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FPGAs: Automatización Industrial Marzo, 2011
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REPORTE DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA Y COMPETITIVA
FPGA’S AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
MARZO, 2011
Contenido
1. Análisis Competitivo Global FPGAs
2. Monitoreo de Patentamiento Mundial de FPGAs
3. Estado del Arte «FPGAs Automatización Industrial»
4. Patentes FPGAs aplicadas a «Automatización Industrial»
5. Análisis Competitivo «FPGAs Automatización Industrial»
FPGAs: Automatización Industrial Marzo, 2011
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FPGA vs ASIC
Los FPGAs están sustituyendo en muchos diseños de circuito Integrado
para Aplicaciones Específicas (ASIC). La tecnología FPGAs ofrece un
costo similar por unidad y densidad que la tecnología ASIC, pero con la
ventaja adicional de reducir los costes no recurrentes y una mayor
flexibilidad.
Además, los actuales y futuros híbridos entre FPGA y CPU están haciendo
de la tecnología FPGAs una alternativa cada vez más atractiva no sólo
para ASICs, sino también para los procesadores embebidos y DSPs.
Actualmente, los proveedores de FPGAs pueden ofrecer mayor
capacidad y rendimiento a bajo costo y consumo de energía, pero hay
una gran demanda por seguir avanzando para cerrar la brecha con
ASICs y ASSP (Producto de Estándar Específico de Aplicación).
Mercado FPGA
El mercado de FPGAs aumentó sus ingresos en 51% en
2010.
El mercado de FPGAs es competitivo, no obstante es
liderado por el duopolio Altera y Xilinx. A pesar de Xilinx
mantiene una amplia ventaja con 52 por ciento del
mercado, Altera ha logrado importantes avances.
Xilinx es el proveedor líder mundial de plataformas de
programación, con más de 52 por ciento del mercado en
el dispositivo de lógica programable (PLD), segmento de
la industria de los semiconductores.
1. Análisis Competitivo Global FPGAs
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RocketVision es una herramienta
de depuración de software y
hardware del sistema
RocketDrive que permite a los
usuarios verificar y depurar diseños
avanzados de FPGA más rápido y
con mayor calidad para mejorar el
tiempo de lanzamiento al
mercado, y lograr resultados más
confiables y predecibles.
GateRocket, Inc., con sede en
Bedford, Massachusetts, ofrece
este primer dispositivo nativo de
verificación y solución de
depuración para dispositivos
avanzados FPGA de Xilinx y Altera.
Sistema de visión sintética para el
reconocimiento de objetos en
tiempo real.
Un equipo de investigación dirigido
por el Dr. Eugenio Culurciello ha
desarrollado un procesador que
integra una amplia esfera de
puertas lógicas programables
(FPGA) que ha sido diseñado
específicamente para desarrollar
un sistema de visión artificial.
Se trata de un dispositivo
especializado. Opera
alrededor de 100 veces más
rápido que una computadora
portátil.
Este sistema puede ser
entrenado para reconocer
cualquier objeto en tiempo
real.
Un robot equipado con este
sistema podría reconocer
calles, vehículos, animales,
árboles y personas. Esta
tecnología puede beneficiar
directamente a cualquier
robot, o bien a los UAV
(Vehículo Aéreo no Tripulado),
un coche sin conductor, o
incluso un robot humanoide.
Este sistema puede controlar
simultáneamente varias
secuencias de vídeo, en
busca de ciertos objetos o
comportamientos.
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En 2009, la firma de investigación Gartner dijo que las FPGAs se utilizan 30
veces más en los nuevos diseños de ASICs. Esta migración a los FPGAs ha
sido descrito por Moshe Gavrilova , presidente de Xilinx, como "el imperativo
de programables", ya que cada industria se mantiene encontrando
diversos usos y aplicaciones de FPGAs. Por ejemplo dispositivos médicos
nuevos, fuentes de energía renovables, vehículos autónomos, exploración
de reservas petroleras.
Dos tendencias principales:
1. El desplazamiento del mercado hacia FPGAs. El uso de FPGAs se ha
extendido en los dispositivos electrónicos y son cada vez más
comunes en la instrumentación que se utiliza para ponerlos a prueba.
2. La extensión de arquitecturas de software en FPGAs. Una mayor
disponibilidad de HLS (High Level Synthesis), trae herramientas de la
tecnología FPGA al alcance de expertos en los sectores de la
medicina, física, química y biología.
Disponibilidad de software de alto nivel para programar
Las herramientas útiles para el desarrollo de modelos alternativos de
computación, tales como un entorno de desarrollo gráfico, permiten a los
desarrolladores diseñar aplicaciones a un nivel superior, antes de convertir a
la lógica de FPGA para realizar la tarea deseada. Este abstrae muchas de
las complejidades de programación y proporciona una plataforma para la
programación a nivel de sistema, ayudando a traer nuevos productos al
mercado más rápido que nunca.
Además, la aparición de los ecosistemas IP de múltiples proveedores y las
posibilidades de reutilización de código se extiende aún más.
Estas tendencias proporcionan a los ingenieros las herramientas que
necesitan para la reutilización de propiedad intelectual y garantizan el
diseño concurrente y de prueba.
Tendencia Tecnológica
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2. Monitoreo de Patentamiento Mundial de FPGAs
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3. Estado del Arte «FPGAS EN AUTOMATIZACION INDUSTRIAL»
Artículos científicos
seleccionados= 484
Fuente: ISI, 2011
Romero-Troncoso, RD [8]
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UAQ y UdG Excelente
posicionamiento a nivel
global
Intensidad de publicaciones por Institución Periodo, 1998-2011
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Intensidad de publicaciones por Empresa, Periodo, 1998-2011
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143 Familias
182 Patentes
129 Solicitantes
385 Inventores
Empresa con mayor intensidad patentadora:
Xilinx, Inc. ( USA )
Samsung Heavy Industries (KOREA)
Koyo Electronics Industries CO., LTD.
