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赋予机器人智慧,AMD发布全新Kria KR260套件

2022年6月10日     来源:e-works        作者:e-works王聪       
关键字:AMD  Kria KR260套件  机器人入门开发套件  
AMD日前发布了全新的Kria KR260机器人入门开发套件。作为Kria自适应系统模块(SOM)产品和开发者套件产品组合的最新成员,Kria KR260能够开箱即用,帮助企业轻松实现机器人的快速开发和应用。
       在国内智能制造热潮下,工业机器人渗透率正在不断提升,根据国家统计局数据显示,继2020年全国工业机器人产量突破20万套大关后,2021年全国工业机器人产量成功突破30万套大关,达到366044套,同比增长44.9%。依托大数据、人工智能、IOT等核心技术,工业机器人可以替代人类进行焊接、装配、搬码、喷涂、磨抛等各项工作,在航天、钢铁、汽车及工程机械等多领域的生产线中都能见到它们的身影,显著提升生产效率。

       面对不断丰富的工业机器人应用场景,企业针对机器人的自适应计算能力要求也显著提升:企业希望通过构建生产就绪、高性能和自适应的视觉引导、AI支持、5G无线机器人以及其他工业系统,进一步提升智能化水平。在这种趋势下,AMD日前发布了全新的Kria KR260机器人入门开发套件。作为Kria自适应系统模块(SOM)产品和开发者套件产品组合的最新成员,Kria KR260能够开箱即用,帮助企业轻松实现机器人的快速开发和应用。
 
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图 专为机器人打造的入门套件Kria KR260

迎接算力挑战,机器人进入“自适应”新阶段

       在推进智能制造的过程中,传感器、PLC、各式各样的工业机器人奠定了企业智能升级的基础。从市场运行情况来看,工业机器人的应用领域已覆盖汽车、电子、冶金、轻工、石化、医药等52个行业大类、143个行业中类,并囊括了焊接、喷涂、装配、搬运、堆垛、打磨、涂胶、分拣、包装、检测、上下料等数十种工艺。在AMD大中华区核心市场销售副总裁唐晓蕾看来:“在当前中国市场,发展智能制造对于推动数字化转型、加快打造现代产业体系具有重要意义,这其中包括多方面实力的提升,例如互联互通、企业生产效率、能源利用率、人机协作能力、智能感知能力等。”
 
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图 机器人面临多项性能提升要求

       AMD工业/视觉/医疗/科学市场高级总监Chetan Khona介绍,随着工业机器人和新兴领域中专业用途服务机器人的安装数量正在不断增加,机器人研发与应用中的算力挑战也进一步扩大。一方面,企业对于机器人的时延、确定性、性能和能效要求进一步提高,针对机器人的算法多样且演进迅速;另一方面,如工业环境的可靠性和安全性要求让机器人需要满足IEC 62443等标准,企业需要无缝的生产部署路径。

       “这也是为什么AMD选择在这个时间点推出Kria KR260机器人入门套件的原因之一。” Chetan Khona介绍在充分肯定机器人市场成长性后,AMD希望通过其在FPGA和自适应计算领域的优势,帮助用户快速完成机器人、机器视觉等工业系统的开发应用。他强调与芯片缩减设计(chip-down design)相比,Kria SOM允许开发者从设计周期中更为成熟的节点入手,进而将部署时间缩短多达9个月,这无疑为制造企业的机器人开发和应用带来巨大助力。

应需而生,打造开箱即用的机器人解决方案

       Chetan Khona解释在以工业机器人为代表的工业系统研发应用中,SOM(System-on-Module)可在单块印刷电路板 ( PCB ) 上提供嵌入式处理系统的各种核心组件,包括处理器内核、通信接口和内存模块等。有了这种模块化方法,SOM 将成为嵌入各种终端系统的理想选择,开发者可以在高起点和层次上进行设计,并为软件开发者在开发的同时提供一个统一的硬件基础。

