FPGA在智能樓宇能源管理系統(tǒng)中的定制設(shè)計(jì)智能樓宇的能源管理對節(jié)能減排和降低運(yùn)營成本意義重大。我們基于FPGA開發(fā)了智能樓宇能源管理系統(tǒng),通過連接電表、水表、空調(diào)控制器等設(shè)備,F(xiàn)PGA實(shí)時(shí)采集樓宇內(nèi)的能耗數(shù)據(jù),每分鐘處理數(shù)據(jù)量達(dá)5000條。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析歷史能耗數(shù)據(jù),預(yù)測不同時(shí)間段的能源需求,制定比較好的能源分配策略。在設(shè)備控制方面,F(xiàn)PGA根據(jù)環(huán)境溫度、人員密度等因素,自動調(diào)節(jié)空調(diào)、照明等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。例如,當(dāng)會議室無人時(shí),系統(tǒng)自動關(guān)閉燈光和空調(diào),節(jié)能效果明顯。在某商業(yè)寫字樓的應(yīng)用中,該系統(tǒng)使樓宇整體能耗降低了25%。此外,系統(tǒng)還具備能耗異常檢測功能,F(xiàn)PGA通過分析實(shí)時(shí)能耗數(shù)據(jù)與預(yù)測值的偏差,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或能源浪費(fèi)行為,并生成報(bào)警信息,幫助管理人員快速定位問題,實(shí)現(xiàn)樓宇能源的精細(xì)化管理。 與ASIC芯片相比,F(xiàn)PGA的一項(xiàng)重要特點(diǎn)是其可編程特性。福建FPGA加速卡
FPGA 在通信領(lǐng)域的應(yīng)用 - 5G 基站:在 5G 通信的蓬勃發(fā)展中,F(xiàn)PGA 在 5G 基站中發(fā)揮著舉足輕重的作用。5G 網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)處理的速度和效率提出了極高的要求,F(xiàn)PGA 憑借其并行處理能力和可重構(gòu)特性,成為了 5G 基站基帶信號處理和協(xié)議棧加速的理想選擇。在 5G 基站中,F(xiàn)PGA 可以高效地實(shí)現(xiàn)波束成形功能,通過精確控制天線陣列的信號相位和幅度,提高信號的覆蓋范圍和傳輸質(zhì)量。同時(shí),它還能完成信道編碼和解碼等復(fù)雜任務(wù),確保數(shù)據(jù)在無線信道中的可靠傳輸。例如,華為等通信設(shè)備供應(yīng)商在其 5G 基站設(shè)備中大量采用 FPGA,提升了 5G 網(wǎng)絡(luò)的性能,為用戶帶來更快速、穩(wěn)定的通信體驗(yàn)。福建安路FPGA特點(diǎn)與應(yīng)用利用 FPGA 可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)字邏輯功能,在通信、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
FPGA驅(qū)動的智能安防視頻行為分析系統(tǒng)智能安防對視頻監(jiān)控的智能化要求不斷提升,我們基于FPGA開發(fā)了視頻行為分析系統(tǒng)。在視頻解碼環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了解碼加速,在處理4K視頻時(shí),解碼幀率可達(dá)60fps,且功耗較CPU方案降低了70%。在目標(biāo)檢測方面,采用輕量化的YOLOv5算法,通過FPGA并行計(jì)算優(yōu)化,在1080p分辨率下,檢測速度達(dá)到120fps,可實(shí)時(shí)識別行人、車輛等目標(biāo)。在行為分析層面,系統(tǒng)內(nèi)置了跌倒檢測、異常徘徊、入侵檢測等多種算法。當(dāng)檢測到異常行為時(shí),可在200ms內(nèi)觸發(fā)報(bào)警,并通過短信、郵件等方式通知管理人員。在某大型商場的實(shí)際應(yīng)用中,該系統(tǒng)成功預(yù)防12起,處理突發(fā)事件響應(yīng)效率提升了80%。此外,系統(tǒng)支持歷史視頻檢索功能,通過特征提取與比對,可快速定位目標(biāo)行為發(fā)生的時(shí)間節(jié)點(diǎn),為安防事件調(diào)查提供了有力支持。
