FPGA在5G通信更廣泛應(yīng)用場(chǎng)景下的定制探索5G技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，F(xiàn)PGA在其中的應(yīng)用也不斷拓展。在本次定制項(xiàng)目中，我們深入探索FPGA在5G通信更廣泛應(yīng)用場(chǎng)景下的可能性。在5GC-V2X（聯(lián)網(wǎng)汽車）場(chǎng)景中，利用FPGA實(shí)現(xiàn)車輛與車輛（V2V）、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）之間的高速、低延遲通信。通過(guò)在FPGA中編寫(xiě)專門(mén)的通信協(xié)議處理邏輯，能夠解析和處理車輛行駛過(guò)程中接收到的大量信息，如其他車輛的位置、速度、行駛方向等，以及道路基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送的交通信號(hào)、路況等信息。經(jīng)實(shí)際道路測(cè)試，采用定制FPGA模塊的車輛通信延遲降低至50毫秒以內(nèi)，提升了行車安全性和交通效率。在5GFRMCS（鐵路通信）場(chǎng)景下，針對(duì)鐵路通信對(duì)可靠性和穩(wěn)定性的極高要求，在FPGA中集成了冗余備份和故障檢測(cè)機(jī)制。當(dāng)主通信鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，能夠在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)切換到備用鏈路，確保通信的連續(xù)性。同時(shí)，通過(guò)對(duì)信號(hào)處理算法的優(yōu)化，增強(qiáng)了對(duì)復(fù)雜鐵路環(huán)境中信號(hào)干擾的抵抗能力，保證了鐵路通信的穩(wěn)定可靠。 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的 FPGA 定制，實(shí)現(xiàn)生理信號(hào)實(shí)時(shí)采集與分析。浙江賽靈思FPGA定制項(xiàng)目
智能安防領(lǐng)域發(fā)展迅速，用戶對(duì)功能的需求不斷增加，這就要求FPGA定制項(xiàng)目具備良好的功能拓展與升級(jí)能力。以一套智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的FPGA定制項(xiàng)目為例，原系統(tǒng)可能實(shí)現(xiàn)了基本的視頻監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能。隨著市場(chǎng)需求變化，可通過(guò)FPGA的可重構(gòu)特性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能拓展。比如增加人臉識(shí)別功能，利用FPGA強(qiáng)大的并行處理能力，對(duì)視頻圖像中的人臉進(jìn)行檢測(cè)、特征提取和比對(duì)。在實(shí)現(xiàn)新功能時(shí)，無(wú)需對(duì)整個(gè)硬件系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模更換，只需在原有FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，添加相應(yīng)的邏輯模塊和算法實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，為方便后續(xù)升級(jí)，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留足夠的邏輯資源和接口。當(dāng)出現(xiàn)新的安防需求，如車輛識(shí)別、行為分析等，可利用預(yù)留資源進(jìn)行功能升級(jí)。軟件方面，設(shè)計(jì)靈活的軟件架構(gòu)，使其能夠方便地與新添加的硬件功能模塊進(jìn)行交互。通過(guò)這種方式，智能安防中的FPGA定制項(xiàng)目能夠持續(xù)滿足用戶不斷變化的需求，延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 江蘇FPGA定制項(xiàng)目模塊汽車電子的 FPGA 定制，為電池管理系統(tǒng)帶來(lái)監(jiān)測(cè)。
基于FPGA的4K超高清端到端智能視頻壓縮系統(tǒng)定制在視頻技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，4K超高清視頻的應(yīng)用越來(lái)越多，但同時(shí)也面臨著數(shù)據(jù)量大、傳輸和存儲(chǔ)困難等問(wèn)題。我們承接的這個(gè)FPGA定制項(xiàng)目，目標(biāo)是打造較早基于FPGA的4K超高清端到端智能視頻壓縮系統(tǒng)。首先，在算法層面，提出了一種全新的端到端視頻編碼模型。該模型包括分塊壓縮、自適應(yīng)歸一化、主變換、超先驗(yàn)變換以及塊融合網(wǎng)絡(luò)等模塊。其中，主變換采用經(jīng)典的全卷積網(wǎng)絡(luò)和殘差塊結(jié)構(gòu)，減少了參數(shù)量，便于訓(xùn)練；塊融合網(wǎng)絡(luò)有效抑制了分塊壓縮導(dǎo)致的壓縮效應(yīng)，提升了重建視頻圖像的質(zhì)量。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試，在多個(gè)數(shù)據(jù)集上，該模型的壓縮效率相較于傳統(tǒng)方法提高了30%以上。在硬件實(shí)現(xiàn)上，利用FPGA的可重構(gòu)特性，搭建了超高清采集、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼壓縮以及解碼顯示等組件構(gòu)成的系統(tǒng)原型（FPX-NIC）。將經(jīng)過(guò)訓(xùn)練和部署的網(wǎng)絡(luò)權(quán)重集成到可重構(gòu)的硬件計(jì)算單元中，實(shí)現(xiàn)了從視頻采集到終端顯示的端到端視頻壓縮。在系統(tǒng)特性方面，該系統(tǒng)支持標(biāo)清到超高清等多種分辨率編碼，在720p分辨率下能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)編解碼，比較高支持4K超高清全幀內(nèi)模式編碼，為4K超高清視頻的高效處理提供了可靠的解決方案。