(Japón)
Producción científica en México: «FPGAS EN Automatización Industrial»
4. PATENTES FPGAS APLICADAS A «AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL»
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G06f tratamiento de datos digitales eléctricos
G05b sistemas de control o de regulación en
general; elementos funcionales de tales
sistemas; dispositivos de monitorización o
ensayos de tales sistemas o elementos
G01r medida de variables eléctricas; medida
de variables magnéticas
G09g disposiciones o circuitos para el control
de dispositivos de representación que utilizan
medios estáticos para presentar una
información variable
25j manipuladores; recintos con dispositivos
de manipulación integrados
Campos Técnicos Específicos
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EMPRESA 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Estatus
BTR Inc. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 COMPETIDOR PERMANENTE
PACT GmbH 2 2 1 2 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Xilinx, Inc. 1 1 1 3 1 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Samsung Heavy Industries 1 2 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Packaging Technologies GmbH 1 1 1 1 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Entire Interest 1 1 1 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Tanisys Technology, Inc. 1 1 1 COMPETIDOR SALIENTE
LG Electronics Inc. 3 COMPETIDOR SALIENTE
Koyo Electronics Industries Co., Ltd. 2 1 COMPETIDOR ENTRANTE
Foundry Networks, Inc. 1 1 1 COMPETIDOR ENTRANTE
Agere Systems Guardian Corp. 1 1 1 COMPETIDOR SALIENTE
BEIJING VIMICRO CORPORATION CO LTD 2 COMPETIDOR ENTRANTE
United Automotive Electronic Systems Co. Ltd. 2 COMPETIDOR ENTRANTE
SRC Computers, Inc. 1 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Shanghai Xixun Electronic Technology Company Ltd. 2 COMPETIDOR ENTRANTE
Lattice Semiconductor Corporation 1 1 COMPETIDOR SALIENTE
Electrical Geodesics, Inc 1 1 COMPETIDOR PERMANENTE
Dalian Shentong Electric Co.,Ltd. 1 1 COMPETIDOR ENTRANTE
China CNR Co Ltd 1 1 COMPETIDOR ENTRANTE
Aten International Company Ltd 1 1 COMPETIDOR ENTRANTE
Altera Corporation 1 1 1 COMPETIDOR ENTRANTE
Número de Patentes por Año por Empresa
POSICIONAMIENTO TECNOLÓGICO DE LA ACTIVIDAD INVENTIVA
Redes de Colaboración.
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«Dispositivo portátil mejorado para prueba de autodiagnostico de cáncer
cervico uterino por medio de mediciones eléctricas y ópticas simultáneas»
5. Análisis Competitivo «FPGAS automatización industrial»
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Tres Competidores Actuales
Son tres los grandes proveedores
de hardware ofrecen FPGA al
sector de la Automatización
Industrial, se trata de:
Xilinx Inc.
Corp. Altera
Lattice Corp.
. El uso de la tecnología FPGA ha sido apoyado por herramientas de diseño cada vez más y módulos disponibles, muchos de ellos específicos de la aplicación.
. La plataforma de diseño de Xilinx, por ejemplo, reúne los elementos fundamentales necesarios para el diseño de sistemas industriales basados en FPGAs de imágenes.
. Estas herramientas permiten a los ingenieros de diseño para pasar menos tiempo en el desarrollo de la infraestructura de un proyecto y con más tiempo de construcción para diferenciar la aplicación final.
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Los proyectos de AtlanTIX incluyen
diversos diseños de servoaccionamiento, corrección de factor
de potencia y el procesamiento de varios canales de
señal para instrumentación
industrial.
AtlanTIX desarrolló el motor HyperKinetix, que comprende la
plataforma de diseño de FPGA para tomar
ventaja de la tecnología FPGA y
facilitar la adopción de controladores
digitales basados en hardware.
Los módulos de integración FPGA Opal Kelly son herramientas que aligeran el trabajo
de los ingenieros de diseño, reducen gastos, y mejoran la fiabilidad
de inventar interconexión de PC para aplicaciones basado en FPGA.
Desarrollos Futuros en el Mercado
Las herramientas se han utilizado para crear equipos de
prueba, aplicaciones gubernamentales y
militares, y productos prototipo.
"LabVIEW es muy adecuado para la programación de
FPGA, ya que representa
claramente el flujo paralelo de datos.
El NI LabVIEW FPGA ofrece un módulo de
desarrollo gráfico para FPGA utilizando el
lenguaje de LabVIEW. Su objetivo es que
reconfigurable de NI / S (RIO) commercial-off-
the-shelf (COTS) de hardware.
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La brecha tecnológica entre Xilinx, Altera, y Lattice Semiconductor
Corp se están reduciendo: con cada nueva generación de
herramientas de hardware y proporcionando un nuevo valor a los
clientes. Sin embargo, lo que significa la complejidad de FPGAs
también está creciendo con cada nueva generación de hardware.
Xilinx y ARM Holdings PLC colaboran en el desarrollo del procesador
ARM y de la tecnología de interconexión que serán implementadas
en los futuros FPGAs de Xilinx. Además, las dos empresas trabajan
juntas para definir la próxima generación de la AMBA en el chip la
tecnología de interconexión, de modo que se puede utilizar la
arquitectura FPGA.
ARM Holdings PLC., ofrece un número de procesadores
específicamente optimizado para FPGAs de los proveedores más
importantes, incluyendo Altera, Xilinx y Actel Corp.