FPGA 的發(fā)展歷程 - 系統(tǒng)時(shí)代:自 2008 年至今的系統(tǒng)時(shí)代,F(xiàn)PGA 實(shí)現(xiàn)了重大的功能整合與升級(jí)。它將系統(tǒng)模塊和控制功能進(jìn)行了整合,Zynq All - Programmable 器件便是很好的例證。同時(shí),相關(guān)工具也在不斷發(fā)展,為了適應(yīng)系統(tǒng) FPGA 的需求,高效的系統(tǒng)編程語(yǔ)言,如 OpenCL 和 C 語(yǔ)言編程逐漸被應(yīng)用。這一時(shí)期,F(xiàn)PGA 不再局限于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的邏輯功能,而是能夠承擔(dān)更復(fù)雜的系統(tǒng)任務(wù),進(jìn)一步拓展了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可或缺的組件。既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。湖北賽靈思FPGA模塊

FPGA 在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用 - 自動(dòng)化控制:工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)性和可靠性有著嚴(yán)苛的要求,F(xiàn)PGA 在自動(dòng)化控制方面展現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上,F(xiàn)PGA 可用于可編程邏輯控制器(PLC)和機(jī)器人控制,如伺服電機(jī)控制。以西門子(Siemens)的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)為例,其中的 FPGA 能夠?qū)崿F(xiàn)高速、精確的運(yùn)動(dòng)控制。它可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和傳感器反饋的信號(hào),快速地計(jì)算出電機(jī)的控制參數(shù),實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精細(xì)定位和速度調(diào)節(jié)。在復(fù)雜的自動(dòng)化生產(chǎn)線中,多個(gè) FPGA 協(xié)同工作,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的協(xié)調(diào)控制,確保生產(chǎn)過程的高效、穩(wěn)定運(yùn)行,提高工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。山西初學(xué)FPGA特點(diǎn)與應(yīng)用FPGA 能夠?qū)崿F(xiàn)高度并行的數(shù)據(jù)處理,使得在處理需要大量并行計(jì)算的任務(wù)時(shí),其性能遠(yuǎn)超過通用處理器。

FPGA 在高性能計(jì)算領(lǐng)域也有著獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景。在一些對(duì)計(jì)算速度和并行處理能力要求極高的科學(xué)計(jì)算任務(wù)中,如氣象模擬、分子動(dòng)力學(xué)模擬等,傳統(tǒng)的計(jì)算架構(gòu)可能無法滿足需求。FPGA 的并行計(jì)算能力使其能夠?qū)?fù)雜的計(jì)算任務(wù)分解為多個(gè)子任務(wù),同時(shí)進(jìn)行處理。在矩陣運(yùn)算中,F(xiàn)PGA 可以通過硬件邏輯實(shí)現(xiàn)高效的矩陣乘法和加法運(yùn)算,提高計(jì)算速度。與通用 CPU 和 GPU 相比,F(xiàn)PGA 在某些特定算法的計(jì)算上能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能效比,即在消耗較少功率的情況下完成更多的計(jì)算任務(wù)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可用于加速數(shù)據(jù)的讀取、寫入和分析過程,提升整個(gè)系統(tǒng)的性能,為高性能計(jì)算提供有力支持 。
FPGA 的基本結(jié)構(gòu)精巧而復(fù)雜,由多個(gè)關(guān)鍵部分協(xié)同構(gòu)成??删幊踢壿媶卧–LB)作為重要部分,由查找表(LUT)和觸發(fā)器組成。LUT 能夠?qū)崿F(xiàn)各種組合邏輯運(yùn)算,如同一個(gè)靈活的邏輯運(yùn)算器,根據(jù)輸入信號(hào)生成相應(yīng)的輸出結(jié)果。觸發(fā)器則用于存儲(chǔ)電路的狀態(tài)信息,確保時(shí)序邏輯的正確執(zhí)行。輸入輸出塊(IOB)負(fù)責(zé) FPGA 芯片與外部電路的連接,支持多種電氣標(biāo)準(zhǔn),能夠適配不同類型的外部設(shè)備,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效交互。塊隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器模塊(BRAM)可用于存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù),并支持高速讀寫操作,為數(shù)據(jù)處理提供了快速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取支持。時(shí)鐘管理模塊(CMM)則負(fù)責(zé)管理芯片內(nèi)部的時(shí)鐘信號(hào),保障整個(gè) FPGA 系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地運(yùn)行 。高速數(shù)字信號(hào)處理需借助 FPGA 的力量。