基于FPGA的機(jī)器人視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)協(xié)同控制系統(tǒng)項(xiàng)目：在機(jī)器人應(yīng)用中，視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)的協(xié)同控制是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的關(guān)鍵。我們開(kāi)展的基于FPGA的機(jī)器人視覺(jué)與運(yùn)動(dòng)協(xié)同控制系統(tǒng)定制項(xiàng)目，通過(guò)將視覺(jué)處理與運(yùn)動(dòng)控制緊密結(jié)合，提升機(jī)器人的智能化水平。在視覺(jué)方面，利用高分辨率攝像頭采集環(huán)境圖像，F(xiàn)PGA內(nèi)部構(gòu)建的視覺(jué)處理模塊能夠快速進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、定位和跟蹤等操作。將視覺(jué)信息與機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，機(jī)器人可根據(jù)視覺(jué)反饋精確調(diào)整自身的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的抓取、搬運(yùn)等任務(wù)。在運(yùn)動(dòng)控制部分，F(xiàn)PGA對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩等進(jìn)行精細(xì)控制，確保機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、物流倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人等多種場(chǎng)景，提升機(jī)器人的工作效率和作業(yè)精度，推動(dòng)機(jī)器人在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 設(shè)計(jì) FPGA 控制的多軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，控制各軸運(yùn)動(dòng)軌跡與速度。
FPGA在工業(yè)自動(dòng)化高精度運(yùn)動(dòng)控制中的定制應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化對(duì)高精度運(yùn)動(dòng)控制的要求日益提高，F(xiàn)PGA在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。在本次定制項(xiàng)目中，利用FPGA實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的高精度運(yùn)動(dòng)控制。在硬件設(shè)計(jì)上，采用高性能的FPGA芯片，通過(guò)接口電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳感器等設(shè)備連接。利用FPGA豐富的I/O資源和高速處理能力，能夠?qū)崟r(shí)采集電機(jī)的位置、速度等反饋信號(hào)，并快速進(jìn)行處理和計(jì)算。例如，在一個(gè)精密機(jī)械加工設(shè)備中，通過(guò)對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)的精確采集和處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)位置的精確控制，定位精度達(dá)到了±。在軟件算法方面，在FPGA中實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制算法，如基于模型預(yù)測(cè)的控制算法。該算法能夠根據(jù)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和目標(biāo)位置，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)，有效減少了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)和超調(diào)現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用中，采用定制FPGA運(yùn)動(dòng)控制模塊的設(shè)備，加工精度提高了20%，生產(chǎn)效率提升了30%，提高了工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的性能和生產(chǎn)質(zhì)量。 智能電網(wǎng)的 FPGA 定制，優(yōu)化能源調(diào)度，提升能源利用率。江蘇FPGA定制項(xiàng)目入門(mén)
FPGA 定制助力 5G 基站優(yōu)化信號(hào)處理，保障高速穩(wěn)定通信。浙江賽靈思FPGA定制項(xiàng)目
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性直接影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。我們開(kāi)展的這個(gè)FPGA定制項(xiàng)目針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。通過(guò)在FPGA中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，如PID控制、模糊控制等，提高了控制系統(tǒng)的性能。以工業(yè)生產(chǎn)中的溫度控制系統(tǒng)為例，我們利用FPGA的并行處理能力，實(shí)時(shí)采集多個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并快速進(jìn)行運(yùn)算和調(diào)整。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，采用我們定制的FPGA方案后，溫度控制精度提高了±0.5℃，溫度波動(dòng)范圍明顯減小，確保了生產(chǎn)過(guò)程中溫度環(huán)境的穩(wěn)定，有效提升了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。同時(shí)，F(xiàn)PGA還能實(shí)時(shí)處理來(lái)自其他傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的精細(xì)控制和智能管理。浙江賽靈思FPGA定制項(xiàng)目
