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05 2022 Elektronik 15 EmbEddEdsystEmE Miniaturisierung ist heute ein Schlüsselmerkmal der meisten Embedded-Systeme mehr Rechenpower die Intention Auch die meisten Field Programmable Gate Array FPGA -basierten Embedded-Systeme folgen dem Trend Das können zum Beispiel kleinere Kameras kleinere medizinische Handgeräte speicherprogrammierbare Steuerungen SPS oder Fahrerassistenzmodule im Automotive-Bereich sein Jedoch bringt die Miniaturisierung zusätzliche Herausforderungen mit sich – die größte lässt sich unter dem Begriff »energieeffiziente Performance« zusammenfassen Steigt die Performance eines Systems steigt meist ebenfalls die Leistungsaufnahme was wiederum die notwendige Wärmeableitung erhöht Gerade bei kleinen Modulen ist das herausfordernd Meist ist das Kühlen eines Moduls der Flaschenhals beim Skalieren der Leistung FPGAs ermöglichen die Technologie der nächsten Generation indem sie energieeffiziente Leistung für viele Applikationen in allen Lebensbereichen bereitstellen Beispielsweise Kameras mit kleinem Formfaktor auf denen KI-Algorithmen laufen Sie helfen Landwirten mit von Drohnen gemachten Bildern bieten Videoanalysen im Einzelhandel oder lesen Nummernschilder an Mautstellen In der Medizin demokratisieren tragbare Ultraschallgeräte die medizinische Versorgung vor Ort Endoskope und chirurgische Datenbrillen liefern Ärzten Bilder mit einer höheren Auflösung als je zuvor Ebenso werden wärmebildbasierte Überwachungssysteme zum Schutz von Grenzen immer »intelligenter« An entfernten Standorten eingesetzt müssen die Systeme autonom arbeiten und hierbei verborgen bleiben Amateur-Content-Ersteller wie »You-Tuber« sind heute in aller Munde was den Bedarf an FPGAbasierten Konvertern für Streaming-Videos erhöht Mit ihnen können Nutzer 4K-Videostreams zwischen verschiedenen Formaten wie HDMI SDI USB oder PCIe konvertieren Ebenso profitiert die industrielle Automation von flexiblen FPGAbasierten Architekturen sowie der langen Verfügbarkeit von mehr als 20 Jahren die beispielsweise Microchip Technology für seine FPGAs gewährleistet Die FPGA-Architektur hat sich weit entwickelt Ursprünglich als Prototypen-Plattform für teure Application Specific Integrated Circuits ASICs entwickelt gelten FPGAs heute als Mainstream-Technik und bieten zuverlässige und Bild 1 Professionelle Drohnen unterliegen strengen Anforderungen an die Flugsicherheit Bild AdobeStock Bild 2 So kann das Blockdiagramm für eine professionelle Drohne aussehen die auf einem PolarFire FPGA basiert Bild Microchip Technology Germany