Revolucionando el procesamiento a bordo con inferencia de IA
El XQRVE2302 no es solo otro componente; es un cambio de paradigma en la forma en que abordamos el procesamiento a bordo en el espacio. En su corazón se encuentran los avanzados AMD AI Engines (AIE-ML), meticulosamente optimizados para las exigentes tareas de aprendizaje automático. Estas unidades de procesamiento especializadas representan un avance significativo, ofreciendo el doble de INT8 y unas asombrosas 16 veces el rendimiento de BFLOAT16 en comparación con sus predecesores. Pero no se trata solo de potencia bruta; también se trata de eficiencia. La arquitectura AIE-ML está diseñada para minimizar la latencia, un factor crítico en las aplicaciones espaciales en tiempo real.
Además, el XQRVE2302 cuenta con capacidades de memoria local mejoradas, reforzadas por innovadores bloques de memoria de alto ancho de banda. Esta mejora se traduce directamente en capacidades superiores de procesamiento de datos, esenciales para manejar los complejos flujos de datos generados por las misiones espaciales modernas.
Potencia compacta: Rendimiento sin precedentes en un formato pequeño
Uno de los aspectos más notables del XQRVE2302 es su tamaño. Alojado en un paquete notablemente compacto de 23 mm x 23 mm, representa el primer SoC adaptable diseñado para aplicaciones espaciales en un formato tan diminuto. Esto no es meramente una cuestión de estética; es una consideración de diseño crucial para las misiones espaciales donde cada milímetro y miligramo cuentan.
A pesar de ocupar menos del 30% del área de la placa en comparación con su hermano mayor, el Versal AI Core XQRVC1902, el XQRVE2302 conserva un potente sistema de procesamiento. Esta reducción de tamaño también conlleva una disminución sustancial en el consumo de energía, una ventaja crítica para los entornos espaciales con restricciones de energía.
Una sinfonía de potencia de procesamiento: Núcleos Arm, AIE-ML, DSP y FPGA
El XQRVE2302 es más que sus AI Engines; es un sistema completo y altamente integrado en un chip. Cuenta con un procesador de aplicaciones Arm® Cortex®-A72 de doble núcleo, que proporciona una gran potencia para tareas computacionales exigentes. Complementando esto, hay un procesador en tiempo real Arm Cortex-R5F de doble núcleo, perfectamente adecuado para operaciones y funciones de control de tiempo crítico.
Más allá de los núcleos Arm, el XQRVE2302 incorpora bloques DSP dedicados, que proporcionan capacidades de procesamiento especializadas para aplicaciones de procesamiento de señales. Y, por supuesto, no sería un dispositivo Versal sin la tela lógica programable de una FPGA. Esta combinación de elementos de procesamiento (núcleos Arm, AIE-ML, bloques DSP y FPGA) crea una plataforma versátil y potente capaz de manejar una amplia gama de aplicaciones espaciales.
Habilitando información en tiempo real: Desde la detección de anomalías hasta la observación de la Tierra
Las capacidades del XQRVE2302 desbloquean un nuevo reino de posibilidades para el procesamiento perimetral a bordo en el espacio. Imagine el reconocimiento de imágenes en tiempo real, que permite a los satélites identificar y rastrear de forma autónoma objetos de interés. Imagine sistemas de navegación autónomos, que permitan a las naves espaciales tomar decisiones inteligentes sin la intervención humana constante. Considere las posibilidades del análisis avanzado de datos de sensores, realizado directamente a bordo, reduciendo la latencia y los requisitos de ancho de banda para la transmisión de datos.
Las aplicaciones de las tareas impulsadas por la IA en el espacio son vastas y transformadoras. La detección de anomalías en los datos de telemetría puede proporcionar alertas tempranas de posibles fallos del sistema. La monitorización de incendios forestales puede ayudar a rastrear y gestionar estos eventos devastadores. La clasificación de la vegetación y los cultivos puede proporcionar información valiosa sobre la salud de nuestro planeta. Y la detección de nubes, una tarea aparentemente simple, es crucial para optimizar el funcionamiento de los satélites de observación de la Tierra. Al identificar la cobertura de nubes, los satélites pueden evitar la transmisión de datos innecesarios, conservando valioso ancho de banda y energía.
Acelerando el desarrollo: Diseño de referencia tolerante a la radiación de Alpha Data
Para acelerar el proceso de desarrollo y capacitar a los ingenieros para aprovechar todo el potencial del XQRVE2302, Alpha Data, un reconocido líder en soluciones de aceleración basadas en FPGA, ha presentado un diseño de referencia tolerante a la radiación. La placa de referencia ADM-VB630 proporciona una plataforma rentable y robusta para diseñar y prototipar aplicaciones espaciales.
