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瑞苏盈科Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC无人机控制器

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官方术语是无人驾驶飞行器(UAV),这显然有点拗口,所以我们更喜欢说无人机。在过去的几十年里,无人机技术有了巨大的进步。我们为一个客户开发了一个无人机的飞行和视频控制器。

客户挑战

客户需要一种混合FPGA/CPU硬件,该硬件的性能要满足要求,同时重量要小、尽量少占用空间、能效要高,对此,被动散热解决方案将十分有效。此外,硬件需要适合在恶劣的条件(振动和低高温)下平稳运行。

 

解决方案

前一代成功的无人机控制器基于Xilinx Zynq-7000打造,此次升级我们的工程团队采用了Xilinx Zynq Ultrascale+ MPSoC,其CPU实现了位置控制以及飞行轨迹跟踪。传感器和动作器通过FPGA逻辑连接;这些接口的数量和类型随着受控运载工具的应用而有很大差异,因此所有这些接口都是动态可配置的。它拥有无人机控制器所需的所有传感器,包括高度集成的矢量导航VN-300 IMU中的GPS


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控制器通过两个相互监督的并行飞行控制器单元来支持冗余,如果当前活跃的飞行控制器故障,后备单元将自动接管所有任务。除了Zynq UltraScale+,它还配备了耐辐射的Polarfire FPGA和经过安全认证的MCU(与Zynq同步),可以在Zynq故障时接管控制。它有几个通信接口:如以太网、车载2线以太网、ARINC429RS232/422/485、在Polarfire FPGA中发生故障时需要切换的CAN

除飞行控制功能外,控制器还准备并压缩来自摄像机的全高清视频信号(HD-SDI),用于通过无线电传输。它有4个HD-SDI视频输入和2个HD-SDI视频输出,支持高达6G / 4K分辨率。



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两代无人机控制器电路板尺寸均为105×65mm,前代控制器没有冗余FPGA/MCU,采用单板设计;新一代控制器加入许多新的功能/器件,采用了双板折叠设计。

 

应用的技术

Xilinx® Zynq® UltraScale+®Mentor Graphics PADS®HD-SDIVHDLCC++

 

瑞苏盈科提供的服务

FPGA系统设计,FPGA硬件设计,FPGA HDL,嵌入式软件

 

结果

紧凑、强大且非常灵活的飞行和视频控制器。由于内置冗余,它不仅坚固,而且非常可靠。


关于Enclustra瑞苏盈科

Enclustra瑞苏盈科是一家创新和成功的瑞士FPGA公司,其提供的设计服务涵盖了整个基于FPGA的系统开发范围:从高速硬件或HDL固件到嵌入式软件,从技术参数和实现到原型和量产。

FPGA解决方案方面,Enclustra瑞苏盈科开发和销售高度集成的FPGA核心板模块和久经优化的FPGA IP

具备广泛的工程实际经验和知识,并专注于前瞻性的FPGA技术,Enclustra瑞苏盈科可以在许多领域以最小的成本提供理想的解决方案。

2004年成立以来,Enclustra规模不断壮大,现在全球70+国家服务全球超过1600家客户。2019年正式进入中国市场,成立全资独立子公司瑞苏盈科(深圳)科技有限公司,为中国客户带来更好的本土化支持与服务。

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