FPGA Lösungen für Anwendungen in den Bereichen Militär, Luft- und Raumfahrt und Behörden
Erfahren Sie, wie hochmoderne Hochleistungs-FPGAs die Flexibilität, Leistung und Produktivität bieten, um die Zukunft von Anwendungen in den Bereichen Militär, Luft- und Raumfahrt und Behörden (MAG) zu unterstützen.
Weiterentwicklung von Lösungen der nächsten Generation mit High-Performance-FPGAs
Hochleistungs-FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) sind zu einem entscheidenden Faktor für die Weiterentwicklung der Militärtechnologie geworden und bieten beispiellose Fähigkeiten für Verteidigungsanwendungen. Da militärische Operationen zunehmend auf Echtzeit-Datenverarbeitung, sichere Kommunikation und ausgefeilte Signalverarbeitung angewiesen sind, bieten FPGAs eine flexible, leistungsstarke Lösung mit langem Lebenszyklus. Diese vielseitigen Halbleiterkomponenten können an sich ändernde Anforderungen angepasst werden, was eine schnelle Anpassung an neue Bedrohungen und komplexe Szenarien ermöglicht. Mit ihrer Fähigkeit, Hochgeschwindigkeitsberechnungen durchzuführen und sich in verschiedene Systeme integrieren zu lassen, stehen Hochleistungs-FPGAs an vorderster Front, wenn es darum geht, die operative Effektivität zu verbessern, robuste Sicherheit zu gewährleisten und militärische Technologien der nächsten Generation zu unterstützen.
Vorteile der Verwendung von FPGAs in MAG-Anwendungen
Anpassungsfähigkeit in Echtzeit
FPGAs sind nach dem Einsatz umprogrammierbar, sodass sich Militär- und Verteidigungssysteme schnell an sich ändernde betriebliche Anforderungen, neue Bedrohungen und neue Protokolle anpassen können. Diese Flexibilität erfordert keinen Hardware-Austausch.
Überlegene Sicherheit auf Hardwareebene
FPGAs bieten integrierte Verschlüsselung und Manipulationssicherheit, was sie zu einer hochsicheren Option für den Schutz sensibler Daten und Verschlusssachen in Anwendungen in den Bereichen Militär, Regierung und Luft- und Raumfahrt macht. Ihre Flexibilität ermöglicht die Implementierung benutzerdefinierter Sicherheitsprotokolle, die den Schutz vor sich entwickelnden Cyber-Bedrohungen gewährleisten.
Leistung und Energieeffizienz
FPGAs können rechenintensive Aufgaben mit hoher Bandbreite wie Radarverarbeitung, Kommunikationsverschlüsselung und Signalaufklärung bei geringem Energieverbrauch bewältigen. Dieses Gleichgewicht zwischen Energieeffizienz und hoher Leistung ist besonders vorteilhaft in der Luft- und Raumfahrt und in Verteidigungssystemen, wo die Energieressourcen oft begrenzt sind und die Langlebigkeit der Mission von entscheidender Bedeutung ist.
Langlebigkeit und Flexibilität des Systems
FPGAs können umprogrammiert und aufgerüstet werden, ohne dass die Hardware vollständig ausgetauscht werden muss, was sie für den langfristigen Einsatz in Militär und Verteidigung kostengünstig macht. Ihre Vielseitigkeit stellt sicher, dass sich Verteidigungssysteme mit dem technologischen Fortschritt und den Missionsanforderungen weiterentwickeln können, wodurch Häufigkeit und Kosten der Hardware-Obsoleszenz reduziert werden.
Radar und elektronische Kriegsführung
Die Integration von FPGAs in Radar- und elektronische Kampfführungssysteme (EW) bietet unübertroffene Leistung, Anpassungsfähigkeit, Echtzeitverarbeitung und Skalierbarkeit. Diese Fähigkeiten ermöglichen es Systemen, wachsende Datenanforderungen zu erfüllen, präzise auf elektronische Bedrohungen zu reagieren und die Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen zu gewährleisten.
