为确保工厂盈利能力，必须通过实施互联自动化和预测性维护解决方案来优化性能和正常运行时间，这能为用户带来显著价值。工业和物流环境中的全天候运行对设备提出了更高的要求，尤其是配备主动驱动器和电机的系统，单个电机的故障就可能导致运营或生产中断。新型自动化IT解决方案，例如边缘集成人工智能（AI）引擎，可以识别这些异常情况并提前预测故障，使操作人员能够主动采购所需部件、安排维护，并最终提高整体运营效率。.
自动化解决方案日趋复杂，需要领先的芯片供应商在硬件和软件方面提供支持。在底层，灵活的硬件架构对于跟上工业和物流自动化解决方案的创新步伐至关重要。软件开发目前占据工业项目开发成本和人力的大部分，因此，自动化技术供应商提供的库、工具包和生态系统支持的价值日益凸显。.
FPGA 能够适应自动化需求。
集成处理器的 FPGA 兼具灵活性、高性能和可编程性，有助于快速采用和部署新技术，并满足工业自动化不断发展的需求。具体而言，FPGA 为各种动态自动化计算配置和需求提供了独特的灵活性。如今的 FPGA 具有极低的功耗和能效，使其能够采用更小的尺寸和更简单的散热设计——这对于网络边缘至关重要。FPGA 还具有完全可定制性，与基于软件的解决方案相比，具有诸多优势，例如更低的延迟。此外，FPGA 可用于高性能控制回路、PWM，并且与同类高端微控制器相比，每个单元可以连接更多数量的控制电机。莱迪思半导体提供的 FPGA 具有极低的软件错误率，从而提高了可靠性，是需要高可用性和功能安全性的应用的理想之选。
硅芯片能够抵御网络攻击。
硬件安全对于抵御日益频繁的网络攻击至关重要。传统工厂和物流系统中安装的自动化系统通常与互联网和云端隔离，即使是子系统之间也常常如此。如今，自动化系统之间的互联程度越来越高，因此必须采取措施保护它们免受黑客攻击，防止系统瘫痪、勒索操作人员、窃取敏感数据或进行其他恶意行为，从而造成巨大的经济损失。基于微控制器和/或软件的解决方案无法提供与FPGA等替代方案相同的实时保护，FPGA能够即时检测、高性能地覆盖多个子系统，并具备恢复到已知良好状态的能力，从而从攻击中恢复——这一点至关重要。FPGA能够实现高度的安全性和弹性，并在底层（操作系统之下）进行监控，从而在启动前、启动中和启动后保护固件，保护并验证代码本身，并提供信任根。
针对自动化优化的库：
灵活的硬件基础以及半导体供应商及其生态系统提供的同样强大的软件支持至关重要，尤其对于自动化解决方案而言。软件开发已占据工业自动化和控制项目开发成本的绝大部分，因此高质量的支持对于项目的成功至关重要。例如，莱迪思半导体提供了一个轻量级的协议基础平台，用于通过以太网进行实时传感和控制，从而实现网络连接（例如，通过工业以太网实现多轴电机控制，并串联连接到多个显示器）。此外，高性能FPGA的软件友好性日益增强，提供了软件编程工具和图形化设计环境，例如莱迪思的Propel™设计环境（参见图1，Propel图形）。
自动化通常包含多个具有特殊软件需求的功能领域，例如边缘人工智能、嵌入式视觉和安全，这些领域都建立在操作系统和固件等底层软件之上。在这些领域，获取半导体供应商提供的更复杂的软件库和知识产权 (IP) 至关重要，这有助于优化嵌入式加速器和硬件资源的性能和功耗。例如，在边缘人工智能领域，使用 TensorFlow、Caffe 和 Keras 等通用开发环境进行开发已成为普遍做法，可用于实现卷积神经网络 (CNN)，以应用于诸如存在检测、关键词检测、人脸跟踪和物体计数等扩展应用。在视觉应用中，解决方案设计人员通常需要灵活的接口连接（例如，MIPI CSI-2、LVDS、PCIe、GigE）。.
软件和硬件可编程性：
低功耗、高性能、低延迟的可编程硬件虽然优势众多，但某些工作负载更适合用软件进行控制或实现。例如，软件可编程性对于预测性维护应用来说是最佳选择，并且能够让开发人员使用更常见的技能（例如 C 语言编程）进行开发。将 FPGA 和传统处理器集成到异构片上系统、模块/板卡和嵌入式计算系统中，可以实现软硬件协同处理和更高的系统灵活性。
自动化：莱迪思的工业自动化产品系列。
如今的自动化解决方案由众多动态组件和子系统构成，必须协同开发才能在市场中保持竞争力。电机控制、边缘人工智能、传感器融合、功能安全、机器视觉和安防等功能必须无缝集成到全面的自动化解决方案中，才能加速产品普及和上市。
为了帮助客户克服这些挑战，领先的芯片供应商正在为垂直行业和专业应用提供更多支持，以加速新工作负载的开发，例如预测性维护概念验证测试、新型协处理架构试验以及基于新规范/集成的原型开发。图 2 所示的莱迪思 Automate™ 工业自动化系列就是一个已推出的完整解决方案示例。满足常见安全要求（例如 SIL-2 或安全协处理）的新型处理器技术的实际应用（例如参考设计、项目示例等）能够有力地展示冗余/安全性，其效果远胜于通过数据手册或仿真进行理论评估。.
一系列自动化工具通常包含种类繁多的知识产权（IP），这些知识产权对于自动化芯片供应商（生态系统）的应用和价值评估至关重要。工业自动化和控制系统已经集成了丰富的功能，例如图形界面、实时响应、有线和无线网络连接、本地事件分析以及强大的数据格式。然而，为了支持对自动化解决方案至关重要的新功能，例如机器视觉、目标检测和增强安全性等，这些系统的复杂性正在不断提高。提供这些功能以及更广泛或更先进的支持计划，对于自动化芯片以及解决方案的未来发展至关重要。.
自动化生态系统：
主要芯片供应商已显著提升其内部能力，以便为原始设备制造商 (OEM) 及其他客户提供专业设计服务。例如，莱迪思半导体拥有涵盖所有应用领域的内部设计团队，使其能够定制和集成其人工智能和机器学习、视觉、安全和自动化解决方案，并设有产品服务团队，提供制造和生产支持。该公司还拥有一个合作伙伴网络，这些合作伙伴均接受过其工具的培训和认证，以确保第三方服务的质量。一个由提供高质量设计服务的合作伙伴组成的生态系统，对于在应用层面提供更完善的芯片技术支持至关重要，它能够为分散的供应商群体以及机器人、PLC、保护和系统等技术领域提供专业支持。
Eric van der Heijden，莱迪思半导体欧洲、中东和非洲销售副总裁
