緊湊、精確、互聯。智能邊緣計算在工廠自動化、樓宇自動化和電網自動化中的應用，以提高生產率。
目前，世界人口已達78億，并且仍在增長，預計到2050年將達到100億。不斷增長的人口不僅需要衣服和食物等基本必需品，還追求舒適安全的生活。智能制造、智能建筑、智能電網等廣泛應用的工業4.0技術，以及即將推出的工業5.0的創新技術，都是能夠滿足上述要求的現代自動化技術。
工業4.0云架構中使用的高性能多核處理引擎可以從數千個邊緣傳感器收集數據并進行復雜分析，從而管理運營工廠隨著端到端自動化的發展，指數需要管理的傳感器數量和數據越來越多，一個智能工廠可能有5萬多個傳感器，每天產生數十萬億字節的數據；即使是普通的寫字樓，也可能產生數百GB的數據。
根據國際數據公司(IDC)的估計，到2022年，40%的數據將在生產崗位(也稱為“邊緣”)進行存儲、管理、分析和保留。云邊緣計算的發展依賴于緊湊、精確、互聯的邊緣設備。這些邊緣設備有三個關鍵要求：實時計算、多協議工業組網功能和現場可部署網絡服務功能。圖1顯示了工業應用中的上述要求。
TI的AM64x系列Sitara實時網絡處理器直接滿足了這些要求。能夠受益于AM64x系列特性的系統包括交流伺服電機驅動器、工業可編程邏輯控制器(PLC)、工廠自動化中的運動控制器、物聯網、樓宇自動化中的網關、電網自動化中的數據集中器、高精度數據采集系統、3D攝像頭等。
交流伺服電機驅動器示例
以現代自動化應用中的一個基本組件為例，如圖2中所示的伺服驅動器。伺服驅動器控制數控機床、機器人、傳送帶、倉庫自動化等多種機器的電機。以AM6442為例，該器件擁有4個高性能Arm  Cortex  -R5F內核，均以800MHz的頻率運行，最高可提供64億條指令/秒(DMIPS)，支持周期時間低至3 s、抖動超低的高精度電機控制環路。
集成工業通信支持伺服驅動器使用EtherCAT、Profinet和以太網/IP標準與工業PLC或運動控制器實時通信，無需其他現場可編程門陣列(FPGA)或專用集成電路(ASIC)。可以使用片上Cortex-A53處理核心運行Linux等高級操作系統(OS)，提供遠程診斷、故障監測、振動監測、系統可配置等智能服務，實現按需業務策略。
多功能處理器的尺寸比多芯片解決方案小50%以上，從而實現了更緊湊的驅動系統。AM64x采用16納米工藝設計，2W功耗不到1W(取決于配置)，從而簡化了緊湊尺寸的熱設計工作。實時計算能力
AM64x系列使用ArmCortex-R5F處理內核(而不是其他Arm處理內核，如Cortex-M7)，為要求可靠性、高可用性和低延遲實時響應的嵌入式系統提供多核功能。AM6442和AM6441的四個Cortex-R5F內核可以提供高達5，5,300 dmips(實時)的性能。Cortex-R5F包含低延遲中斷技術，可以中斷和重啟長時間多周期指令。
實時多協議工業聯網功能
以太網已經成為實際的工業通信標準，取代了工廠、建筑和電網基礎設施中的串行現場總線。但標準以太網也有不確定性，現代工廠自動化需要確定性操作和時間同步。為解決這種固有的不兼容性而開發的標準需要特殊的FPGA或ASIC，這增加了系統成本和尺寸。
集成工業連接是AM64x架構的核心。每個設備都有多個以太網端口來支持工業交換機的實現，如千兆速度的時間敏感網絡(TSN)、以太網貓(EtherCAT)、PROFINET、以太網/IP等。
AM64x系列還為這些協議集成了一個完整的軟件堆棧，因此可以輕松設計無縫連接到工廠基礎架構的邊緣設備。AM64x協議還支持輸入輸出鏈路主站，它充當輸入輸出鏈路到任何工業以太網協議的網關，以及電機編碼位置EnDat2.2和HIPERFACEDSL。
現場可部署網絡服務功能
工業4.0中的遠程管理設備(驅動器、傳感器和網關)可以根據系統中運行的預測性維護算法向云或基礎架構發送警報。AM64x中的片上Cortex-A53內核可以在不中斷服務的情況下執行此任務。
此外，您可以運行高級操作系統(如Linux)和Web或應用服務器來實現不同的業務模型。運行在1GHz的兩個內核都有足夠的性能來處理不斷增加的各種服務，而不會中斷實時計算和網絡。流量Linux還允許在內核版本中不斷添加功能，從而加快應用程序開發。AM64x的主線Linux支持簡化了代碼庫從一個內核到另一個內核的轉換。
AM64x系列有多個引腳兼容器件，如表2所示。您可以先使用功能較少的器件，然后隨著設計要求的發展，遷移到性能更高的器件，同時保持相同的印刷電路板設計。結束語
TI全新的AM64x系列器件具有實時計算性能、集成的網絡選項以及在小功率范圍內實現可配置網絡服務的能力。AM64x系列包含五款引腳對引腳兼容的器件，可用于設計下一代面向現代自動化應用、緊湊、精確和互聯的邊緣設備。