FPGA 的基本結(jié)構(gòu) - 時鐘管理模塊(CMM):時鐘管理模塊(CMM)在 FPGA 芯片內(nèi)部猶如一個精細(xì)的 “指揮家”,負(fù)責(zé)管理芯片內(nèi)部的時鐘信號。它的主要職責(zé)包括提高時鐘頻率和減少時鐘抖動。時鐘信號就像是 FPGA 運(yùn)行的 “節(jié)拍器”,各個邏輯單元的工作都需要按照時鐘信號的節(jié)奏來進(jìn)行。CMM 通過時鐘分頻、時鐘延遲、時鐘緩沖等一系列操作,確保時鐘信號能夠穩(wěn)定、精細(xì)地傳輸?shù)?FPGA 芯片的各個部分,使得 FPGA 內(nèi)部的邏輯單元能夠在統(tǒng)一、穩(wěn)定的時鐘控制下協(xié)同工作,從而保證了整個 FPGA 系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性,對于一些對時序要求嚴(yán)格的應(yīng)用,如高速數(shù)據(jù)通信、高精度信號處理等,CMM 的作用尤為關(guān)鍵。未來,F(xiàn)PGA 將在更多領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。山西XilinxFPGA入門
在通信領(lǐng)域,F(xiàn)PGA發(fā)揮著不可替代的作用。隨著5G技術(shù)的飛速發(fā)展,通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理速度和靈活性的要求越來越高。FPGA憑借其并行處理特性,能夠處理大量的通信數(shù)據(jù)。例如在基站系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)物理層的信號處理功能,包括信道編碼、調(diào)制解調(diào)、濾波等操作。通過對FPGA進(jìn)行編程,可以靈活地支持不同的通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議,如TD-LTE、FDD-LTE等,使得基站設(shè)備能夠適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和業(yè)務(wù)需求。在光通信領(lǐng)域,F(xiàn)PGA可用于光網(wǎng)絡(luò)的信號處理,實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)的傳輸和交換。同時,F(xiàn)PGA還可以應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng),對衛(wèi)星信號進(jìn)行實時處理和轉(zhuǎn)發(fā)通信的穩(wěn)定性和可靠性。其強(qiáng)大的可編程性和高性能,讓FPGA成為通信系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和靈活功能配置的理想選擇。 南京賽靈思FPGA加速卡在通信系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和處理。
FPGA,即現(xiàn)場可編程門陣列,作為一種獨特的可編程邏輯器件,在數(shù)字電路領(lǐng)域大放異彩。它由可配置邏輯塊、互連資源以及輸入 / 輸出塊等構(gòu)成??膳渲眠壿媺K如同構(gòu)建數(shù)字電路大廈的基石,內(nèi)部包含查找表和觸發(fā)器,能夠?qū)崿F(xiàn)各類組合邏輯與時序邏輯功能。查找表可靈活完成諸如與、或、非等基本邏輯運(yùn)算,觸發(fā)器則用于存儲電路狀態(tài)信息。通過可編程的互連資源,這些邏輯塊能夠按照設(shè)計需求連接起來,形成復(fù)雜且多樣的數(shù)字電路結(jié)構(gòu)。而輸入 / 輸出塊則負(fù)責(zé) FPGA 與外部世界的溝通,支持多種電氣標(biāo)準(zhǔn),確保數(shù)據(jù)在 FPGA 芯片與外部設(shè)備之間準(zhǔn)確、高效地傳輸,使得 FPGA 能在不同的應(yīng)用場景中發(fā)揮作用。
