工业运营数字化？低功耗、高性能、超强连接才是“超能力”！

来源：Avnet

针对传统工业运营进行数字化革命正在成为市场的焦点。在Computex 2024上，NVIDIA CEO黄仁勋主题演讲重点之一，就是介绍了NVIDIA如何帮助客户利用AI助力工厂数字化。据悉，全球约有1000万家以上的工厂，总价值46万亿美元，因此工业数字化对于制造业创新而言是极其重要的。

随着大数据及机器学习技术的发展，越来越多工厂正在利用这项先进技术完成工艺流程的变革，这也是工业4.0的本质。实际上已经有更多工厂通过升级，实现了生产效率的提升、生产质量的改进和生产成本的降低。比如入选达沃斯“制造业灯塔工厂”的富士康深圳龙华工厂，其熄灯工程在注重优先利用第四工业革命技术的前提下，令生产效率提高 30%,库存周期降低15%。

底层芯片和器件是赋能数字化革命的底层技术，影响着工业数字化进程。作为技术分销商和解决方案提供商，安富利正在三大方面进行创新，以加速工业4.0的实施。在工业运营数字化转型过程中，低功耗、高性能和连接三大技术趋势对数字化和机器学习至关重要。

低功耗：高效的边缘

无论是工厂数字化改造，还是机器学习，都需大量的数据，这些数据大部分都来源于边缘设备中。对于边缘设备，大多数需要紧凑的小尺寸规格，有些甚至是电池供电设备，因此低功耗是保证数据可持续性生成的关键之一。

低功耗可延长设备使用寿命：低功耗设备产生的热量较少，减少了对散热系统的需求，从而延长了设备的使用寿命。对于工业环境中大量使用的传感器、控制器和嵌入式系统，低功耗技术显得尤为重要。

减少能源成本：低功耗设备可以显著降低能源消耗，从而减少运营成本。对于那些需要全天候运行的工业系统，能源节约带来的成本优势尤为明显。

增强系统稳定性：低功耗设备的发热量小，减少了因过热引起的系统故障，提高了系统的稳定性和可靠性。

安富利合作伙伴恩智浦的MCX A系列MCU具有可扩展的设备选项、低功耗和智能外设，适用于广泛应用场景。作为基于Arm Cortex-M33的通用MCU，MCX A系主频高达96MHz，集成度高，模拟性能优异。低功耗缓存内置RAM自检硬件，提升了系统性能，支持各种安全应用。 MCX A提供一系列低功耗智能外设，包括定时器和 4Msps 12位ADC，定时器可以生成三组带有死区插入的互补PWM 信号，而4Msps 12位ADC可以实现硬件窗口和平均功能。 创新的电源架构能够高效利用I/O并节省功耗，供电电路简单， 占用尺寸小。MCX A支持的GPIO引脚更多，方便与外部设备连接，让设计人员可以选用更小封装、简化板卡设计并降低系统BOM成本。

高性能处理：强大的大脑

高性能处理在工业运营中的作用不可忽视。高性能计算能力是海量且复杂的数据处理和实时决策的基础，从而提升了系统的效率和响应速度。

实时数据处理：高性能处理器和加速器能够处理大量的实时数据，支持复杂的机器学习和数据分析算法。这对于实时监控、预测性维护和智能控制系统至关重要。

提高生产效率：高性能技术可以加快生产线上的数据处理和决策速度，提高生产效率。例如，在自动化生产线中，高性能计算能够实现快速的故障检测和排除，减少停机时间。

支持复杂应用：高性能技术能够支持复杂的工业应用，如计算机视觉、深度学习和高级数据分析。这些技术在提高生产质量、优化工艺流程和增强安全性方面发挥着重要作用。

以嵌入式视觉为例，可在工业制造、智能安防、无人驾驶等多个市场发挥关键作用，也是机器学习重要的应用领域。

借助安富利的UltraZed-EV入门套件，开发人员可以立即着手开发嵌入式视觉应用程序。这个套件将新的UltraZed-EV系统模块（SOM）与板卡组合在一起，建立了一个完整的系统，用于原型设计和评估嵌入式视觉处理系统。其中Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC，整合了功能丰富的64位四核或双核ARM Cortex-A53和双核ARM Cortex-R5的处理系统，以及可编程逻辑，可以应对嵌入式视觉的各种对于性能、实时性以及灵活性的要求。

连接：丰富的神经系统

连接技术在工业运营数字化转型中起到了关键的桥梁作用。通过将设备和系统连接到云端，实现数据的集中管理和处理，提升了系统的智能化和协同能力。

特别是随着数据量的增加，连接技术变得越来越重要。

对于工业应用而言，需要连接技术具有低延迟、高可靠性、可扩展性、支持边缘等特性。
10Base-T1是最近开始流行起来的新的连接协议，通过单对线以太网，便捷的传输数据与能量，且支持TSN。通过以太网，也使得OT与IT可以在网络传输上实现更好的统一与融合。

安富利合作伙伴安森美、Microchip等公司都针对10Base-T1推出了收发器，可以在不需要网关的情况下，使用标准以太网技术，从而降低了应用成本，并更好地利用现有的以太网生态。

总结

低功耗、高性能和连接三大技术趋势在工业运营数字化转型中发挥了关键作用。低功耗技术通过降低能耗和延长设备寿命，减少了运营成本；高性能技术通过提升数据处理能力和响应速度，提高了生产效率和系统可靠性；连接技术通过实现数据的连接，增强了系统的智能化和协同能力。通过这些技术的应用，工业企业能够更好地应对数字化转型中的挑战，提升竞争力和创新能力。

然而，从芯片到完整的生产线之间，还存在着巨大的实施鸿沟，这时需要仔细选择合作伙伴，以加速整体的实施效果。需要考虑包括研发、量产、维护、供应链、物流等在内的全生命周期供应商。安富利一直以来，都在帮助创新者将好的想法转化为伟大的产品，安富利专业的工程师团队，可在任何阶段帮助合作伙伴将一切整合到一个单一的、有管理的环境中。最终，通过产品和服务，弥补了硬件、软件和云之间的隔阂。