aplicações de visão artificial, além de dobrar a eficiência energética em comparação com outros SOMs disponíveis no mercado.
Essa tecnologia está transformando o desenvolvimento de sistemas embarcados, principalmente em áreas como cidades inteligentes, robótica e visão computacional.
O AMD Kria K26 SOM e o AMD Kria K24 SOM configuram soluções completas, permitindo a implementação de aplicações em menos de uma hora, mesmo sem experiência prévia em programação FPGA. Além disso, com suporte nativo ao ROS 2 e capacidade de processamento garantida por um processador quad-core Arm Cortex-A53, esses módulos podem ampliar a produtividade em aplicações de robótica e automação industrial em até cinco vezes.
Para orientar desenvolvedores e engenheiros, foi elaborado um guia prático que descreve, passo a passo, como implementar o AMD Kria SOM em projetos de sistemas embarcados. O material abrange desde a seleção do modelo ideal até a configuração de hardware e desenvolvimento de software, oferecendo instruções claras sobre como explorar todos os recursos dessa plataforma inovadora.
1. Fundamentos do AMD Kria SOM para Sistemas Embarcados
O AMD Kria SOM apresenta uma arquitetura heterogênea que combina processamento de alto desempenho com lógica programável avançada.
Arquitetura do AMD Kria K26 SOM
O núcleo do sistema baseia-se em um SoC Zynq UltraScale+ MPSoC personalizado, que integra processadores de aplicação e de tempo real. Há também um módulo de segurança TPM 2.0 da Infineon, além de toda a infraestrutura de energia necessária para operação. O sistema suporta temperaturas operacionais de 0 a 85°C na versão comercial e de -40 a 100°C na versão industrial.
Recursos de Processamento e Memória
• Processador de Aplicação: Quad-core Arm Cortex-A53 MPCore com frequência de até 1,5 GHz
• Processador de Tempo Real: Dual-core Arm Cortex-R5F MPCore até 600 MHz
• Unidade Gráfica: Mali-400 MP2 com clock de até 667 MHz
Há 26,6 Mb de SRAM on-chip, 4 GB de DDR4 de 64 bits e 16 GB de armazenamento eMMC. O sistema dispõe de 1.248 DSP slices e 256K células lógicas.
Interfaces de Comunicação Disponíveis
O módulo conta com PCIe Gen2 x4, duas portas USB 3.0, SATA 3.1 e quatro interfaces Gigabit Ethernet. Destacam-se ainda os transceivers GTH de 12,5 Gb/s para conectividade de alta velocidade, oferecendo suporte a PCIe Gen3 x4, HDMI 2.0 e DisplayPort 1.4. Além disso, há diversas interfaces de uso geral, como USB 2.0, UART, CAN 2.0B, I2C e SPI.
2. Processo de Seleção do Modelo Ideal
A escolha entre os modelos AMD Kria SOM depende das necessidades específicas de cada projeto.
Comparação entre AMD Kria K24 e K26 SOM
O AMD Kria K24 SOM possui dimensões mais compactas, ocupando cerca de metade de um cartão de crédito, e consome metade da energia do K26. Já o AMD Kria K26 SOM atinge desempenho três vezes superior em aplicações de visão artificial e amplia a eficiência energética em comparação a SOMs concorrentes.
Em termos de temperatura operacional, ambos os modelos dispõem de versões comerciais (0°C a 85°C) e industriais (-40°C a 100°C). A versão industrial pode incluir memória LPDDR4 protegida por ECC para maior confiabilidade do sistema.
Análise de Requisitos do Projeto
• Aplicações de Alto Desempenho: O K26 SOM é otimizado para visão artificial e robótica, trazendo suporte nativo ao ROS 2 e até cinco vezes mais produtividade em automação industrial.
• Aplicações Sensíveis ao Custo: O K24 SOM é indicado para atividades DSP intensivas, como controle de motores, equipamentos médicos e automação fabril.
