关键挑战
雄心勃勃的Rieken搜救UAV 项目部分原因是因为受到1995年神户地震惨剧的启发,那次地震中有 6000 人丧生,显示出不危及操作人员生命并能快速部署、可视搜索和救援系统的重要性。开发空中解决方案满足这一需求对团队是个很大挑战,因为项目涉及很多学科,并且需要使用专业软件来创建关键的设计元素。项目复杂的电子部分主要涉及要求使用高级的高速处理和控制系统的FPGA嵌入式系统,从而需要大量软件解决方案和兼容的硬件开发板。这些互无联系的设计方案,由于硬件和软件限制,加上掌握各种设计平台的困难,花费了团队的大量开发时间。
应对挑战
在查看各种电子设计方案后,William Rieken 对Altium Designer的独特性能印象极具深刻——Altium完整的电子开发系统具有独立于供应商的 NanoBoard-NB1, Altium FPGA开发板。现在Rieken 及其团队使用该系统进行所有电子开发工作。通过Altium Designer,团队可以在一个易于使用的统一环境中完成所有硬件、嵌入式和软件设计,然后使用 Altium的嵌入式测试仪器和带有最新FPGA器件的可交换子板(通过Altium 的LiveDesign 技术更加易用),可实时研究和调试真实结果。设计师现在可以方便地实现IP内核,使用Verilog、VHDL 和C直接把代码输入项目FPGA中,在原理图级使用 Altium Designer提供的IP逻辑块和处理器也可以达到同样目的。
结果
使用Altium Designer 完整的电子产品开发系统,Rieken 及其团队提高了项目开发速度,并同时利用解决方案的效率对性能改进区重新进行设计。例如,UAV板载传送器–——由FPGA和1GHz DSP构成——的上传和下载速率现在加快了2倍多,相似的性能改进将在1GB数据速率的系统视频引擎上得以实现。Rieken说,FPGA嵌入式设计以前要花几天或几个礼拜进行开发,现在可以在几分钟内完成,LiveDesign的方便性和速度给团队中的学生留下深刻印象,他们现在迫切地想把自己的设计接入FPGA环境。
现在,最后的项目是一个有形实体,原型单元现在正在测试,不久即将进行视频、遥感和飞行控制系统操作测试。最终实现时,团队的搜救UAV 具有通过处理系列板载照相机视频信号而获得的360º全视觉系统、高速上传和下载链接、虚拟现实飞行控制和观察视觉系统,以及诸如自动防冲撞和激光制导着陆系统等增强功能。研究项目受到了全世界高度的关注,Altium期待着它的飞行。
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