Este diseño de referencia es más que un simple punto de partida; es una solución integral que agiliza el ciclo de desarrollo. Permite a los ingenieros integrar rápidamente el XQRVE2302 en sus sistemas, aprovechando componentes preconstruidos y diseños validados. Esto reduce significativamente el tiempo y el riesgo de desarrollo, lo que permite una implementación más rápida de soluciones de IA basadas en el espacio.
Un ecosistema colaborativo: La ventaja de la serie Versal XQR
La serie Versal XQR no es una colección de dispositivos aislados; es un ecosistema cuidadosamente diseñado. Los diferentes dispositivos dentro de la serie están diseñados para desempeñar roles complementarios, trabajando juntos sin problemas dentro del mismo sistema.
El XQRVC1902 más grande, por ejemplo, sobresale en el manejo de tareas complejas de procesamiento de señales, aprovechando sus amplios recursos y potencia de procesamiento. El XQRVE2302 compacto, por otro lado, está optimizado para tareas de comando y control, inferencia de IA y computación perimetral, donde su pequeño tamaño y eficiencia energética son primordiales. Este enfoque sinérgico permite a los diseñadores de sistemas crear soluciones altamente optimizadas, adaptando las capacidades de cada dispositivo a las necesidades específicas de la aplicación.
Flexibilidad sin precedentes: Reprogramabilidad ilimitada en órbita
A diferencia de las FPGA tradicionales tolerantes a la radiación, los SoC adaptables AMD Versal XQR ofrecen una capacidad revolucionaria: reprogramabilidad ilimitada. Esta flexibilidad se extiende no solo durante la fase de desarrollo, sino también después de la implementación, incluso en el duro entorno de la órbita.
Esta capacidad de reprogramar el dispositivo en órbita es revolucionaria. Permite la adaptación sobre la marcha a los requisitos cambiantes de la misión, la corrección de problemas imprevistos e incluso la implementación de funcionalidades completamente nuevas. Este nivel de adaptabilidad no tiene precedentes en el ámbito de los sistemas espaciales y abre posibilidades emocionantes para misiones de larga duración y objetivos científicos en evolución. Los dispositivos también deben soportar los desafíos y el bombardeo de la radiación.
Un conjunto de herramientas completo: Vivado y Vitis AI
Los desarrolladores pueden crear, construir e implementar diseños para dispositivos XQR Versal utilizando el familiar y potente conjunto de herramientas AMD Vivado™ y la plataforma de software Vitis AI. Estas herramientas proporcionan un entorno de desarrollo completo e integrado, que admite una amplia gama de lenguajes y marcos de programación.
Ya sea que prefiera trabajar con RTL, C, C++, Matlab, Caffe, TensorFlow o PyTorch, las herramientas Vivado y Vitis AI brindan el soporte necesario. Esta amplia compatibilidad garantiza que los desarrolladores puedan aprovechar su experiencia existente y elegir las herramientas que mejor se adapten a su flujo de trabajo y requisitos del proyecto.
Mostrando el futuro: SpacE FPGA Users Workshop (SEFUW)
AMD presentará el innovador XQRVE2302 en el prestigioso SpacE FPGA Users Workshop (SEFUW). Los asistentes tendrán la oportunidad de ver el dispositivo de primera mano en los stands de Alpha Data y Avnet Silica.
Además, Ken O’Neill, un distinguido arquitecto espacial de AMD, pronunciará una presentación el miércoles 26 de marzo a las 9:10 AM CET, que ofrecerá una visión en profundidad del nuevo dispositivo y su potencial transformador. Esta presentación ofrecerá información valiosa sobre la arquitectura, las capacidades y las aplicaciones del XQRVE2302, brindando a los asistentes una comprensión integral de esta tecnología revolucionaria. El futuro de la exploración espacial se está escribiendo ahora, y el SoC XQR Versal de AMD está a la vanguardia de este nuevo y emocionante capítulo.