A compatibilidade de conector entre os modelos permite migração simples, sem trocar placas, possibilitando ajustar recursos de desempenho e custo.
3. Configuração Inicial do Hardware
A configuração do AMD Kria SOM segue uma sequência de etapas para garantir o funcionamento adequado.
Preparação do Ambiente de Desenvolvimento
É necessário um cartão microSD de alta velocidade para armazenar o sistema operacional, que será executado diretamente do cartão. O ambiente de desenvolvimento não inclui sistema operacional pré-instalado, portanto, é preciso gravá-lo no cartão antes da inicialização.
Conexões Básicas do Sistema
1. Inserir o cartão microSD com a imagem de inicialização no slot (J11).
2. Conectar o cabo micro-USB à porta J4 para transferência de dados.
3. Ligar teclado e mouse às portas USB (U44 e U46).
4. Conectar o cabo DisplayPort ao monitor.
5. Estabelecer conexão Ethernet pela porta PS ETH (J10D).
A fonte de alimentação deve fornecer 12 V e até 3 A, observando que o conector de energia utiliza um plugue de barril de 2,5 mm.
Verificação de Compatibilidade
Na inicialização, o consumo de energia inicial é de aproximadamente 0,68 A. Para monitorar o processo, basta conectar um cabo USB–micro USB entre o computador e a placa, verificando o bootloader via terminal serial. É fundamental certificar-se de que todas as conexões estejam corretas e que o sistema inicialize adequadamente antes de prosseguir.
4. Desenvolvimento de Software Embarcado
O desenvolvimento de software para o AMD Kria SOM é simplificado pelo conjunto de ferramentas disponíveis.
Ferramentas de Desenvolvimento AMD Xilinx Kria
A plataforma oferece suporte a Matlab Simulink, linguagens como Python e ao framework PYNQ. A ferramenta Vitis AI destaca-se pela capacidade de acelerar algoritmos de inferência de IA, oferecendo compatibilidade com Caffe, TensorFlow e Pytorch.
No centro do desenvolvimento está a Unidade de Processamento de Aprendizado Profundo (DPU), implementada na lógica programável para otimizar Redes Neurais de Convolução (VGG, ResNet, GoogLeNet, YOLO, SSD, MobileNet, FPN, entre outras).
Implementação de Aplicações Aceleradas
A Kria App Store disponibiliza aplicativos pré-construídos que podem ser instalados através de mecanismos de código aberto, como:
• Detecção de Defeitos para visão mecânica
• AI Box com ReID para rastreamento distribuído
• SmartVision para processamento de linguagem natural
• DPU-PYNQ com notebooks de inferência de IA
A plataforma utiliza contêineres Docker hospedados no Docker Hub para distribuir aplicativos, permitindo que os desenvolvedores criem, atualizem e comercializem soluções de borda personalizadas sem profundo conhecimento em programação FPGA.
5. Conclusão
O AMD Kria SOM caracteriza-se como uma solução completa para sistemas embarcados, unindo alto desempenho e flexibilidade. Desenvolvedores podem explorar processadores quad-core Arm Cortex-A53, aceleração de IA via DPU e suporte nativo ao ROS 2 para conceber aplicações avançadas.
A escolha entre K24 e K26 SOM deve considerar fatores como consumo de energia, tamanho físico e necessidades de processamento. Projetos de visão computacional e robótica de ponta tendem a se beneficiar do K26, enquanto aplicações com restrições de espaço e energia encontram no K24 a alternativa mais apropriada.
A configuração simplificada, aliada ao ecossistema robusto de ferramentas (como Vitis AI e PYNQ), acelera a criação de projetos. Além disso, a disponibilidade de aplicativos pré-construídos na Kria App Store e o suporte nativo a contêineres Docker encurtam de forma significativa o ciclo de desenvolvimento.
Esse conjunto de recursos demonstra que o AMD Kria SOM se posiciona como plataforma versátil para sistemas embarcados, oferecendo desempenho e eficiência energética elevados tanto para iniciantes quanto para desenvolvedores experientes.
