电机行业有句俗话:只要动的地方就有电机的身影。事实上，随着当今世界智能化、自动化程度的不断加深，从公共交通到其它发电系统，从工厂自动化到仓储所使用的机器人，医疗设备、智能家居，甚至是农业的空中系统，作为各种机械和设备的动力核心，电机可以说无处不在。
大量的使用需求自然会推动技术的革新，现代的电机变得更加精密复杂，可以提供各种速度能力，使用的材料也愈加多样，比如利用碳化硅和氮化镓来提升效率与性能。有了高性能的电机，也就需要有更好的电机驱动系统来控制这些电机，这样才能使其扭矩、速度以及应变速达到最大，并将能耗降到最低。
据估计，电机和电机驱动系统消耗了全球工业能源总用量的70%，而使用更好的电机驱动系统，提高电机的效率，可以大幅降低用电量，有专家表示，通过提高这些电机应用的效率可以使能耗降低15%到40%。所以，如果能够提升这些复杂电机的控制系统并控制好这些电机的用电量，将会对全球能源电力产生积极而深远的影响。
日前，AMD宣布推出AMD Kria™ K24系统模块（SOM）和KD240驱动器入门套件，这是Kria自适应SOM及开发者套件产品组合的最新产品。AMD Kria K24 SOM能以小尺寸提供高能效计算，面向成本敏感型工业和商业边缘应用。
AMD Kria K24 SOM
AMD Kria K24 SOM
如今，电机控制系统的职能不仅是控制电机这么简单，以目前主流的以MCU为主控的电机系统为例，它在电机控制方面完成的是相当不错的，但是就工业物联网的工业4.0时代而言，还要顾及到功能安全、网络安全、人工智能、预测性维护等等，所以在没有更进一步的升级的情况下，传统的MCU开始渐渐无法满足新兴应用的需求。
但是AMD Kria K24 SOM却可以支持以上所有的功能，用户通过这个产品可以降低能源消耗、增加电机扭矩和其它的性能特点，同时还能进行预测性维护和OTA、降低噪音和震动，以及提升电机的生命周期。
得益于先进的集成扇出（Integrated Fan-Out，InFO）封装，K24 SOM的尺寸只有信用卡的一半大小，相对应的其功耗也仅有之前推出的更大尺寸的Kria K26 SOM的一半。
不过，推出K24 SOM的目的，并不是取代之前的K26 SOM ，而是对它的补充和延伸，二者基于同样的Zynq UltraScale+ MPSoC架构，连接器相兼容，能实现可扩展性。K26 SOM有两个连接器，每个都是240引脚。K24 SOM也有两个连接器，一个是240的引脚，还有一个40的引脚。两款产品240引脚的连接器可以互换，用户可以设计一张单独的载卡在K24 SOM和K26 SOM上来回转换，实现从低端到高端产品，或者是从高端到大众产品的无缝迁移。除此之外，它们的共同点还有，这两者都采用ARM的四核A53以及双核R5F处理器，都带有非常出色的外设。
而不同之处则在于，K24 SOM I/O数量要比K26 SOM少，LPDDR的数量也仅有K26 SOM的一半，工业级的K24 SOM的2GB的LPDDR4由ECC支持。可以说K24 SOM就是K26 SOM的可扩展版，对于关注尺寸、功耗、成本等方面的设计，K24 SOM是更为理想的选择。
同时，就K24 SOM在人工智能方面的表现，AMD 工业、视觉、医疗与科学高级总监Chetan Khona表示：“关于它如何能够支持AI推理深度神经网络处理单元。在这方面，K24 SOM可以在电路板上做很多人工智能方面的操作，而且我们相信，它也可以应用于很多场景，创造更多的数据集，可以用人工智能推理来应用于这些数据集，无论是在本地还是云端。现在人工智能非常热门，必须来创造更多数据，让人工智能有用武之地。在这方面，K24 SOM也可以发挥非常重要的作用。”
AMD 工业、视觉、医疗与科学高级总监Chetan Khona
K24 SOM使用的Zynq UltraScale+自适应SoC是专门为K24 SOM优化的。它能够实现混合关键性，就是一些用户功能能够给予实时优先级，通过这个功能非常简单地控制不同任务之间的优先级。该产品也可以通过使用MPSoC来确保功能安全性，提升网络安全，其甚至还有一个内置HMI。
K24 SOM可编程的I/O结构可以与任何传感器进行连接，包括环境、方向、视觉和其它传感器。另外，K24 SOM还能够支持工业互联网从 EtherCAT到TSN，支持在业界比较普遍的40多种工业互联网标准。
同时，对比顺序的标准DSP处理器，基于FPGA这样的自适应技术的SoC更加有优势：
除了K24 SOM之外，本次AMD发布的Kria KD240驱动器入门套件也非常的值得注意。大小上，K24 SOM和之前的Kria入门套件相当。接口方面，其在最顶端有micro SD、多个USB、以太网、CAN的接口，在右侧和底部，有专门和电机、传感器的连接接口，左下角还有一个主要是用于扩展的Pmod。
而有了这些专门接口，以及配套的指南和其它的资源，KD240驱动器入门套件只需要简单五步就可以开始启动，可以说是非常简单易用。如果开发人员在等待客户构建硬件的过程当中，使用KD240驱动器入门套件来进行K24 SOM的开发的话，对于电机控制应用，在收到套件一小时内，用户就可以完成启动过程。
除了传统的硬件和软件开发，AMD还非常关注Python，以及控制系统开发人员经常使用的MATLAB Simulink。因为在DSP的设计当中，尤其是电机控制的设计当中，使用这两种设计流程的开发人员是非常多的，但是这些开发人员可能并没有传统FPGA相关的专业知识，没有办法用传统的方式来进行自适应计算的设计。所以AMD的Kria产品面向所有开发人员的设计路径，支持Python、MATLAB Simulink、ROS2以及AI框架等，并且推出了应用商店，目的就是让开发人员无需使用传统的FPGA设计，就可以获得自适应计算的好处。
而对于应用商店Chetan补充道：“Kria SOM的一个非常重要的价值定位在于我们的应用商店，从KV260诞生开始，到后来的KR260、KD240，现在我们预计今年年底会有超过25款应用在这个应用商店里推出。所有这些应用都是基于Ubuntu linux开发，且都是容器化的，在docker hub当中来配置，这些基本上已经是我们行业里的标配了。”
目前Kria KD240的电机配件包已经上市，采用正交编码器，自动化无刷直流电机，在整个运行过程当中始终都能够知道电机的位置。而REV Robotics 2合1电机套件配件，则会在今年晚些时候问世。
本次发布的K24 SOM可以说是一款非常领先的产品，它的功耗非常低，而且确定性非常高，时延也非常的低，能够很好地去应对DSP有关的应用，以及与之相配套适应的设计流程，能够支持非常广泛的应用，而且它的价格、功耗和它的尺寸也能够匹配不同的用户需求。而KD240驱动器入门套件则是一款非常方便快捷使用的套件，可以帮助没有经历FPGA相关的训练或者是背景的开发人员，也能获得自适应计算带来的好处。
目前Kria KD240驱动器入门套件和用于量产的K24 SOM已经开放订购，电机配件包以及工业级的SOM，也将在几周之后开放预定，在今年年底之前出货。
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