Die IoT-Revolution mit Cloud Computing und explosionsartig wachsenden Datenmengen bringt Konsequenzen mit sich, auch wenn die Internet-Verbindungen zuverlässig sind. „Die Vertraulichkeit der Daten hat oberste Priorität, die Daten müssen sicher übertragen werden, die Latenz und Reaktion haben der jeweiligen Anwendung zu entsprechen, und die Kosten des Daten-Managements dürfen den gewünschten Rahmen nicht sprengen – hierfür müssen neue Systeme leicht in bestehende zu integrieren sein“ erläutert Chetan Khona, Director Industrial, Vision, Healthcare & Sciences (ISM) von Xilinx. „Für viele Anwendungen geht der Trend daher von der Cloud zurück in die Edge.“

Um diese Entwicklung zu unterstützen, hat Xilinx sein Produktportfolio für die Industrie und das Gesundheitswesen auf Adaptierbarkeit und Intelligenz optimiert. Als Beispiele führt Khona dabei besonders die für IIoT und HcIoT (Health Care IoT) optimierten ‚Zynq‘- und ‚ZynqUltraScale+‘-Bausteine an, die eine leistungsfähige und skalierbare Hardware-Basis bilden. Erweitert wird die Hardware durch den Industrial-and-Healthcare-Stack, ein interdisziplinäres Angebot von Xilinx und seinen Partnern für die Edge. Der Stack umfasst neben der Hardware eingebettete Software für Safety und Security sowie für Vernetzung, intelligente Steuerung und Embedded Vision bis hin zur künstlichen Intelligenz an der Edge. „Hierzu haben wir das spezielle Verfahren ‚Whole Application Acceleration‘ entwickelt, das die Leistungsfähigkeit der bisher in der Industrie üblichen AI-Inference deutlich überflügelt“, führt Khona aus. In einer Bildverarbeitungs-Anwendung beispielsweise steigere sich der Durchsatz von der üblichen Verarbeitung auf CPU-Basis mit 6 Frames/s auf bis zu 60 Frames/s, wenn die CPU durch Xilinx-Bausteine unterstützt wird.

Um die überall entstehenden riesigen Datenmengen schnell verarbeiten und speichern zu können, hat Xilinx zusätzlich zu seinen Chips die Beschleunigerkarten der Serie ‚Alveo‘ entwickelt. Mit ihnen lassen sich domänenspezifische Architekturen aufbauen, auf denen wechselnde Algorithmen ablaufen. Zudem steht für sie bereits ein breites Angebot fertig programmierter Anwendungen zur Verfügung. Um seinen Kunden auch Cloud-Dienste anbieten zu können, arbeitet Xilinx mit Amazon Web Services, Microsoft, Google, IBM und Alibaba zusammen.

Ein solch umfassendes Produktangebot ist laut Khona heutzutage dringend erforderlich, weil sich die Elektronikentwicklung komplett verändert habe. „Nötig sind skalierbare Plattformen, sogenannte domänenspezifische Architekturen (DSAs), die mit adaptierbaren Hardware-Lösungen auf den jeweiligen Anwendungsbereich maßgeschneidert werden und sich leicht an geänderte oder gestiegene Anforderungen anpassen lassen. Als Beispiele für die adaptierbare Hardware seines Unternehmens nennt Khona FPGAs, SoCs, MPSoCs, RFSoCs und die neuen Adaptive Compute Acceleration Platforms (ACAP). Die dafür benötigten Entwicklungswerkzeuge Vivado und PetaLinuxSDX sowie die neuartigen Tools Vitis und Vitis AI stehen bereit.