FPGA在邊緣計(jì)算實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理中的定制化應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理需求推動了邊緣計(jì)算的發(fā)展,而FPGA憑借其低延遲與高并行性成為理想選擇。在本定制項(xiàng)目中,針對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景,我們基于FPGA搭建邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)可同時(shí)接入上百個(gè)傳感器,每秒處理超過5萬條設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。利用FPGA的硬件加速特性,對采集到的振動、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傅里葉變換(FFT)分析,識別設(shè)備異常振動頻率,提前預(yù)警機(jī)械故障。例如,在風(fēng)機(jī)監(jiān)測應(yīng)用中,系統(tǒng)能在故障發(fā)生前24小時(shí)發(fā)出警報(bào),相較于傳統(tǒng)云端處理方案,響應(yīng)速度提升了80%。此外,通過在FPGA中集成輕量化機(jī)器學(xué)習(xí)模型,實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)分類與決策,減少數(shù)據(jù)上傳帶寬壓力,降低數(shù)據(jù)隱私泄露,為工業(yè)智能化升級提供可靠支撐。 設(shè)計(jì)好的FPGA邏輯電路可以在不同的項(xiàng)目中重復(fù)使用,降低了開發(fā)成本和時(shí)間。
FPGA,即現(xiàn)場可編程門陣列,作為半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的重要創(chuàng)新成果,其優(yōu)勢在于靈活的可編程特性。與傳統(tǒng)的集成電路(ASIC)不同,F(xiàn)PGA無需進(jìn)行復(fù)雜的流片過程,開發(fā)者能夠通過硬件描述語言(如Verilog、VHDL)對其邏輯功能進(jìn)行編程配置。這種特性使得FPGA在產(chǎn)品研發(fā)的原型驗(yàn)證階段極具價(jià)值,工程師可以迭代設(shè)計(jì)方案,通過重新編程實(shí)現(xiàn)功能調(diào)整,而無需大量時(shí)間和成本進(jìn)行硬件重新制造。從結(jié)構(gòu)上看,F(xiàn)PGA由可配置邏輯塊(CLB)、輸入輸出塊(IOB)和互連資源組成。CLB作為基本邏輯單元,通過查找表(LUT)和觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯與時(shí)序邏輯;IOB負(fù)責(zé)芯片與外部電路的連接,支持多種電平標(biāo)準(zhǔn);互連資源則像電路中的“高速公路”,負(fù)責(zé)各邏輯單元之間的信號傳輸,三者協(xié)同工作,賦予了FPGA強(qiáng)大的邏輯實(shí)現(xiàn)能力。 FPGA軟件設(shè)計(jì)即是相應(yīng)的HDL程序以及嵌入式C程序。天津嵌入式FPGA加速卡
用戶可通過程序指定FPGA實(shí)現(xiàn)某一特定數(shù)字電路。福建FPGA加速卡
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。福建FPGA加速卡
常州米聯(lián)客信息科技有限公司,自2017年5月11日創(chuàng)立起,便在FPGA和SOC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷探索前行,逐步構(gòu)建起完善的技術(shù)體系和產(chǎn)品生態(tài)。公司具備專業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力,從硬件設(shè)計(jì)到軟件生態(tài)開發(fā),形成了全技術(shù)棧的研發(fā)優(yōu)勢。在硬件產(chǎn)品方面,米聯(lián)客的生態(tài)產(chǎn)品覆蓋國際大廠品牌AMD、ALTERA,以及國內(nèi)的安路FPGA、龍芯中科、瑞芯微等品牌。公司的核心板模塊作為重點(diǎn)產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)上充分考慮了不同行業(yè)的需求,具備高性能、低功耗、高可靠性等特點(diǎn)。同時(shí),公司配套研發(fā)的軟件生態(tài)解決方案,能夠與硬件模塊無縫對接,為客戶提供一體化的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用場景中,米聯(lián)客的產(chǎn)品和方案發(fā)揮著重要作用。在科研驗(yàn)證場景下,為科研人員提供了靈活且可靠的實(shí)驗(yàn)平臺,加速科研項(xiàng)目的推進(jìn);在工業(yè)自動化生產(chǎn)中,提高了生產(chǎn)設(shè)備的智能化水平和生產(chǎn)效率;在儀表儀器的設(shè)計(jì)制造中,提升了儀器的測量精度和穩(wěn)定性;在醫(yī)療產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)中,為醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新提供了技術(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)處理和分析,助力相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。米聯(lián)客正通過不斷創(chuàng)新,推動各行業(yè)的技術(shù)升級和發(fā)展。