군사, 항공 우주 및 정부 응용 분야를 위한 FPGA 솔루션
최첨단 고성능 FPGAs가 어떻게 유연성, 성능 및 생산성을 제공하여 군사, 항공 우주 및 정부(MAG) 애플리케이션의 미래를 지원하는지 알아보십시오.
고성능 FPGAs로 차세대 솔루션 발전
고성능 FPGAs(Field-Programmable Gate Arrays)는 군사 기술 발전에 중추적인 역할을 하며 방위 응용 분야에 탁월한 기능을 제공합니다. 군사 작전에서 실시간 데이터 처리, 보안 통신 및 정교한 신호 처리에 대한 의존도가 높아짐에 따라 FPGAs 유연하고 고성능이며 긴 수명 주기 솔루션을 제공합니다. 이러한 다용도 반도체 구성 요소는 진화하는 요구 사항을 충족하도록 재구성할 수 있으므로 새로운 위협과 복잡한 시나리오에 빠르게 적응할 수 있습니다. 고속 계산을 처리하고 다양한 시스템과의 통합 능력을 갖춘 고성능 FPGAs는 작전 효율성 향상, 강력한 보안 보장 및 차세대 군사 기술 지원의 최전선에 있습니다.
MAG 응용 프로그램에서 FPGAs 사용의 이점
실시간 적응성
FPGAs는 배치 후 다시 프로그래밍할 수 있으므로 군사 및 방위 시스템이 변화하는 운영 요구 사항, 새로운 위협 및 새로운 프로토콜에 신속하게 적응할 수 있습니다. 이러한 유연성은 하드웨어 교체가 필요하지 않습니다.
우수한 하드웨어 수준 보안
FPGAs는 기본 제공 암호화 및 변조 방지 기능을 제공하므로 군사, 정부 및 항공 우주 응용 프로그램에서 중요한 데이터 및 기밀 정보를 보호하기 위한 매우 안전한 옵션입니다. 유연성 덕분에 맞춤형 보안 프로토콜을 구현할 수 있으며, 진화하는 사이버 위협에 대한 보호를 보장합니다.
성능 및 전력 효율성
FPGAs는 낮은 전력 소비를 유지하면서 레이더 처리, 통신 암호화 및 신호 인텔리전스와 같은 고대역폭의 컴퓨팅 집약적인 작업을 처리할 수 있습니다. 전력 효율과 고성능의 이러한 균형은 에너지 자원이 제한적인 경우가 많고 임무 수명이 중요한 항공우주 및 방위 시스템에서 특히 유용합니다.
시스템 수명 및 유연성
FPGAs 전체 하드웨어 교체 없이 다시 프로그래밍하고 업그레이드할 수 있어 장기간 군사 및 국방용으로 비용 효율적입니다. 이러한 다기능성은 기술 발전 및 임무 요구 사항에 따라 방어 시스템이 발전할 수 있도록 보장하여 하드웨어 노후화의 빈도와 비용을 줄입니다.
레이더 및 전자전
레이더 및 전자전(EW) 시스템에 FPGAs를 통합하여 탁월한 성능, 적응성, 실시간 처리 및 확장성을 제공합니다. 이러한 기능을 통해 시스템은 증가하는 데이터 요구 사항을 충족하고, 전자 위협에 정밀하게 대응하며, 까다로운 환경에서 안정성을 보장할 수 있습니다.
레이더 기술은 방위, 감시 및 내비게이션에 필수적이지만 증가하는 데이터 요구, 적응성 요구 사항 및 환경 문제로 인해 시스템 설계가 한계에 부딪힙니다.
FPGAs 고속 데이터 컨버터, 고급 신호 처리 블록 및 확장 가능한 리소스를 컴팩트하고 효율적인 패키지에 통합하여 탁월한 성능을 제공합니다. 한 고객은 Altera의 Agilex™ 9 Direct RF FPGAs 및 SoC를 사용하여 '냉장고 크기의 장비를 루빅 큐브로 축소'하는 데 도움이 되었다고 말했습니다. 이러한 기능을 통해 레이더 시스템은 까다로운 환경에서 안정성을 유지하면서 증가하는 대역폭 요구 사항을 처리하고 디지털 빔포밍을 수행하며 여러 대상을 실시간으로 추적할 수 있습니다.
장기적인 내구성을 위해 설계FPGAs 변화하는 임무 요구 사항에 원활하게 적응하여 레이더 시스템이 견고하고 효율적이며 미래에 대비할 수 있도록 합니다.
