工业、科技和医疗

赛灵思面向工业、科技和医疗(ISM)的 FPGA 和目标设计平台为包括工业成像和监视、工业自动化和医学成像设备在内的大量应用实现了更高的灵活性、更快的面市时间和更低的偶生工程总成本(NRE)。

【视频】Xilinx@IAS: EtherCAT/RTEX 总线控制

本视频由深圳正运动技术有限公司提供,视频演示了基于 Zynq 实现的 64 轴 EtherCAT/RTEX 运动控制器,采用 FPGA 硬件实现的协议栈具有极低的抖动哈特通讯周期,以及多达 30+ 种地机械手/机器人正反解算法,可用于包装、印刷、纺织、特种机床、机器人等等领域。

【视频】Xilinx@IAS: 基于 Zynq 的智能物流系统

本视频由苏州坤厚自动化科技有限公司提供,视频演示了基于 Zynq 的机器人定位导航模块以及基于此模块所实现的智能叉车机器人、无人托盘系统、以及无人堆高车等,从而实现无人化的仓储物流解决方案。

作为世界顶级的医疗超声供应商之一,迈瑞基于ZST+域光平台及域成像技术(Zone Songraphy)的 Resona 7高端彩色多普勒超声系统,提供了前所未有的成像质量,可以帮助医生清晰地呈现更多临床信息,从而帮助他们通过图像更深地了解病情,并因此提供更适合、更准确的诊断。

ZST +域光平台将超声成像从“传统波束合成技术” 转变为 “基于全息域数据的域成像技术”,通过域扫描(比传统的波束合成快10倍),全域动态像素聚焦(提供从近场到远场的全场聚焦),智能声速匹配(根据不同的组织,智能调节成像声速,提高组织的横向分辨力),全息域数据处理技术(允许对完整获取的数据集进行反复多次处理,进一步提高图像的清晰度并减少重复扫描)。

迈瑞Resona 7高端彩色多普勒超声系统

迈瑞Resona 7高端彩色多普勒超声系统

黑科技--用FPGA打造癌症克星

作者:清风流云

背景:
”癌症“已经成为常见词语中最恐怖的单词之一,只今年上半年,美国就有1.6百万人被诊断出患有各种类型的癌症。其中,有320000例适合采取质子疗法治疗,但不幸的是,在全美国只有24个质子治疗中心,从数学上说也就是只有5%的患者能够受到质子疗法的治疗,剩余的患者只能采取其他治疗方式。所以对于大多数患者来说这并不是能够采取的最佳治疗方案,正如下图所示。

在质子治疗法中,质子束可以只对肿瘤部分释放较多的能量,同时保证对周边健康的组织释放较少的能量。这对于治疗癌症来说无疑是最佳的,存在一些客观原因导致美国也只有很少的几家质子治疗中心,其中最主要的因素是因为产生质子时需要一个同步加速器或回旋加速器,这样才可以保证可以产生充分的健壮的高能质子束。

ProNova SC360:

Zynq在人工心脏血泵系统中的应用

作者:kenshin
人工心脏血泵是用来代替心脏工作的变速、变容量的小型泵,以此来保证病人的正常的身体机能,按照植入位置可分为体外式和植入式。传统的血泵一般都采用机械驱动的轴承叶轮,但是这种方式有着明显的缺点,比如对于轴承接触区会造成压力和产生热量,进而造成溶血(破坏红细胞)和血栓(血液凝块)。这对血液流动是非常不好的。此外,这类医疗型应用要求任何与血液接触的部分都必须是一次性的,避免感染。

在近期举办的NI技术峰会上来自美国的MIT精准运动控制实验室的研究人员介绍了他们设计和开发的基于磁悬浮的无轴人工心脏血泵系统原型。通过磁场非耦合的方式取代轴承来驱动叶轮的转动,磁场的控制可以采用电感线圈来实现,这在一定程度了降低了系统的复杂性,同时也降低了成本。

图1:MIT精准运动控制实验室推出的人工心脏血泵系统原型

图1:MIT精准运动控制实验室推出的人工心脏血泵系统原型

基于 Zynq 的工业级 SoC 模块——TE0720

Trenz Electronic TE0720 是一款工业级 SoC 模块,集成一款 Xilinx Zynq-Z020 SoC、一款千兆位以太网收发器(物理层)、32 位位宽 8 GBit (1 GByte) DDR3 SDRAM、用于配置和工作的 32 MByte 闪存以及支持所有板载电压的强大开关模式电源。可通过坚固的高速叠加条提供大量可配置 I/O。所有占位面积为 4 x 5 cm 的模块不仅完全机械兼容,而且大部分电气兼容。

