在很多开发者眼中，FPGA 是一个独特的存在，它凭借着独特的硬件可编程特性，在通用 CPU 和专用 ASIC 之间找到了一个中间地带，既没有 CPU 能效比低的缺点，又避免了开发 ASIC 的高成本和高风险，为开发者提供了一种兼具高性能和灵活性的解决方案。

另外值得一提的是，FPGA的定位让其格外适合在AI时代快速成长。这是因为：一方面，FPGA通过可编程的硬件重构，方便开发者在AI加速中探索更好的算法实现；另一方面，面对AI算法或处理流程的不断迭代和变化，FPGA也能通过灵活的硬件编程快速适应。这样的“先天优势”简直就是为快速发展的边缘AI应用量身打造的！

基于自适应计算的SOM的开发

但要在实际应用中充分发挥FPGA的先天优势却并非易事，还有很多技术障碍需要克服。

好消息是，为了让这个过程顺利进行，FPGA厂商一直在积极探索，也取得了许多宝贵的收获。例如，AMD开辟了便捷高效的“边缘AI开发”技术路径，仅需三步即可快速实现FPGA边缘AI应用。

第一步

提供自适应计算平台

简单来说，就是打造一个集成了FPGA可编程逻辑功能、嵌入式CPU子系统、IO等外设模块的异构计算平台，也叫FPGA SoC。例如AMD的Zynq+就拥有内置可编程逻辑（PL）和Arm嵌入式处理系统（PS）两个子系统，搭载四核或双核ARM-A53、双核ARM-R5实时处理器，以及专用的加速引擎和功能电路，是边缘AI应用开发的理想选择。

显然，这样的计算平台不仅具备嵌入式CPU子系统的灵活性，还可以通过硬件编程来提供应用所需的数据处理加速性能，让开发人员将正确的任务分配给正确的计算引擎，实现更节能的计算处理。

图 1：Zynq+ 架构

（图片来源：AMD）

第2步

基于 SOM 的开发

自适应计算平台功能性和灵活性的增强必然会增加开发的复杂度，如果所有的开发工作都从设备级开始，巨大的工作量可能会让很多人望而却步。因此，AMD推出了“基于SOM的开发”模式。所谓SOM（Son）就是将核心芯片以及内存、外设等资源都集成在一块PCB上，将核心芯片的硬件抽象出来。它可以让开发者从更高的板级设计入手，跳过前期芯片级开发的诸多痛点，大大简化整个开发流程。

第三步

热门应用的开发套件

相对于传统的设备级开发，基于SOM的开发起点更高、路径更短，但仍然缺少资源更丰富、功能更齐全的硬件平台来实现最终的应用。也就是说，需要一套能够与SOM配套的开发套件来完成整个开发链条中的最后一个环节。

为此，AMD针对不同的热门应用打造了不同的开发套件，让没有任何FPGA经验的开发人员可以在一小时内启动并运行系统，真正做到“开箱即用”。

我们先简单回顾一下AMD的“三步快速边缘AI开发”模式：第一是提供FPGA SoC自适应计算平台；第二是提供基于FPGA SoC的SOM，缩短开发路径，简化开发流程；下一步是提供与SOM适配的开发套件，加速最终应用程序的开发和实施。

值得一提的是，为了让这条发展道路“一路顺风”，AMD还在同步构建相应的技术生态，比如软件工具集、应用商店等，以提供更好的开发体验。

复制运动控制的成功

经过几年的尝试，AMD基于自适应计算SOM的开发模式已经被用户和市场验证是成功的，下一步就是要复制这一成功模式，将产品和解决方案拓展到更多的目标市场。

在新一轮的技术迭代中，AMD瞄准了电机控制市场。

简单来说，电机控制就是通过测量电机电流值、转子位置等参数与所需设定值的偏差，不断调整电机的转速、转矩和转子位置，实现精确控制的过程。

可以看出，电机控制是一个不断创造精确输入/输出参数的过程，这个过程需要快速、准确的计算和处理，使电机达到并保持理想的工作状态。FPGA SoC是实现电机控制的理想计算平台，其突出优势体现在以下几个方面：