전자전(EW)은 현대 방어의 핵심으로, 증가하는 전자 위협의 복잡성을 해결하기 위해 신속한 적응성과 정확성이 필요합니다. 높은 대역폭 요구 사항, 주파수 민첩성 및 매우 낮은 대기 시간은 설계자가 효과적인 EW 시스템을 개발하는 데 직면하는 주요 과제 중 하나입니다.
FPGAs는 탁월한 유연성과 성능을 제공하여 EW 시스템이 높은 대역폭을 관리하고 주파수 범위에 적응하며 실시간으로 위협에 대응할 수 있도록 합니다. 고급 신호 처리 및 재구성 가능한 리소스를 컴팩트하고 효율적인 설계에 통합함으로써 FPGAs는 실시간 응답성에 필수적인 적응성과 속도를 제공합니다.
Direct RF-시리즈 FPGA 평가 플랫폼 데모
간략한 시장 개요를 살펴보고 플랫폼을 사용하여 ADC 노이즈 스펙트럼 밀도, ADC SFDR(Spurious Free Dynamic Range), DAC 상호변조 왜곡과 같은 3가지 RF 성능 스윕을 확인하면서 Direct RF-시리즈 FPGA 평가 플랫폼에 대해 알아보십시오.
툴 | |
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Quartus® Prime 소프트웨어 제품군 | 하드웨어 개발자 및 시스템 설계자를 위한 Altera® FPGAs, CPLD 및 SoC FPGAs 설계의 모든 단계를 위한 완벽한 개발 도구 제품군입니다. |
Direct RF 설계 제품군 | Agilex™ 9 FPGA 및 SoC Direct RF 개발 플랫폼 및 설계 예제를 위한 개발 도구. 자세한 내용은 영업 Altera 문의하십시오. |
DSP 빌더 | 신호 처리 아키텍처 생성을 간소화하여 설계 워크플로를 가속화FPGA. |
표적 분류 및 최적화와 같은 고급 레이더 기능을 위한 머신 러닝 도구를 제공합니다. |
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FPGAs에 최적화된 부동 소수점 산술 연산을 제공하여 고급 레이더 및 EW 응용 프로그램을 위한 정밀 계산을 가능하게 합니다. |
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정수 및 부동 소수점 연산을 모두 지원하여 다양한 레이더 및 AI 애플리케이션에 유연성을 제공합니다. 다른 Altera® FPGA 제품군의 경우 장치 개요 및 데이터시트의 가변 정밀 DSP 블록 섹션을 참조하십시오. |
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설계 프로세스를 빠르게 시작하는 데 도움이 되는 Direct RF 설계 예제 및 데모 페이지. |
보안 통신
보안 통신 시스템의 FPGAs 안전한 데이터 처리, 강력한 암호화 및 독립적인 작업 운영을 가능하게 하여 열악한 환경에서 안정성을 보장하는 동시에 미션 크리티컬 방위 애플리케이션의 미래를 형성합니다.
보안 통신은 엄격한 SWaP(크기, 중량 및 전력) 제약 하에서 적응성, 안정성 및 효율성을 요구합니다. 이러한 요구를 해결하기 위해 FPGAs 소프트웨어 정의 파형, 고급 신호 처리 및 저지연 다중 채널 데이터 처리를 지원합니다.
엄격한 로직 분리는 암호화된 데이터와 암호화되지 않은 데이터 보호를 보장하며, 암호화 블록 및 키 관리 하위 시스템을 포함한 강화된 암호화 서비스는 안전한 암호화, 인증 및 군사 표준 준수를 제공합니다.
다중 프로세서를 사용하면 FPGAs 독립적인 작업 작동이 가능하고 컴팩트하고 효율적인 설계를 통해 SWaP 부담을 줄일 수 있습니다. 열악한 조건에서 변조 방지 기능과 복원력을 통합하여 안정적인 성능을 제공하므로 UAV, 해군 시스템 및 기타 미션 크리티컬 애플리케이션에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
기타
- 디자인 분리(디자인 예제)
- Altera의 보안 방법론 사용자 가이드(RDC ID# 724441). 이 문서에 액세스하려면 기밀 유지 계약이 필요합니다. 이 문서 및 기타 기밀 보안 관련 문서에 대한 액세스 권한을 얻으려면 영업 Altera® 영업 팀에 문의하십시오.
항공우주 및 항공전자공학
항공 전자 공학의 FPGAs 정확하고 신뢰할 수 있는 성능을 보장하여 실시간 센서 데이터 처리, 적응형 비행 제어 및 DO-254와 같은 안전 표준 준수를 지원합니다.