所有这一切都是通过比信用卡还小的极小占位面积,在极具竞争力的价格下实现的。随附提供具有参考设计的免费开放式嵌入式开发套件。

Trenz Electronic 提供的所有模块都在德国开发制造。

主要性能和优势
256 MBit (32 MByte) Quad-SPI 闪存(用于配置和工作)
32 位宽 8 GB DDR3 SDRAM
AES 比特流加密
ARM 双核 Cortex-A9 MPCore
千兆位以太网收发器 (PHY)
Micro-USB 2.0(高速)器件与主机端口
板载高效 DC-DC 转换器
仅 4 x 5 cm!
插件模块支持两个 100 引脚及 1 个 60 引脚的高速阴阳叠加条
三根 B2B 条带上有多达 150 个 FPGA I/O 引脚

RS-485:通信方式依然最可靠

尽管无线网络越来越普及,有线串行网络依然是最可靠、鲁棒性最好的通信方式,特别是在恶劣环境下。对于工业和楼宇自动化等要求具备较高的抗干扰、抗静电能力,以及高压故障保护的应用环境,这类网络能够提供更有效通信,进而保障设备的正常运行时间。本指南回顾RS-485协议并讨论其广泛用于工业领域的原因,以及常见问题的解决途径。

RS-485与RS-422
RS-485的特性使其成为恶劣工业环境下应用最广的接口协议。
在恶劣的工业和楼宇自动化网中,RS-485收发器是实现串口通信最常见的物理层接口。该串行标准通过两根线提供差分信号,实现工业应用所需的远距离、高速率传输。RS-485标准提供的接口可承受恶劣环境。工业和楼宇自动化应用中最常见的问题之一是在快速切换电感负载、静电放电以及工厂自动化设备运转过程中频繁的电压浪涌,会产生较大的电气特性瞬变,进而破坏数据传输或造成物理网络损坏。

现在常用的数据接口协议有很多种,每种协议都是针对特定的应用开的,具有特定的协议规范和结构。接口包括CAN、RS-232、RS-485/RS-422、I2C、I2S、LIN、SPI和SMBus等。其中,RS-485和RS-422仍然是最可靠的协议之一,特别适合工厂和楼宇自动化等恶劣的工业电气环境。

作者:闲情逸致

Vision Components公司是智能相机领域的卓越企业之一。在1995年推出了VC11智能相机,该智能相机是第一款适用工业应用的智能相机,将全新方法与机械电子性能出众的硬件结合起来,推出了Smart智能相机,并在随后的该领域发布越来越多卓越的产品。

全新Z系列工业智能相机:
Vision Components发布全新Z系列工业智能相机,采用了Xilinx Zynq Z-7010 SoC,实现了摄像机本地可编程处理能力。nano Z相机系列可作为裸板成像平台(VCSBC系列)或全闭合相机(VC系列)。VSBC系列提供752x480像素(WVGA)、1280x1024像素(SXGA)、1600x1200像素或2048x1536像素传感器供选择。这些摄像机模块根据传感器不同的类型提供50-120帧/秒的视频采集速率。所有这四个模块也可提供远程传感器头(VCSBC nano Z-RH系列)达到简化系统集成的目的。Zynq SoC提供了视频处理功能的同时,还提供了双传感器、立体成像功能,称之为VCSBC nano Z-RH-2系列。

集成功率器件可简化FPGA和SoC设计

工业电子产品的发展趋势是更小的电路板尺寸、更时尚的外形和更具成本效益。由于这些趋势,电子系统设计人员必须降低印刷电路板(PCB)的尺寸和成本。使用现场可编程门阵列(FPGA)和片上系统(SoC)的工业系统需要多个电源轨,同时面临小尺寸和低成本的挑战。集成柔性功率器件可以为这种应用显著降低成本,减小解决方案尺寸。

集成柔性功率器件在同一封装内包含多个DC/DC转换器。这些DC/DC转换器可以是单个封装中的降压转换器、升压转换器和/或LDO的任何组合。图1是一个示例功能框图,其中LM26480包括两个2MHz高效1.5A降压转换器和连个300mA LDO。

图1:LM26480功能框图

图1:LM26480功能框图

面向Zynq IIoT应用电源解决方案参考设计

作者:Stark

Xilinx Zynq-7000全可编程SoC器件自从面向市场以来受到了很大欢迎,被应用到很多系统设计当中,是针对各类系统设计问题的最智能化解决方案,无与伦比的集成、高性能和低功耗等优势。与此同时这也给电源模块的设计带来了很大考验,美国芯源系统有限公司(Monolithic Power Systems, 简称MPS)为此设计了一个电源模块。采用了6个MPS电压转换校准芯片,分别是3个MPM3630 3A转换器、1个MPM3610 1A转换器和2个LDO转换器。(图1 MPS公司设计的Zynq-7000 SoC电源模块)

该电源模块共有12个电压通道输出,输出的电源电压分别包括0.75V、1.0V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V,完全满足Zynq SoC器件的电源需求。

图2 MPS公司Zynq电源解决方案设计模块图

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