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EMBEDDED 84 • MAGGIO • 2022 33 FPGAS | HARDWARE ri che dipende dall’architettura FPGA scelta. L’elevata precisione dell’algoritmo FOC garantisce una coppia costante dei motori, il che si traduce in un fun- zionamento più fluido, con meno vibrazioni, minore generazione di rumore e, soprattutto, con un aumento del tempo di volo uguale o superiore al 10%, rispetto al controllo di motori standard che utilizza semplici mi- crocontrollori. Interfacce aggiuntive come sensori di luce in campo vi- sivo, sensori a infrarossi o di movimento utilizzati per supportare funzionalità avanzate come la visione arti- ficiale richiedono un’attenta considerazione e compe- tenze specialistiche. L’SDK VectorBlox di Microchip e il blocco IP del processore a matrice aiutano gli svilup- patori anche alle prime armi a implementare algoritmi di reti neurali complessi nella struttura dell’FPGA. Ciò consente di effettuare classificazioni o rilevamenti con condumi energetici molto ridotti. Le reti neurali in ese- cuzione su questo IP di accelerazione sono progettate utilizzando framework standard come TensorFlow o Caffe. Tutti i risultati vengono memorizzati temporaneamen- te nella memoria locale presente a bordo e successiva- mente trasferiti a un modulo wireless di bordo. Questo comunica con l’operatore quando i dati raccolti vengo- no ricevuti per l’archiviazione e l’ulteriore utilizzo. Le avanzate caratteristiche di sicurezza dei dispositivi Po- larFire proteggono sia i dati trasferiti sia il drone stesso da accessi non autorizzati. Con la complessa architettura dei droni che prevede più domini applicativi, cioè controllo motore, controllo del volo e imaging, l’utilizzo di un FPGA offre il vantaggio dell’esecuzione in parallelo dei singoli “task” (processi). I sistemi di droni professionali in genere devono funzio- nare con un budget di potenza ridotto, uguale o inferio- re a 5 Watt. Utilizzando un FPGA PolarFire per gestire più applicazioni, è previsto un consumo energetico in- feriore a 1,5 W per l’FPGA, compreso il funzionamento della rete neurale. Dispositivi a ultrasuoni portatili Grazie alla spinta verso la miniaturizzazione, unita alla disponibilità di risorse di edge computing (elaborazione alla periferia della rete) efficienti dal punto vista energe- tico e a considerazioni termiche avanzate, l’innovazione nel settore dell’imaging medicale sta procedendo a gran- di passi. Uno dei primi esempi è senza dubbio la diagno- stica PoC (Point-of-Care) resa possibile dalla disponibilità di apparecchiature a ultrasuoni portatili, costituite da un Fig. 2 – Schema di un dispositivo a ultrasuoni portatile trasduttore palmare, che leggono e inviano dati ecografi- ci a uno smartphone standard. Le trasmissioni possono avvenire con un semplice cavo o in modalità wireless. Questi sistemi stanno rivoluzionando e rendendo più ac- cessibili le capacità diagnostiche per il personale medi- co di emergenza nei luoghi degli incidenti, nelle regioni meno sviluppate, e stanno aiutando i professionisti che operano nel settore della sanità a prendere decisioni dia- gnostiche al di fuori dei tradizionali ambienti ospedalieri. Il diagramma a blocchi di figura 2 mostra un esempio di implementazione. L’utilizzo di un FPGA della linea PolarFire in un disposi- tivomedico portatile permette di minimizzare il consumo totale del sistema, garantendo una notevole efficienza dal punto di vista termico che consente di mantenere la testa del trasduttore a bassa temperatura, permettendo così il contatto diretto con la pelle del paziente. Un tale livello di efficienza prolungano i tempi di funzionamento in un ingombro compatto di soli 11 x 11 mm², adatto quindi per custodie per sonde molto piccole. Convertitori video Un’altra area in cui la flessibilità unita a un basso con- sumo energetico e un ingombro fisico ridotto sono es- senziali è quella dei convertitori video. Le fotocamere professionali ad alte prestazioni in genere forniscono un’unica interfaccia dati, limitando le selezioni alle ap- parecchiature di post-elaborazione che supportano quell’interfaccia specifica. Disporre di un convertitore video in grado di supportare diversi standard di inter- faccia assicura la massima flessibilità nella selezione del- le apparecchiature di post-elaborazione. Le prestazioni non sono penalizzate in quanto i diversi protocolli sono supportati con numerosi transceiver multi-gigabit e ve- locità di trasferimento dati ottimizzate fino a 12,7 Gbps, in grado di soddisfare le specifiche di protocolli qua-