       自2021年4月原赛灵思推出了SOM系统模块后,相继发布了视觉AI入门套件KV260和可量产化的SOM模块K26,Chetan Khona介绍用户可以先通过KV260来验证算法和设计,再用K26进行生产,从而实现设计突破,缩短上市时间和降低成本。而本次新推出的KR260机器人入门套件,就是将SOM拓展至机器人、机器视觉领域。通过对ROS 2的原生支持,KR260机器人入门套件不仅能够提供最新的接口和传感器,支持视觉、实时互联、5G等关键领域的接口和传感器,更重要的是为机器人设计提供了低时延和确定性。

       实际上,发展到第二代的ROS 2是一个强大且灵活的机器人编程框架。从软件架构的层面看,它是一个基于消息传递的分布式多进程框架。ROS基于消息机制的通信,使开发者可以根据功能把软件拆分成独立的子模块,子模块通过不断的组合,建立起比较复杂的系统来完成复杂的功能,这些特点能很好地适应机器人操作系统框架的要求。

       Chetan Khona表示KR260机器人入门套件设计的核心就是Kria机器人堆栈(KRS),它是以ROS 2为核心,以Vitis为基础,包含一系列的库和实用工具。可以看出通过硬件来加速针对Kria SOM的工业级机器人开发,KRS能够提供较之基于GPU的解决方案更高的单位功耗性能和更低的延时。
 
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图 围绕ROS 2的Kria机器人堆栈平台

       借助Kria机器人堆栈拥有的传统Vivado设计流程,底层开发者可以通过RTL快速完成设计工作,而Vitis软件开发工具则主要服务于习惯使用C、C++的嵌入式软件开发者。此外,AMD 还提供了Vitis AI,服务于视觉AI开发流程,使AI开发科学家能够把AI模型嵌入到AMD自适应计算硬件平台。值得一提的是,结合AMD应用商店,新用户可以获得开箱即用的体验,哪怕不具备FPGA的专业知识或者工具,也能在不到一小时的时间内,就可以启动自己这套设计的系统。
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图 面向边缘应用的嵌入式应用商店

持续创新,为用户带来价值跃迁

       站在硬件参数的角度,Chetan Khona介绍KR260是依托K26 SOM的Zynq UltraScale+ MPSoC架构,拥有四核ARM a53处理器以及4GB DDR4内存。相较于一年前发布的KV260而言,KR260包含以下亮点:

       首先,KR260采用索尼SLVS-EC的接口代替原有接口,这也是业内第一个在机器视觉传感器领域使用面向第三代的Pregius成像器;

       第二,增加了以太网的能力,AMD将原本KV260的通用以太网端口替换为四个以太网的连接,包括两个工业以太网和两个标准以太网;

       第三,AMD将SOM到载卡I/O数量翻倍,将原来KV260单个240针连接器提升到两个240针连接器,使用户能够连接Pmod、SFP+接口并实现树莓派排针的扩展。此外,针对未来机器人的多样性应用,KR260提供了开放的拓展板块,为Wi-Fi、5G应用等打下了良好的基础。

       AMD高级副总裁、大中华区总裁潘晓明表示:“接下来的十年里,在塑造未来的几乎每一个重大趋势中,高性能计算都将扮演越来越重要的角色。诚然,CPU和GPU仍将是驱动设备的关键引擎,但是,在这个算法不断进步、新标准接连涌现的世界中,我们看到对自适应计算能力的需求正日益增长。”

       潘晓明说道:“随着赛灵思的加入,AMD现在拥有了显著扩展的领先产品系列、卓越的技术能力与软件专长,以及更加庞大的规模,多方面实力的增强使我们能更好地支持广泛的智能应用。与此同时,自适应和嵌入式计算事业部仍然专注于推动领先的FPGA、自适应SoC和软件路线图,助力AMD提供超强的高性能和自适应计算解决方案组合,为云计算、边缘计算和智能设备提供领先的计算平台。”

       在笔者看来,Kria KR260强大的特性加上自身出色的性能,将帮助用户驶向机器人开发和应用的价值新蓝海。
 
责任编辑:王聪
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