在智能駕駛領(lǐng)域,對(duì)傳感器數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性有著極高要求,F(xiàn)PGA 在此發(fā)揮著不可或缺的作用。以激光雷達(dá)信號(hào)處理為例,激光雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),F(xiàn)PGA 能夠利用其并行處理能力,快速對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,提取出目標(biāo)物體的距離、速度等關(guān)鍵信息。在多傳感器融合方面,F(xiàn)PGA 可將來自攝像頭、毫米波雷達(dá)等多種傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效融合,綜合分析車輛周圍的環(huán)境信息,為自動(dòng)駕駛決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。例如在電子后視鏡系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 能夠?qū)崟r(shí)處理攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù),優(yōu)化圖像顯示效果,為駕駛員提供清晰、可靠的后方視野,為智能駕駛的安全性和可靠性保駕護(hù)航 。FPGA 可以在不同的時(shí)間或根據(jù)需要被重新配置為不同的電路,以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。遼寧國(guó)產(chǎn)FPGA套件
借助 FPGA 的并行架構(gòu),提高系統(tǒng)效率。湖北賽靈思FPGA模塊
FPGA驅(qū)動(dòng)的工業(yè)CT圖像重建加速系統(tǒng)工業(yè)CT(計(jì)算機(jī)斷層掃描)技術(shù)對(duì)圖像重建速度和精度要求極高。我們基于FPGA開發(fā)了工業(yè)CT圖像重建加速系統(tǒng),針對(duì)濾波反投影(FBP)、迭代重建(SIRT)等算法,利用FPGA的并行計(jì)算和流水線技術(shù)進(jìn)行硬件加速。在處理1024×1024像素的CT數(shù)據(jù)時(shí),F(xiàn)PGA的重建速度比CPU快20倍,單幅圖像重建時(shí)間從5分鐘縮短至15秒。在圖像質(zhì)量?jī)?yōu)化上,系統(tǒng)采用自適應(yīng)濾波算法,F(xiàn)PGA根據(jù)CT數(shù)據(jù)的噪聲特性動(dòng)態(tài)調(diào)整濾波參數(shù),有效抑制偽影,提高圖像清晰度。在檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等復(fù)雜工件時(shí),重建圖像的細(xì)節(jié)分辨率達(dá)到,缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確率提升至98%。此外,通過FPGA的可重構(gòu)特性,系統(tǒng)支持不同掃描參數(shù)和重建算法的快速切換,滿足航空航天、機(jī)械制造等多行業(yè)的檢測(cè)需求,大幅提升工業(yè)CT設(shè)備的檢測(cè)效率和可靠性。 湖北賽靈思FPGA模塊
常州米聯(lián)客信息科技有限公司自2017年創(chuàng)立以來,在電子信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,逐漸成長(zhǎng)為行業(yè)內(nèi)的重要力量。公司始終秉持著創(chuàng)新、專業(yè)的發(fā)展理念,致力于為客戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)。米聯(lián)客專注于FPGA和SOC技術(shù),擁有完整的從硬件到軟件生態(tài)的全技術(shù)棧研發(fā)能力。在硬件方面,公司的生態(tài)產(chǎn)品豐富多樣,覆蓋了國(guó)際的AMD、ALTERA品牌,以及國(guó)內(nèi)的安路FPGA、龍芯中科、瑞芯微等品牌。公司的核心板模塊在設(shè)計(jì)上精益求精,具備高性能、高可靠性等特點(diǎn),能夠滿足復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景需求。配套的軟件生態(tài)解決方案,與硬件緊密配合,為客戶提供了高效、穩(wěn)定的整體解決方案。在應(yīng)用領(lǐng)域,米聯(lián)客的產(chǎn)品和方案廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。在科研驗(yàn)證中,為科研人員提供了便捷的技術(shù)驗(yàn)證手段,促進(jìn)科研項(xiàng)目的順利開展;在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中,提高了生產(chǎn)設(shè)備的智能化程度,降低了生產(chǎn)成本;在儀表儀器制造中,提升了儀器的性能和精度;在醫(yī)療產(chǎn)品研發(fā)中,為醫(yī)療設(shè)備的升級(jí)提供了技術(shù)保障;在機(jī)器視覺和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,通過精細(xì)的數(shù)據(jù)處理,推動(dòng)相關(guān)技術(shù)不斷突破。米聯(lián)客正以其完善的技術(shù)和產(chǎn)品,為各行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)著自己的力量。