Radartechnologie ist für die Verteidigung, Überwachung und Navigation unerlässlich, aber steigende Datenanforderungen, Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit und Umweltprobleme bringen die Systemdesigns an ihre Grenzen.
FPGAs bieten unübertroffene Leistung durch die Integration von Hochgeschwindigkeits-Datenkonvertern, fortschrittlichen Signalverarbeitungsblöcken und skalierbaren Ressourcen in kompakten, effizienten Gehäusen. Ein Kunde teilte mit, dass die Verwendung der Agilex™ 9 Direct RF-FPGAs und -SoCs von Altera dazu beigetragen hat, "ein kühlschrankgroßes Gerät auf einen Rubik-Würfel zu schrumpfen". Diese Fähigkeiten ermöglichen es Radarsystemen, wachsende Bandbreitenanforderungen zu bewältigen, digitale Strahlformen durchzuführen und mehrere Ziele in Echtzeit zu verfolgen – und das alles bei gleichzeitiger Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen.
FPGAs sind auf langfristige Haltbarkeit ausgelegt und passen sich nahtlos an die sich ändernden Missionsanforderungen an, um sicherzustellen, dass Radarsysteme robust, effizient und zukunftsfähig bleiben.
Die elektronische Kriegsführung ist für die moderne Verteidigung von zentraler Bedeutung und erfordert schnelle Anpassungsfähigkeit und Präzision, um der zunehmenden Komplexität elektronischer Bedrohungen zu begegnen. Hohe Bandbreitenanforderungen, Frequenzagilität und extrem niedrige Latenzzeiten gehören zu den größten Herausforderungen, denen sich Designer bei der Entwicklung effektiver EW-Systeme stellen müssen.
FPGAs bieten eine unübertroffene Flexibilität und Leistung, die es EW-Systemen ermöglicht, hohe Bandbreiten zu verwalten, sich an verschiedene Frequenzbereiche anzupassen und in Echtzeit auf Bedrohungen zu reagieren. Durch die Integration fortschrittlicher Signalverarbeitung und umkonfigurierbarer Ressourcen in kompakte, effiziente Designs bieten FPGAs die Anpassungsfähigkeit und Geschwindigkeit, die für eine Reaktionsfähigkeit in Echtzeit unerlässlich sind.
Designbeispiele
Evaluierungsplattform für FPGAs der Direct-RF-Reihe – Demo
Informieren Sie sich über die Evaluierungsplattform für FPGAs der Direct-RF-Reihe, verschaffen Sie sich einen Marktüberblick und nutzen Sie die Plattform, um drei HF-Leistungs-Sweeps vorzuführen: ADC-Störspektraldichte, störungsfreier ADC-Dynamikbereich und DAC-Intermodulationsverzerrung.
| Tools | |
|---|---|
| Quartus® Prime Software-Suite | Eine umfassende Suite von Entwicklungstools für jede Phase Ihres Designs für Altera® FPGAs, CPLDs und SoC-FPGAs für Hardware-Entwickler und Systemarchitekten. |
| Direct RF Design Suite | Entwicklungstools speziell für Agilex™ 9 FPGA und SoC Direct RF Entwicklungsplattform und Designbeispiele. Wenden Sie sich für weitere Informationen an Altera Vertrieb. |
| DSP Builder | Vereinfacht die Erstellung von Signalverarbeitungsarchitekturen und beschleunigt FPGA Design-Workflows. |
Bietet Tools für maschinelles Lernen für erweiterte Radarfunktionen wie Zielklassifizierung und -optimierung. |
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Bietet optimierte Gleitkommaarithmetik für FPGAs, die präzise Berechnungen für fortschrittliche Radar- und EW-Anwendungen ermöglicht. |
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Unterstützt sowohl Integer- als auch Fließkommaoperationen und ermöglicht so Flexibilität für verschiedene Radar- und KI-Anwendungen. Informationen zu anderen Altera® FPGA Produktreihen finden Sie im Abschnitt DSP-Block mit variabler Genauigkeit in der Geräteübersicht und im Datenblatt. |
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Direct RF Designbeispiel und Demo-Seite, um den Designprozess zu beschleunigen. |
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BAE Systems
Intel und DOD liefern sechs Quartale früher als geplant Prototypen des SHIP-Programms an BAE.
