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Versal ACAP devices as Edge node in next generation IoT systems

The growing number of connected “things” in complex networked systems like industrial plants or cities still defines by sensing data in a distributed fashion, relying on data processing in large data centers that scale accordingly. Already more modestly scaled products, manufacturing and construction processes, and even automotive systems have started using the same principles.

Such systems benefit from intelligent Edge level computation and workload management that offer local processing, adaption, and power scaling along the local environment. This approach also reduces the vulnerability of critical data by not even heading for the cloud, also helping to reduce the cloud scale itself. The FRACTAL project researches a flexible cognitive Edge node to handle very complex workloads, focusing on data analysis with AI and mutual (“fractal”) and safe operation.

The AMD Xilinx Versal ACAP device family has been chosen as one demonstrator platform for a commercially deployable FRACTAL node. The vast capabilities of the processing system with its ARM cluster and processing power are the cornerstone of bringing microservice architectures to the Edge based on a Linux backbone. This enables software developers to deploy containerized services in these nodes that are well known from the cloud systems so that such nodes can be orchestrated along the same principles on high availability and scalability.

Versal offers massive local computation power for AI-based processing to support any local or distributed application, e.g., image classification or object tracking. This is supported by the Vitis AI full stack toolchain from data and neural network model to the inference on the AI Engines or FPGA fabric of the device.

Fractal overview

To further support the Edge value proposition, the Versal designs in FRACTAL heavily rely on the infrastructure around the platform management controller (PMC) for sustaining and scaling local operations. This is used along with the real-time processing units (RPU) to determine local changes concerning the environment or workload as well as the overall situation in the system of nodes. With autonomous orchestration based on this, the Versal-based designs qualify well to act as Fractal Edge nodes.

PLC2 drives the Versal designs further during the last year of the FRACTAL project and will update on technical details. As for now, review our Versal webinar series or the respective training portfolio.

PLC2 joins the FRACTAL project EU as partner

Das Ziel von FRACTAL ist es, einen zuverlässigen, vernetzbaren Knoten mit lokaler Rechenleistung zu schaffen, der ein sogenanntes Cognitive Edge Element unter Industriestandards realisiert. Solche FRACTAL Knoten werden als Bausteine für ein skalierbares dezentrales Internet of Things bereitgestellt (von Smart Low-Energy Computing Systems bis hin zu High Performance Computing Edge Nodes).

Dieses Projekt wird unterstützt vom ECSEL Joint Undertaking (JU) unter der Fördervereinbarung Nr. 877056. Das JU erhält Unterstützung durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union und den Ländern Spanien, Italien, Österreich, Deutschland, Frankreich, Finnland, Schweiz.

FRACTAL Vortrag bei der FPGA Conference Europe 2022


Mit dem Vortrag “FRACTAL: A Versal based Edge Node deploying a Cloud Infrastructure” auf der FPGA-Conference Europe 2022 werden die Konzepte und die grundlegende Herangehensweise vorgestellt, die mit orchestrierten Microservices auf einer gemeinsamen Plattform aufsetzt. Mit diesem Setup können auf den Versal Bausteinen Anwendungen genutzt werden, die sowohl als leistungsfähiger Edge Knoten mit lokaler Inferenz operieren, als auch skaliert auf die äußeren Bedingungen angepasst werden können.

Weitere Informationen    FPGA Conference Europe 2022

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Merkblatt

Präsentation

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