FPGA,即現(xiàn)場可編程門陣列,作為一種可編程邏輯器件,憑借其靈活的架構(gòu)和強(qiáng)大的并行處理能力,在電子系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要地位。FPGA由可配置邏輯塊(CLB)、輸入輸出塊(IOB)和互連資源構(gòu)成。CLB是實現(xiàn)邏輯功能的單元,可通過編程實現(xiàn)各種組合邏輯和時序邏輯電路;IOB負(fù)責(zé)芯片與外部設(shè)備的連接,支持多種電平標(biāo)準(zhǔn);互連資源則像電路中的“交通網(wǎng)絡(luò)”,負(fù)責(zé)各邏輯單元之間的信號傳輸。與傳統(tǒng)的集成電路(ASIC)相比,F(xiàn)PGA無需復(fù)雜的流片過程,縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期,降低了研發(fā)成本,同時允許開發(fā)者在硬件完成后,根據(jù)需求隨時修改設(shè)計,滿足不同場景的應(yīng)用需求,在原型驗證、小批量生產(chǎn)以及需要迭代的項目中優(yōu)勢明顯。 一款高性能的 FPGA 價格較高,但價值不可忽視。河南嵌入式FPGA
FPGA 的工作原理 - 布局布線階段:在完成 HDL 代碼到門級網(wǎng)表的轉(zhuǎn)換后,便進(jìn)入布局布線階段。此時,需要將網(wