Solutions FPGA pour les applications militaires, aérospatiales et gouvernementales
Découvrez comment les FPGAs hautes performances de pointe offrent la flexibilité, les performances et la productivité nécessaires pour soutenir l’avenir des applications militaires, aérospatiales et gouvernementales (MAG).
Faire progresser les solutions de nouvelle génération avec des FPGAs hautes performances
Les FPGAs haute performance (Field-Programmable Gate Arrays) sont devenues essentielles dans l’avancement de la technologie militaire, offrant des capacités inégalées pour les applications de défense. Alors que les opérations militaires reposent de plus en plus sur le traitement des données en temps réel, les communications sécurisées et le traitement sophistiqué du signal, FPGAs offrent une solution flexible, performante et à long cycle de vie. Ces composants semi-conducteurs polyvalents peuvent être reconfigurés pour répondre à l’évolution des besoins, ce qui permet une adaptation rapide aux menaces émergentes et aux scénarios complexes. Grâce à leur capacité à gérer des calculs à grande vitesse et à s’intégrer à divers systèmes, les FPGAs hautes performances sont à l’avant-garde de l’amélioration de l’efficacité opérationnelle, de la garantie d’une sécurité robuste et de la prise en charge des technologies militaires de nouvelle génération.
Avantages de l’utilisation des FPGAs dans les applications MAG
Adaptabilité en temps réel
FPGAs sont reprogrammables après le déploiement, ce qui permet aux systèmes militaires et de défense de s’adapter rapidement à l’évolution des besoins opérationnels, aux menaces émergentes et aux nouveaux protocoles. Cette flexibilité ne nécessite pas de remplacement matériel.
Sécurité supérieure au niveau matériel
FPGAs intègrent le chiffrement et la résistance aux falsifications, ce qui en fait une option hautement sécurisée pour la protection des données sensibles et des informations classifiées dans les applications militaires, gouvernementales et aérospatiales. Leur flexibilité permet la mise en œuvre de protocoles de sécurité personnalisés, assurant une protection contre les cybermenaces en constante évolution.
Performances et rendement énergétique
FPGAs pouvez gérer des tâches à large bande passante et à forte intensité de calcul telles que le traitement radar, le chiffrement des communications et l’intelligence des signaux, tout en maintenant une faible consommation d’énergie. Cet équilibre entre efficacité énergétique et haute performance est particulièrement bénéfique dans les systèmes aérospatiaux et de défense, où les ressources énergétiques sont souvent limitées et où la longévité des missions est cruciale.
Longévité et flexibilité du système
FPGAs peuvent être reprogrammés et mis à niveau sans nécessiter de remplacement complet du matériel, ce qui les rend rentables pour une utilisation militaire et de défense à long terme. Leur polyvalence permet aux systèmes de défense d’évoluer en fonction des avancées technologiques et des exigences de mission, réduisant ainsi la fréquence et le coût de l’obsolescence du matériel.
Radar et guerre électronique
L’intégration des FPGAs dans les systèmes radar et de guerre électronique offre des performances, une adaptabilité, un traitement en temps réel et une évolutivité inégalés. Ces capacités permettent aux systèmes de répondre aux demandes croissantes de données, de répondre aux menaces électroniques avec précision et de garantir la fiabilité dans les environnements exigeants.
La technologie radar est essentielle pour la défense, la surveillance et la navigation, mais les demandes croissantes de données, les exigences d’adaptabilité et les défis environnementaux poussent les conceptions de systèmes à la limite.
FPGAs offrent des performances inégalées en intégrant des convertisseurs de données à haut débit, des blocs de traitement du signal avancés et des ressources évolutives dans des boîtiers compacts et efficaces. Un client a expliqué que l’utilisation des FPGAs et SoC RF directs Agilex™ 9 d’Altera a permis de « réduire un équipement de la taille d’un réfrigérateur à un Rubik Cube ». Ces capacités permettent aux systèmes radar de répondre aux besoins croissants en bande passante, d’effectuer la formation de faisceaux numériques et de suivre plusieurs cibles en temps réel, tout en maintenant la fiabilité dans les environnements exigeants.
Conçus pour une durabilité à long terme, FPGAs s’adaptent de manière transparente à l’évolution des besoins des missions, garantissant que les systèmes radar restent robustes, efficaces et prêts pour l’avenir.
La guerre électronique est au cœur de la défense moderne, nécessitant une adaptabilité et une précision rapides pour faire face à la complexité croissante des menaces électroniques. Les exigences élevées en bande passante, l’agilité des fréquences et la latence ultra-faible sont parmi les principaux défis auxquels les concepteurs sont confrontés dans le développement de systèmes de guerre électroniques efficaces.
FPGAs offrent une flexibilité et des performances inégalées, permettant aux systèmes de guerre électronique de gérer des bandes passantes élevées, de s’adapter à toutes les gammes de fréquences et de répondre aux menaces en temps réel. En intégrant un traitement avancé du signal et des ressources reconfigurables dans des conceptions compactes et efficaces, FPGAs offrons l’adaptabilité et la vitesse indispensables à la réactivité en temps réel.
Exemples de modèles
Démo de la plateforme d'évaluation du FPGA série Direct RF
Découvrez la plateforme d'évaluation du FPGA série Direct RF tout en en apprenant plus sur le marché et en utilisant la plateforme pour montrer trois balayages de performances RF : densité spectrale de bruit ADC, plage dynamique libre fausse ADC et distorsion de l'intermodulation DAC.
| Outils | |
|---|---|
| Suite logicielle Quartus® Prime | Une suite complète d’outils de développement pour chaque étape de votre conception pour Altera® FPGAs, CPLD et FPGAs SoC pour les développeurs de matériel et les architectes système. |
| Suite de conception RF directe | Outils de développement spécifiquement pour Agilex™ 9 FPGA et SoC Direct RF Plateforme de développement et exemples de conception. Contactez Altera Ventes pour plus de détails. |
| DSP Builder | Simplifie la création d’architectures de traitement du signal et accélère les flux de travail de conception FPGA. |
Fournit des outils d’apprentissage automatique pour des capacités radar avancées telles que la classification et l’optimisation des cibles. |
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Fournit une arithmétique en virgule flottante optimisée pour les FPGAs, permettant des calculs précis pour les applications avancées de radar et d’extension de garantie. |
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Prend en charge les opérations en nombres entiers et en virgule flottante, ce qui permet une grande flexibilité pour diverses applications radar et d’IA. Pour les autres familles de FPGA Altera®, veuillez consulter la section Bloc DSP à précision variable de la présentation et de la fiche technique de l’appareil. |
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Exemple de conception RF directe et page de démonstration pour aider à lancer le processus de conception. |
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Systèmes BAE
Intel et le DOD livrent les prototypes du programme SHIP à BAE six trimestres plus tôt que prévu.
Lockheed Martin
Une démonstration de SWIFT met en lumière l’avenir de l’extension de garantie et de la microélectronique.
Communications sécurisées
FPGAs systèmes de communication sécurisés permettent un traitement sécurisé des données, un cryptage robuste et un fonctionnement indépendant des tâches, garantissant ainsi la fiabilité dans les environnements difficiles tout en façonnant l’avenir des applications de défense critiques.
Les communications sécurisées exigent adaptabilité, fiabilité et efficacité sous des contraintes SWaP (taille, poids et puissance) strictes. Pour répondre à ces exigences, FPGAs permettent des formes d’onde définies par logiciel, un traitement avancé du signal et un traitement des données multicanal à faible latence.
La séparation logique stricte garantit la protection des données chiffrées et non chiffrées, tandis que les services cryptographiques renforcés, notamment les blocs cryptographiques et les sous-systèmes de gestion des clés, assurent un chiffrement, une authentification et une conformité sécurisés aux normes militaires.
Avec plusieurs processeurs, FPGAs permettent un fonctionnement indépendant des tâches et réduisent les charges SWaP grâce à des conceptions compactes et efficaces. Ils intègrent des fonctionnalités anti-effraction et une résilience dans des conditions difficiles, offrant des performances fiables, ce qui les rend indispensables pour les drones, les systèmes navals et d’autres applications critiques.
Autres
- Séparation de conception (exemple de conception)
- Guide de l’utilisateur de la méthodologie de sécurité de Altera (RDC ID# 724441). L’accès à ce document nécessite un accord de non-divulgation. Veuillez contacter Altera® Sales pour avoir accès à ce document et à d’autres documents confidentiels liés à la sécurité.
Aérospatiale et avionique
FPGAs avionique garantissent des performances précises et fiables, prenant en charge le traitement en temps réel des données des capteurs, les commandes de vol adaptatives et la conformité aux normes de sécurité telles que DO-254.
Dans l’aérospatiale et l’avionique, où la sécurité et la précision sont essentielles, les FPGAs offrent une fiabilité, une efficacité et une adaptabilité inégalées. Ils permettent de se conformer à des normes de sécurité rigoureuses telles que DO-254 en prenant en charge des voies de traitement redondantes et indépendantes pour les fonctions critiques pour la sécurité, telles que le traitement en temps réel des données des capteurs dans les systèmes avioniques.
Optimisés pour l’efficacité énergétique, les FPGAs sont idéaux pour les applications compactes et sensibles au poids. Leur conception reconfigurable alimente les systèmes de commandes de vol adaptatifs, permettant des mises à jour en temps réel et une intégration transparente des nouvelles exigences sans refonte matérielle. Grâce à ces capacités, FPGAs améliorons la fiabilité des systèmes, réduisons la consommation d’énergie et maintenons les entreprises à la pointe de l’innovation aérospatiale.
| Outils | |
|---|---|
| Suite logicielle Quartus® Prime | Une suite complète d’outils de développement pour chaque étape de votre conception pour Altera® FPGAs, CPLD et FPGAs SoC pour les développeurs de matériel et les architectes système. |
| FPGA AI Suite | Permet aux concepteurs de FPGA, aux ingénieurs en machine learning et aux développeurs de logiciels de créer efficacement des plateformes d’IA FPGA optimisées. |
| Suite de traitement de vision vidéo | Collection d’IP FPGA de nouvelle génération pouvant être utilisées pour faciliter le développement de modèles de traitement vidéo et d’image personnalisés. |
| DSP Builder | Aide à la conception d’applications de traitement du signal numérique (DSP) sur FPGAs. |
Analyse gouvernementale et calcul haute performance
Le traitement parallèle, l’efficacité énergétique et les performances en temps réel rendent FPGAs essentiels dans les applications gouvernementales d’analyse et de calcul intensif. Ils optimisent des tâches telles que la compression de disque et les calculs en virgule flottante, améliorant ainsi l’évolutivité et réduisant l’encombrement matériel pour des systèmes rentables et hautes performances.
Dans un monde axé sur les données, les agences gouvernementales sont confrontées au double défi de gérer des ensembles de données massifs tout en réalisant des gains de rentabilité et de performance.
FPGAs fournir une solution polyvalente, augmentant les performances grâce au traitement parallèle et optimisant la restructuration des données pour des recherches et des extractions plus rapides. Par exemple, l’utilisation de FPGAs pour le codage de la compression et de l’effacement des disques peut réduire la redondance RAID, en réduisant le nombre de disques durs de 10 à 6, ce qui réduit considérablement les coûts. Des outils comme Apache Arrow et Pulsar utilisent également FPGAs pour rationaliser le traitement des données non structurées, permettant un accès rapide aux informations critiques.
En offrant vitesse, évolutivité et réduction de l’encombrement matériel, FPGAs aidons les agences à répondre aux demandes actuelles et à s’adapter à l’évolution des besoins technologiques.
Dans le paysage en évolution du calcul intensif (HPC), FPGAs redéfinissons les simulations complexes et le traitement des données à grande échelle avec une efficacité énergétique et une personnalisation supérieures.
FPGAs excellons dans les applications sensibles à la puissance, offrant des performances élevées à des coûts énergétiques réduits dans des tâches telles que les radiotélescopes et les simulations à grande échelle. Leurs conceptions sur mesure optimisent les charges de travail répétitives, telles que les calculs en virgule flottante et l’analyse météorologique en temps réel, ce qui permet de prendre des décisions plus rapidement et d’améliorer la précision.
En améliorant la bande passante mémoire et le traitement parallèle, FPGAs surpassons les solutions conventionnelles, ce qui permet aux entreprises d’atteindre des performances et une efficacité énergétique optimales à mesure que les exigences du calcul intensif augmentent.
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SHIP (programme d’emballage intégré hétérogène à la fine pointe de la technologie)
Le département de la Défense des États-Unis Altera®'a attribué un contrat visant à assurer l’accès des États-Unis à des emballages microélectroniques de pointe. Le programme SHIP soutient l’avancement des capacités nationales de fabrication et de conditionnement de semi-conducteurs, en fournissant au DoD et aux DIB une chaîne d’approvisionnement diversifiée et une protection de la propriété intellectuelle tout en soutenant la recherche et le développement de Semiconductor aux États-Unis.