在當(dāng)今快節(jié)奏的制造業(yè)格局中，要想保持競(jìng)爭(zhēng)力，需要在每個(gè)環(huán)節(jié)都采用工業(yè)自動(dòng)化。制造商逐漸認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化帶來(lái)的巨大好處，從提高效率和一致性，到降低運(yùn)營(yíng)成本和提高安全性，不一而足。事實(shí)上，德勤最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，86%的受訪制造業(yè)高管認(rèn)為，智能工廠解決方案將成為在未來(lái)五年企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的主要驅(qū)動(dòng)力。
 

　　為了跟上行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的步伐，制造商正在工廠車間配置大量的物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以有效利用自動(dòng)化和先進(jìn)數(shù)據(jù)的巨大力量。這些數(shù)據(jù)包含對(duì)過(guò)程、性能和潛在漏洞的寶貴見(jiàn)解，如果信息泄露，可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、損失和安全隱患。全球制造業(yè)是網(wǎng)絡(luò)犯罪分子攻擊最關(guān)注的行業(yè)之一，2023年，工業(yè)數(shù)據(jù)泄露的平均成本超過(guò)470萬(wàn)美元。因此，傳感器部署的激增推動(dòng)了對(duì)高級(jí)連接的需求，特別是為了將數(shù)據(jù)安全、實(shí)時(shí)地傳輸?shù)皆贫说倪B接。
 

　　隨著工業(yè)自動(dòng)化的加速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)彈性從未像現(xiàn)在這樣重要。制造商正在利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，更好地在工廠實(shí)現(xiàn)從傳感器到云端高效、安全的連接。從驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)安全、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理到靈活性和可編程性，F(xiàn)PGA可以使制造商能夠滿足這一快速發(fā)展的需求。
 

　　01  FPGA在工廠車間中的優(yōu)勢(shì)
 

　　隨著對(duì)高效、安全和適應(yīng)性強(qiáng)的從傳感器到云連接需求的增加，作為一種關(guān)鍵工具FPGA脫穎而出。FPGA有四個(gè)關(guān)鍵性能，使其成為傳感器到云連接的重要解決方案：
 

　　1  固有的靈活性和可編程性
 

　　FPGA最重要的優(yōu)點(diǎn)之一，是它具有一個(gè)可以定制和重新編程的“加密敏捷”解決方案。由于這些設(shè)備的獨(dú)特性和高度專業(yè)化，幾乎可以利用FPGA實(shí)現(xiàn)任何類型的計(jì)算功能。在制造業(yè)，這意味著開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建引擎或協(xié)同處理器，專門處理從傳感器到云的連接需求。
 

　　此外，可以在系統(tǒng)部署后重新編程或更新FPGA。對(duì)于像制造業(yè)這樣，需求快速變化但產(chǎn)品生命周期延長(zhǎng)的行業(yè)來(lái)說(shuō)，這意味著開(kāi)發(fā)人員可以更新和升級(jí)現(xiàn)有機(jī)器，以支持新標(biāo)準(zhǔn)并滿足新的技術(shù)需求，而無(wú)需更換整個(gè)產(chǎn)品。
 

　　2  高效的數(shù)據(jù)處理
 

　　隨著從傳感器到云連接的增加，需要無(wú)縫高效地收集、處理更多數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到云。FPGA包含并行處理功能，可聚合傳感器和相機(jī)數(shù)據(jù)并快速分析大量信息。相比之下，CPU一次只能處理一批數(shù)據(jù)，而FPGA可以同時(shí)合并和處理多個(gè)功能。
 

　　并行處理還允許FPGA同時(shí)監(jiān)視多條通信總線。這使開(kāi)發(fā)人員能夠處理多種連接類型，將更多數(shù)據(jù)快速、安全地引入管道，并跨設(shè)備傳輸。例如，在汽車制造業(yè)中，F(xiàn)PGA可以將來(lái)自攝像頭所在位置的多個(gè)高分辨率攝像頭的信號(hào)進(jìn)行組合或多路復(fù)用，待這些信號(hào)到達(dá)芯片系統(tǒng)(SoC)后將其再次分離。
 

　　3  增強(qiáng)的安全性
 

　　雖然工廠車間傳感器數(shù)量的增加為制造商提供了比以往任何時(shí)候都多的數(shù)據(jù)，但它也擴(kuò)大了攻擊面，為四處找機(jī)會(huì)的攻擊者創(chuàng)造了更多切入點(diǎn)，并帶來(lái)更多的新漏洞。因此，制造業(yè)成為了網(wǎng)絡(luò)攻擊的首選目標(biāo)。
 

　　專為硬件信任根(HRoT)和零信任安全設(shè)計(jì)的FPGA產(chǎn)品，可以為連接的設(shè)備提供增強(qiáng)的保護(hù)，以保護(hù)組織的整個(gè)攻擊面。此外，包含 HRoT 和零信任功能的 FPGA 可以建立獨(dú)特的設(shè)備身份，并在允許傳感器和云之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。這可以確保系統(tǒng)的核心功能和關(guān)鍵組件始終受到保護(hù)。
 

　　4  改進(jìn)的安全措施
 

　　工廠車間傳感器收集的數(shù)據(jù)，對(duì)于改進(jìn)人工智能驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)算法也至關(guān)重要，可以幫助制造商在潛在故障發(fā)生之前預(yù)測(cè)這些故障。該用例對(duì)于確保人機(jī)界面(HMI)的安全尤其重要，因?yàn)槿魏喂收隙伎赡茉斐煽膳碌暮蠊?br /> 

　　利用FPGA的低延遲和高帶寬功能，制造商可以快速實(shí)時(shí)分析大量傳感器數(shù)據(jù)，識(shí)別HMI或其它人工智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中即將出現(xiàn)問(wèn)題的模式，并在故障出現(xiàn)之前加以預(yù)防。
 

　　02  構(gòu)建互聯(lián)的工廠車間
 

　　隨著制造商不斷通過(guò)自動(dòng)化優(yōu)化效率，傳感器與云連接的重要性也得到更多關(guān)注。工廠車間的傳感器數(shù)量比以往任何時(shí)候都多，企業(yè)獲得了富有洞察力的寶貴數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有助于迅速做出決策并優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率。不過(guò)，傳感器部署的激增也使得企業(yè)迫切需要穩(wěn)健、安全的連接解決方案，以確保無(wú)縫、安全地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫?。FPGA正通過(guò)提供無(wú)與倫比的適應(yīng)性、無(wú)縫的數(shù)據(jù)處理和更強(qiáng)的安全性來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。
 

　　在加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時(shí)代，制造商應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到FPGA在實(shí)現(xiàn)從傳感器到云高效連接方面的關(guān)鍵作用。采用這項(xiàng)技術(shù)并將其集成到自動(dòng)化戰(zhàn)略中，可以將效率和靈活性提升到新的水平，推動(dòng)制造業(yè)走向由連接和創(chuàng)新所定義的繁榮未來(lái)。