Phát Triển Thiết Bị Điện Tử Và Hệ Thống Nhúng Từ Xa

Công việc từ xa tại nhà đã được một số kỹ sư sử dụng trong nhiều năm qua, đặc biệt là đối với các nhà thầu tư nhân. Với tình hình dịch bệnh hiện nay, ngày càng nhiều kỹ sư và nhân viên công nghệ phải làm việc tại nhà (WFH). Trước đây, việc thiết lập một phòng thí nghiệm tại nhà rất tốn kém và khó khăn.

Hầu hết các kỹ sư phải tìm cách truy cập từ xa vào các công cụ phát triển, mô phỏng, công cụ gỡ lỗi và thiết bị thử nghiệm. Nhờ vào khoa học kĩ thuật tiến bộ mà các kỹ sư điện tử và máy tính giờ đây có thể tiếp tục phát triển phần cứng và phần mềm tại nhà với việc sử dụng các bo mạch phát triển. Thậm chí, họ có thể biến PC trở thành bàn kiểm tra điện tử. Nhiều nhà sản xuất cung cấp các giải pháp tối ưu hóa chi phí, có thể tùy chỉnh và linh hoạt.

Digilent Inc – một công ty nhạc cụ quốc gia nổi tiếng, nổi bật với chuyên môn trong các hệ thống dựa trên FPGA (thiết bị đo kiểm trong phần mềm). Các bảng của Digilent là nền tảng cho việc phát triển sẵn sàng sử dụng và giàu tính năng. Do đó, các kỹ sư trên khắp thế giới rất ưa chuộng sử dụng các thiết bị đo lường và kiểm tra Digilent USB để giảm thời gian chu kỳ thiết kế và tăng tác động của chúng bằng cách luôn có máy hiện sóng, máy phân tích logic, máy tạo dạng sóng,… Tất cả các giải pháp của Digilent đều đi kèm với một thư viện tài liệu phong phú và mạnh mẽ, hướng dẫn tham khảo, hướng dẫn và nội dung phong phú khác có sẵn miễn phí cho bất kỳ ai cần.

Biến PC thành thử nghiệm điện tử mạnh mẽ

Digilent Analog Discovery 2 là một thiết bị đa chức năng USB cho phép người dùng đo lường, tạo, ghi và điều khiển các mạch tín hiệu hỗn hợp. Thiết bị này khá nhỏ nhắn nhưng nó đủ mạnh để thay thế một đống thiết bị phòng thí nghiệm. Ngoài ra, nó đi kèm với ứng dụng phần mềm đa dụng cụ WaveForms. Đây là phần mềm kết nối liền mạch với Analog Discovery 2 với sự hỗ trợ đầy đủ của Windows, Mac OS X, Linux và Raspberry Pi 4. 

Analog Discovery 2 được điều khiển bởi phần mềm WaveForms nên nó được định cấu hình để hoạt động như bất kỳ một trong số các thiết bị truyền thống bao gồm cả máy hiện sóng, máy tạo dạng sóng, máy ghi dữ liệu, vôn kế, máy phân tích logic, phân tích mạng, phân tích trở kháng và phân tích giao thức…

Kiểm tra micro MEMS với chức năng khám phá tương tự 

Micro MEMS là một loại cảm biến âm thanh mới hiện nay. Trước khi chế tạo sản phẩm có sự xuất hiện của micro MEMS, ta cần phải chú ý kiểm tra micrô kĩ lưỡng để đảm bảo chúng hoạt động và được niêm phong. Bên cạnh đó còn có Digilent cung cấp dự án trình bày cách sử dụng máy hiện sóng, trình phân tích logic và trình tạo mẫu để kiểm tra micro MEMS. Sau đó, Analog Discovery 2 truyền dữ liệu âm thanh trực tiếp từ micro MEMS và hiển thị nó thông qua máy hiện sóng WaveForms. Dữ liệu đó sẽ được trình bày dưới dạng sóng trong miền thời gian và dưới dạng FFT. Đặc biệt, trong tình huống cảm biến đang được tạo mẫu, ta có thể phân phạm vi dữ liệu tương tự và so sánh kết quả của các chuyển đổi với dạng sóng thực.

Tăng tốc thiết kế thị giác được nhúng với mảng cổng lập trình trường (FPGA)

Hiện nay, các nhà thiết kế, phát triển và kỹ sư bắt đầu triển khai thiết kế thị giác máy tính trên thiết bị có thể cấu hình lại, đặc biệt là mảng cổng lập trình hiện trường (FPGA) để tối ưu hóa hiệu suất thời gian thực và giảm tiêu thụ điện năng. Ngoài ra, FPGA cũng cung cấp giải pháp có thể lập trình lại để tăng tốc phần cứng giúp làm giảm chu kỳ thiết kế một cách đáng kể.