Lockheed Martin
Die SWIFT-Demonstration zeigt die Zukunft von EW und Mikroelektronik.
Sichere Kommunikation
FPGAs in sicheren Kommunikationssystemen ermöglichen eine sichere Datenverarbeitung, robuste Verschlüsselung und unabhängige Aufgabenoperation, gewährleisten die Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen und gestalten gleichzeitig die Zukunft unternehmenskritischer Verteidigungsanwendungen.
Sichere Kommunikation erfordert Anpassungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Effizienz unter strengen SWaP-Einschränkungen (Größe, Gewicht und Leistung). Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ermöglichen FPGAs softwaredefinierte Wellenformen, fortschrittliche Signalverarbeitung und Mehrkanal-Datenverarbeitung mit geringer Latenz.
Die strikte Trennung der Logik gewährleistet den Schutz verschlüsselter und unverschlüsselter Daten, während gehärtete kryptografische Dienste, einschließlich kryptografischer Blöcke und Schlüsselverwaltungs-Subsysteme, eine sichere Verschlüsselung, Authentifizierung und Einhaltung militärischer Standards bieten.
Mit mehreren Prozessoren ermöglichen FPGAs einen unabhängigen Task-Betrieb und reduzieren SWaP-Belastungen durch kompakte, effiziente Designs. Sie verfügen über manipulationssichere Funktionen und Widerstandsfähigkeit unter rauen Bedingungen, liefern zuverlässige Leistung und sind daher für UAVs, Marinesysteme und andere geschäftskritische Anwendungen unverzichtbar.
Sonstige
- Designtrennung (Designbeispiel)
- Sicherheitsmethodik-Benutzerhandbuch von Altera (RDC ID# 724441). Der Zugriff auf dieses Dokument erfordert eine Geheimhaltungsvereinbarung. Bitte wenden Sie sich an Altera®Vertrieb, um Zugang zu diesen und anderen vertraulichen sicherheitsrelevanten Dokumenten zu erhalten.
Luft- und Raumfahrt und Avionik
FPGAs in der Avionik gewährleisten eine präzise, zuverlässige Leistung und unterstützen die Verarbeitung von Sensordaten in Echtzeit, adaptive Flugsteuerungen und die Einhaltung von Sicherheitsstandards wie DO-254.
In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Avionik, wo Sicherheit und Präzision von entscheidender Bedeutung sind, bieten FPGAs beispiellose Zuverlässigkeit, Effizienz und Anpassungsfähigkeit. Sie ermöglichen die Einhaltung strenger Sicherheitsstandards wie DO-254, indem sie redundante, unabhängige Verarbeitungspfade für sicherheitskritische Funktionen unterstützen, wie z. B. die Echtzeit-Sensordatenverarbeitung in Avioniksystemen.
Die für Energieeffizienz optimierten FPGAs sind ideal für kompakte, gewichtsempfindliche Anwendungen. Ihr neu konfigurierbares Design unterstützt adaptive Flugsteuerungssysteme und ermöglicht Echtzeit-Updates und die nahtlose Integration neuer Anforderungen ohne Hardware-Redesigns. Mit diesen Fähigkeiten FPGAs die Systemzuverlässigkeit verbessern, den Energieverbrauch senken und Unternehmen an der Spitze der Innovation in der Luft- und Raumfahrt halten.