FPGA助力的機(jī)器人實時運(yùn)動規(guī)劃與控制機(jī)器人運(yùn)動控制對實時性和準(zhǔn)確性要求極高,我們基于FPGA設(shè)計了控制平臺。在運(yùn)動學(xué)計算方面,利用FPGA的并行計算特性,同時求解機(jī)器人多個關(guān)節(jié)的正逆運(yùn)動學(xué)方程,計算速度較傳統(tǒng)DSP方案提升了8倍。在軌跡規(guī)劃環(huán)節(jié),實現(xiàn)了快速的Jerk優(yōu)化算法,使機(jī)器人運(yùn)動更加平滑,在搬運(yùn)重物時,末端抖動幅度降低了70%。針對機(jī)器人的復(fù)雜應(yīng)用場景,系統(tǒng)支持多傳感器融合。通過接入激光雷達(dá)、視覺攝像頭與力傳感器數(shù)據(jù),F(xiàn)PGA可實時構(gòu)建環(huán)境地圖并進(jìn)行路徑規(guī)劃。在倉儲物流機(jī)器人的實際應(yīng)用中,系統(tǒng)能在復(fù)雜貨架環(huán)境下,比較好路徑,避障成功率達(dá)。此外,利用FPGA的可重構(gòu)特性,系統(tǒng)可快速適配不同類型的機(jī)器人,無論是工業(yè)機(jī)械臂還是服務(wù)機(jī)器人,都能通過重新配置邏輯資源實現(xiàn)高效控制。 利用 FPGA 的靈活性,可快速響應(yīng)市場需求。
FPGA 的基本結(jié)構(gòu) - 輸入輸出塊(IOB):輸入輸出塊(IOB)在 FPGA 中扮演著 “橋梁” 的角色,負(fù)責(zé)連接 FPGA 芯片和外部電路。它承擔(dān)著 FPGA 數(shù)據(jù)信號收錄和傳輸?shù)年P(guān)鍵作業(yè)要求,支持多種電氣標(biāo)準(zhǔn),如 LVDS、PCIe 等。通過 IOB,F(xiàn)PGA 能夠與外部的各種設(shè)備,如傳感器、執(zhí)行器、其他集成電路等進(jìn)行順暢的通信。無論是將外部設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)輸入到 FPGA 內(nèi)部進(jìn)行處理,還是將 FPGA 處理后的結(jié)果輸出到外部設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)操作,IOB 都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,確保了 FPGA 與外部世界的數(shù)據(jù)交互準(zhǔn)確無誤。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。重慶FPGA
FPGA 的可重構(gòu)性使其適應(yīng)不同環(huán)境。山西XilinxFPGA入門
FPGA 的基本結(jié)構(gòu) - 塊隨機(jī)訪問存儲器模塊(BRAM):塊隨機(jī)訪問存儲器模塊(BRAM)是 FPGA 中用于數(shù)據(jù)存儲的重要部分,它是一種集成電路,服務(wù)于各個行業(yè)控制的應(yīng)用型電路。BRAM 能夠存儲大量的數(shù)據(jù),并且支持高速讀寫操作。針對數(shù)據(jù)端口傳輸?shù)奈恢?、存儲結(jié)構(gòu)、元件功能等要素,BRAM 提供了一種極為穩(wěn)定的邏輯存儲方式。在實際應(yīng)用中,比如在數(shù)據(jù)處理、圖像存儲等場景下,BRAM 能夠快速地存儲和讀取數(shù)據(jù),為 FPGA 高效地執(zhí)行各種任務(wù)提供了有力的存儲支持,保證了數(shù)據(jù)處理的連續(xù)性和高效性。山西XilinxFPGA入門
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,覆蓋了國際的AMD、ALTERA品牌,以及國內(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)計上精益求精,具備高性能、高可靠性等特點,能夠滿足復(fù)雜的應(yīng)用場景需求。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)用于多個行業(yè)。在科研驗證中,為科研人員提供了便捷的技術(shù)驗證手段,促進(jìn)科研項目的順利開展;在工業(yè)自動化生產(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)備的升級提供了技術(shù)保障;在機(jī)器視覺和自動駕駛領(lǐng)域,通過精細(xì)的數(shù)據(jù)處理,推動相關(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。