안전과 정밀도가 중요한 항공우주 및 항공 전자 공학 분야에서 FPGAs 탁월한 신뢰성, 효율성 및 적응성을 제공합니다. 항공 전자 시스템의 실시간 센서 데이터 처리와 같은 안전에 중요한 기능에 대한 이중화되고 독립적인 처리 경로를 지원하여 DO-254와 같은 엄격한 안전 표준을 준수할 수 있습니다.
전력 효율에 최적화된 FPGAs는 콤팩트하고 무게에 민감한 애플리케이션에 이상적입니다. 재구성 가능한 설계는 적응형 비행 제어 시스템을 지원하여 하드웨어 재설계 없이 새로운 요구 사항을 실시간으로 업데이트하고 원활하게 통합할 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 FPGAs 시스템 안정성을 향상하고 전력 소비를 줄이며 조직이 항공우주 혁신의 선두에 서도록 할 수 있습니다.
툴 | |
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Quartus® Prime 소프트웨어 제품군 | 하드웨어 개발자 및 시스템 설계자를 위한 Altera® FPGAs, CPLD 및 SoC FPGAs 설계의 모든 단계를 위한 완벽한 개발 도구 제품군입니다. |
FPGA AI Suite | FPGA 설계, 머신 러닝 엔지니어 및 소프트웨어 개발자가 최적화된 FPGA AI 플랫폼을 효율적으로 제작할 수 있도록 지원합니다. |
비디오 비전 처리 제품군 | 맞춤형 비디오 및 이미지 처리 설계 개발을 용이하게 하는 데 사용할 수 있는 차세대 FPGA IP 모음입니다. |
DSP 빌더 | FPGAs에서 디지털 신호 처리(DSP) 응용 프로그램을 설계하는 데 도움이 됩니다. |
정부 분석 및 고성능 컴퓨팅
병렬 처리, 에너지 효율성 및 실시간 성능은 정부 분석 및 HPC 애플리케이션에서 FPGAs 필수적입니다. 디스크 압축 및 부동 소수점 계산과 같은 작업을 최적화하여 확장성을 향상시키고 비용 효율적인 고성능 시스템을 위한 하드웨어 설치 공간을 줄입니다.
데이터 중심 세계에서 정부 기관은 비용 효율성과 성능 향상을 달성하는 동시에 대규모 데이터 세트를 관리해야 하는 이중 과제에 직면해 있습니다.
FPGAs는 병렬 처리를 통해 성능을 높이고 더 빠른 검색 및 검색을 위해 데이터 재구성을 최적화하는 다목적 솔루션을 제공합니다. 예를 들어, 디스크 압축 및 삭제 인코딩에 FPGAs 활용하면 RAID 중복성을 줄여 하드 드라이브를 10개에서 6개로 줄여 비용을 크게 절감할 수 있습니다. Apache Arrow 및 Pulsar와 같은 도구는 FPGAs 활용하여 비정형 데이터 처리를 간소화하여 중요한 정보에 빠르게 액세스할 수 있습니다.
FPGAs는 속도, 확장성 및 최소화된 하드웨어 설치 공간을 제공함으로써 기관이 현재의 요구 사항을 충족하고 진화하는 기술 요구 사항에 적응할 수 있도록 지원합니다.
진화하는 고성능 컴퓨팅(HPC) 환경에서 FPGAs 뛰어난 전력 효율성과 사용자 지정 가능성으로 복잡한 시뮬레이션과 대규모 데이터 처리를 재정의하고 있습니다.
FPGAs 전력에 민감한 응용 분야에서 탁월하여 전파 망원경 및 대규모 시뮬레이션과 같은 작업에서 더 낮은 에너지 비용으로 고성능을 제공합니다. 맞춤형 설계는 부동 소수점 계산 및 실시간 날씨 분석과 같은 반복적인 워크로드를 최적화하여 더 빠른 의사 결정과 향상된 정확도를 제공합니다.
메모리 대역폭과 병렬 처리를 향상시킴으로써 FPGAs 기존 솔루션을 능가하는 성능을 발휘하며, HPC 수요가 증가함에 따라 조직이 최고의 성능과 에너지 효율성을 달성할 수 있습니다.
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Agilex™ 9 FPGA 및 SoC 기반 장치
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Stratix® 10 FPGA 및 SoC 기반 장치
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SHIP(최첨단 이기종 통합 포장 프로그램)
미국 국방부는 Altera® 최첨단 마이크로일렉트로닉스 패키징에 대한 미국의 접근을 보장하는 계약을 체결했습니다. SHIP 프로그램은 국내 반도체 제조 및 패키징 역량의 발전을 지원하여 DoD 및 DIB에 다각화된 공급망 및 IP 보호를 제공하는 동시에 미국 반도체 연구 개발을 지원합니다.