| Tools | |
|---|---|
| Quartus® Prime Software-Suite | Eine umfassende Suite von Entwicklungstools für jede Phase Ihres Designs für Altera® FPGAs, CPLDs und SoC-FPGAs für Hardware-Entwickler und Systemarchitekten. |
| FPGA KI Suite | Ermöglicht FPGA-Designs, Ingenieuren für maschinelles Lernen und Softwareentwicklern, optimierte FPGA KI-Plattformen effizient zu erstellen. |
| Videovision-Verarbeitungs-Suite | Sammlung von FPGA IP der nächsten Generation, die verwendet werden können, um die Entwicklung kundenspezifischer Video- und Bildverarbeitungsdesigns zu erleichtern. |
| DSP Builder | Hilft bei der Entwicklung von digitalen Signalverarbeitungsanwendungen (DSP) auf FPGAs. |
Analyse für Behörden und High-Performance-Computing
Parallele Verarbeitung, Energieeffizienz und Echtzeitleistung machen FPGAs für Analysen und HPC-Anwendungen unerlässlich. Sie optimieren Aufgaben wie Festplattenkomprimierung und Gleitkommaberechnungen, verbessern die Skalierbarkeit und reduzieren den Hardware-Footprint für kostengünstige, leistungsstarke Systeme.
In einer datengesteuerten Welt stehen Behörden vor der doppelten Herausforderung, massive Datenmengen zu verwalten und gleichzeitig Kosteneffizienz und Leistungssteigerungen zu erzielen.
FPGAs bieten eine vielseitige Lösung, die die Leistung durch parallele Verarbeitung steigert und die Datenumstrukturierung für ein schnelleres Suchen und Abrufen optimiert. So kann beispielsweise die Nutzung von FPGAs für die Festplattenkomprimierung und Erasure Encoding die RAID-Redundanz reduzieren, wodurch die Festplatten von 10 auf 6 reduziert werden, was die Kosten erheblich senkt. Tools wie Apache Arrow und Pulsar nutzen FPGAs weiter, um die Verarbeitung unstrukturierter Daten zu rationalisieren und einen schnellen Zugriff auf wichtige Informationen zu ermöglichen.
Durch die Bereitstellung von Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und minimiertem Hardware-Platzbedarf helfen FPGAs Behörden, aktuelle Anforderungen zu erfüllen und sich an neue technologische Anforderungen anzupassen.
In der sich wandelnden Landschaft des High-Performance-Computing (HPC) definieren FPGAs komplexe Simulationen und die Verarbeitung großer Datenmengen mit überlegener Energieeffizienz und Anpassbarkeit neu.
FPGAs zeichnen sich durch stromsensitive Anwendungen aus und bieten hohe Leistung bei geringeren Energiekosten bei Aufgaben wie Radioteleskopen und groß angelegten Simulationen. Ihre maßgeschneiderten Designs optimieren sich wiederholende Workloads, wie z. B. Gleitkommaberechnungen und Echtzeit-Wetteranalysen, und sorgen so für schnellere Entscheidungen und eine verbesserte Genauigkeit.
Durch die Verbesserung der Speicherbandbreite und der Parallelverarbeitung übertreffen FPGAs herkömmliche Lösungen und ermöglichen es Unternehmen, Spitzenleistung und Energieeffizienz zu erreichen, wenn die HPC-Anforderungen steigen.
Lösungen
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Agilex™ 9 FPGA- und SoC-basierte Geräte
Agilex™ 7 FPGA- und SoC-basierte Geräte
Agilex™ 5 FPGA- und SoC-basierte Geräte
Stratix® 10 FPGA- und SoC-basierte Geräte
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Produkte
SHIP (State-of-the-Art Heterogenous Integrated Packaging Program)
Das US-Verteidigungsministerium vergab Altera® einen Auftrag, um den Zugang der USA zu hochmodernen Mikroelektronik-Packagings zu gewährleisten. Das SHIP-Programm unterstützt die Weiterentwicklung der inländischen Halbleiterfertigungs- und -gehäusekapazitäten, bietet DoD und DIBs eine diversifizierte Lieferkette und IP-Schutz und unterstützt gleichzeitig die US-Halbleiterforschung und -entwicklung.