精确电流控制以提高能源效率

FPGA SoC可以支持优化的专用算法，实现几微秒内的精准控制，实时调整加载到电机定子中的电流，让电机以更高效的方式运转，减少不必要的电流消耗，同时也能减少电流产生的热量，从而最大限度降低电机的能耗，延长其使用寿命。

支持预测性维护并降低故障率

除了实时精准控制之外，FPGA SoC还可应用于预测性维护，通过电机绕组不断获取转子电流测量值并实时处理相关数据，以检测转子是否处于正常状态，或者判断电机是否存在其他问题，将可能发生的故障消除在萌芽状态。

实现复杂电压调制，降低EMI

FPGA SoC 可通过内置脉冲宽度调制 (PWM) 来调节电压并降低电磁干扰 (EMI)。使用基于 FPGA 的设备有助于创建更复杂的调制器，提供更大的可扩展性和架构灵活性，以降低 EMI 噪声。

可以看出，在电机控制领域，AMD的自适应计算平台有着很大的应用空间，应用前景十分诱人。为了在电机控制这个新赛道占据一席之地，AMD特意推出了Kria驱动入门套件，为开发者提供端到端的解决方案。

图 2：Kria 驱动程序入门套件

（图片来源：AMD）

新的电机控制解决方案

从硬件角度来看，Kria驱动入门套件的硬件资源包括K24 SOM、载卡、散热方案等完整资源。

该开发套件的核心是 AMD 基于 Zynq+ 推出的全新 SOM 产品——Kria K24 SOM。作为 Kria SOM 家族的新成员，它拥有更小的外形尺寸（仅为信用卡的一半大小），并针对节能电机控制和 DSP 应用进行了优化，具有更低的延迟和强大的确定性。它拥有 132 个 I/O 可供用户使用，最多可连接三台带编码器的中型 BLDC 电机，提供 4 个 1G 以太网（2 个 PS GEM、2 个 PL GEM）并支持 TSN 网络。它还能通过 Zynq+ 的硬件信任根和分立的 TPM 2.0 设备提供增强的安全特性，并具备适应恶劣环境的鲁棒性，非常适合各类工业应用。

Kria K24 SOM 的设计还考虑到了应用的可扩展性。它通过连接器与 Kria K26 SOM 兼容，并支持各种传感器和外围设备。它还提供 OTA 无线软件更新和适应性硬件，以满足不断发展的标准要求。

图 3：Kria K24 SOM

（图片来源：AMD）

Kria 驱动入门套件载卡包含电源解决方案、三个网络接口、一张卡、一个三相电源逆变器和多个模拟数字转换器通道。同时，Kria 还支持 Pmod 扩展，可充分利用 Pmod 生态系统中的传感器模块等资源，支持广泛的应用开发需求。

图 4：Kria 驱动程序入门套件硬件资源

（图片来源：AMD）

软件方面，Kria 开发套件一如既往地提供了极大的易用性，让没有 FPGA 专业知识的嵌入式软件和控制系统工程师也能快速上手应用开发，这也是其核心定位。该开发套件支持并基于 PYNQ 开发流程。为了给开发者带来更大的灵活性，开发者还可以通过 Kria 应用商店提供的各种资源加速应用开发，并继续受益于相关的开发生态系统。

不难看出，Kria 驱动入门套件能够在三个方面为开发者提供价值：

结论

预计2026年全球用于电机控制的电驱动装置出货量将达到近4000万台，这无疑是一个潜力巨大的市场。要支撑如此庞大、应用场景多样的应用市场，基于FPGA SoC自适应计算平台的电机控制是理想的选择。

AMD提供从芯片到SOM到开发套件的完整硬件资源，加上日益完善的软件开发生态，为基于FPGA SoC开发高性价比的电机控制方案构建了完整、顺畅的技术路径。

所有这些专业经验和技术资源都集中在 Kria 驱动器入门套件中。这款极具竞争力的 FPGA 开发平台具有广泛的应用范围，包括机器人驱动器/执行器、工业电机、工业以太网网关/传感器、电动汽车充电站、医疗设备和航空系统。如果您想将强大而灵活的 FPGA SoC 引入到您的新设计中，请从这里开始！

【预约直播】