Xilinx – nhà sản xuất FPGA hàng đầu, cung cấp cho các nhà phát triển thị giác được nhúng bộ công nghệ hỗ trợ cả thiết kế phần cứng và phần mềm. Trong đó, Zynq của Xilinx tích hợp khả năng lập trình phần mềm của bộ xử lý (ARM Cortex A9) với khả năng lập trình phần cứng của FPGA, đồng thời cung cấp cho các nhà phát triển mức hiệu suất hệ thống và tính linh hoạt. 

Bên cạnh đó, Digilent đưa ra dự án demo để giúp người dùng bắt đầu bản trình diễn chuyển dữ liệu video từ cảm biến hình ảnh ra ngoài thông qua Zybo Z7 Cổng HDMI sang màn hình. 

Nhận dạng chữ số viết tay bằng AI sử dụng thiết kế thị giác nhúng FPGA

Hiện nay, Digilent đã triển khai phiên bản sách giáo khoa về việc nhận dạng chữ số thông qua trí thông minh nhân tạo AI bằng cách sử dụng thị giác nhúng FPGA và hệ thống màn hình cảm ứng đa điểm Pmod MTDS làm giao diện người dùng và để hiển thị kết quả của quá trình nhận dạng. Đồng thời, loại sách giáo khoa này đã chứng minh rằng có thể triển khai một mạng nơron nhân tạo trên một hệ thống như vậy. Sau khi được đào tạo, tỷ lệ nhận dạng mạng nơron nhân tạo được đào tạo trên các hình ảnh thử nghiệm MNIST đạt tới 95,2%.

Xây dựng hệ thống đo lường nhúng tại nhà

Với sự tồn tại của Digilent Eclypse Z7, Zmod ADC 1410 và Zmod DAC 1411, các kỹ sư có thể tạo ra các hệ thống đo lường nhúng dành riêng cho việc thu thập, xử lý và đo lường các tín hiệu liên quan đến thế giới xung quanh chúng ta. Chúng được áp dụng cho một loạt các ứng dụng bao gồm việc giám sát, kiểm soát công nghiệp và khoa học và hơn thế nữa là một phần của các hệ thống được nối mạng ở “rìa”, tích hợp trí tuệ nhân tạo và công nghệ máy học.

Ngoài ra, khung phần mềm của Eclypse cung cấp IP FPGA và lớp phần cứng chung để hiển thị một API đơn giản cho người dùng chẳng hạn như cách điều khiển phần mềm máy in hoạt động. Điều này giúp cho các kỹ sư không quá thông thạo ngôn ngữ phần cứng có khả năng điều hướng một cách hiệu quả hơn bằng các loại ngôn ngữ phần mềm. Từ đó, dễ dàng khai thác sức mạnh và tính linh hoạt của FPGA.

Phát triển hệ thống SMART tại nhà

Nhờ vào khả năng mở rộng bộ xử lý 64-bit của các thiết bị Ultrascale và MPSoC của Xilinx mà chúng đồng thời có thể kết hợp kiểm soát thời gian thực với các công cụ mềm và cứng để xử lý đồ họa, video, dạng sóng và gói tin. Do đó, các kỹ sư có thể tận dụng điều này để tạo ra các khả năng không giới hạn cho các ứng dụng  không dây, ADAS hay IoT công nghiệp.

Digilent’s Genesys ZU3EG một bảng phát triển Zynq UltraScale và MPSoC mạnh mẽ được trang bị các thiết bị ngoại vi và hệ sinh thái phần cứng rộng lớn gồm các mô-đun bổ trợ. Hơn thế nữa, Genesys ZU được thiết kế với thông số kỹ thuật tối ưu, giao diện kết nối mạng và đa phương tiện mạnh mẽ, kèm theo đó là nguồn thư viện tài liệu rộng lớn giúp ta nhanh chóng và dễ dàng bắt đầu với các ứng dụng AI, nghiên cứu, điện toán đám mây và thị giác nhúng.

B2bmart.vn vừa giới thiệu đến bạn đọc một số thông tin hữu ích về việc phát triển thiết bị điện tử và hệ thống nhúng từ xa. Hi vọng qua bài đọc sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn và có thể áp dụng kiến thức trên vào công việc của mình.