La incesante búsqueda de la exploración espacial siempre ha exigido tecnología de vanguardia, superando los límites de lo posible. Ahora, ha llegado un importante salto adelante con el AMD Versal™ AI Edge XQRVE2302, que ha obtenido la codiciada calificación de Clase B. Este hito marca el segundo dispositivo tolerante a la radiación dentro de la familia de SoC adaptables Versal de grado espacial (XQR) que se autoriza oficialmente para los rigores de los vuelos espaciales. Basado en el estricto estándar militar estadounidense MIL-PRF-38535, esta calificación, junto con la publicación de la hoja de datos de producción completa, señala una nueva era. Los clientes ya pueden realizar pedidos, y se prevé que los envíos comiencen en otoño.
El XQRVE2302 representa un avance significativo en el procesamiento a bordo para aplicaciones espaciales. Su arquitectura, basada en los AI Engines (AIE-ML) de AMD, está optimizada para tareas de aprendizaje automático, ofreciendo un rendimiento superior en inferencia de IA. En comparación con sus predecesores, duplica el rendimiento INT8 y multiplica por 16 el rendimiento BFLOAT16, minimizando la latencia, un factor crucial en aplicaciones espaciales en tiempo real.
Además de su potencia de procesamiento, el XQRVE2302 destaca por su eficiencia energética y su tamaño compacto. Con un encapsulado de solo 23 mm x 23 mm, es el primer SoC adaptable para aplicaciones espaciales en un formato tan reducido. Ocupa menos del 30% del área de la placa en comparación con el XQRVC1902, lo que se traduce en una menor disipación de potencia, un aspecto crítico en entornos espaciales con recursos limitados.
El XQRVE2302 no solo integra los AIE-ML, sino que también incorpora un completo sistema en un chip. Incluye un procesador de aplicaciones Arm® Cortex®-A72 de doble núcleo para tareas computacionales exigentes, un procesador en tiempo real Arm Cortex-R5F de doble núcleo para operaciones de tiempo crítico, bloques DSP dedicados para procesamiento de señales y la lógica programable de una FPGA. Esta combinación de elementos de procesamiento lo convierte en una plataforma versátil y potente para una amplia gama de aplicaciones espaciales.
Las capacidades del XQRVE2302 abren un abanico de posibilidades en el procesamiento perimetral a bordo. Permite el reconocimiento de imágenes en tiempo real, la navegación autónoma de naves espaciales y el análisis avanzado de datos de sensores directamente a bordo, reduciendo la latencia y los requisitos de ancho de banda. Las aplicaciones de la IA en el espacio son diversas y transformadoras, desde la detección de anomalías en la telemetría hasta la monitorización de incendios forestales, la clasificación de la vegetación y la detección de nubes, optimizando el funcionamiento de los satélites de observación de la Tierra.
Para facilitar el desarrollo de aplicaciones basadas en el XQRVE2302, Alpha Data ha creado un diseño de referencia tolerante a la radiación, el ADM-VB630. Esta placa de referencia proporciona una plataforma rentable y robusta para diseñar y prototipar aplicaciones espaciales, agilizando el ciclo de desarrollo y permitiendo una implementación más rápida de soluciones de IA en el espacio.
La serie Versal XQR de AMD se concibe como un ecosistema colaborativo, donde diferentes dispositivos desempeñan roles complementarios. El XQRVC1902, con mayores recursos, se centra en tareas complejas de procesamiento de señales, mientras que el XQRVE2302, más compacto y eficiente, se optimiza para comando y control, inferencia de IA y computación perimetral. Esta sinergia permite a los diseñadores crear soluciones optimizadas para cada aplicación.
Una característica distintiva de los SoC adaptables Versal XQR es su reprogramabilidad ilimitada, incluso en órbita. Esta flexibilidad permite adaptarse a los requisitos cambiantes de la misión, corregir problemas imprevistos e implementar nuevas funcionalidades, algo sin precedentes en los sistemas espaciales.
AMD ofrece un conjunto completo de herramientas para el desarrollo con dispositivos XQR Versal, incluyendo el entorno de desarrollo Vivado™ y la plataforma de software Vitis AI. Estas herramientas admiten una amplia gama de lenguajes y marcos de programación, como RTL, C, C++, Matlab, Caffe, TensorFlow y PyTorch, permitiendo a los desarrolladores aprovechar su experiencia y elegir las herramientas más adecuadas para sus proyectos.
AMD presentará el XQRVE2302 en el SpacE FPGA Users Workshop (SEFUW), donde los asistentes podrán verlo en funcionamiento en los stands de Alpha Data y Avnet Silica. Ken O’Neill, arquitecto espacial de AMD, ofrecerá una presentación detallada sobre el dispositivo y su potencial transformador. El futuro de la exploración espacial se está escribiendo con el SoC XQR Versal de AMD a la vanguardia.