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EMBEDDED 84 • MAGGIO • 2022 32 HARDWARE | FPGAS I droni professionali hanno requisiti rigorosi per quanto riguar- da la sicurezza in volo campo. Gli endoscopi e gli occhiali intelligenti per l’assi- stenza chirurgica stanno fornendo ai medici immagini con una risoluzione sempre più elevata. Anche i sistemi di sorveglianza basati su immagini termiche progettati per la difesa e protezione delle frontiere contro eventua- li intrusori stanno acquisendo un livello di intelligenza sempre maggiore. Generalmente dislocati in località re- mote, questi sistemi devono funzionare in modo autono- mo rimanendo ovviamente nascosti. Sempre più nume- rosi, i creatori di contenuti amatoriali richiedono la di- sponibilità di convertitori di video in streaming basati su FPGA che danno la possibilità di convertire flussi video 4K in qualsiasi formato come HDMI, SDI, USB o PCIe. L’automazione industriale trae indubbi vantaggi dal- la flessibilità delle architetture basate su FPGA e della longevità (che può superare i 20 anni) degli FPGA Mi- crochip. I sistemi di assistenza alla guida nel settore au- tomobilistico contribuiscono a garantire la sicurezza di conducenti e passeggeri a bordo dei veicoli. L’architettura FPGA ha fatto molta strada. Dalla scelta tra prestazioni e consumi, e dall’essere utilizzati solo come piattaforma di prototipazione per costosi circuiti ASIC, gli FPGA sono ora dispositivi di larga diffusione ( mainstream ), caratterizzati da architetture affidabili e ottimizzate in termini di costi e corredati da software flessibile e facile da usare. Una pluralità di applicazioni Di seguito sono riportati numerosi casi d’uso in cui gli FPGA PolarFire o i SoC PolarFire, con il loro processore RISC-V di tipo hardened giocano un ruolo fondamentale. Droni professionali I droni professionali hanno requisiti rigorosi per la sicu- rezza del volo: • Controllo e posizionamento accurati, inclusa la pre- venzione delle collisioni • Comunicazione sicura e frequenze di controllo • Tempo di volo prevedibile Per competere con successo nel mercato dei droni, i produttori devono differenziarsi fornendo funzionalità aggiuntive come imaging ad alta risoluzione e intelli- genza artificiale. I droni spesso richiedono più sensori, funzioni di pre-elaborazione o di fusione dei dati prove- nienti da più sensori (sensor fusion) e il trasferimento di tali dati tramite una connessione wireless, tutti elemen- ti che contribuiscono ad aumentare il grado di comples- sità del sistema. La gamma di applicazioni è molto ampia e include il monitoraggio dello stato di salute delle colture e dello stato di crescita nell’agricoltura, il rilevamento di og- getti e il potenziale monitoraggio nelle forze di polizia, nell’esercito o nelle valutazioni a distanza in situazioni di emergenza per i vigili del fuoco o polizia. L’elettronica di controllo del volo deve essere in grado di gestire il controllo del motore e la velocità del rotore, interagire con i sensori e collegarsi con apparecchiature remote, il tutto in un ambiente con severe limitazioni di dimensio- ni, peso e potenza. Lo schema a blocchi per un sistema di questo tipo è ri- assunto nella figura 1. Sfruttando l’architettura flessibile degli FPGA, i moto- ri sono azionati mediante algoritmi FOC (Field Orien- ted Control) in cui il controllo può essere multiplexato nel dominio del tempo grazie alle prestazioni offerte dall’FPGA. Più motori sono controllati da un blocco IP di controllo-motore comune e il numero esatto di moto- Fig. 1 – Schema a blocchi di un drone professionale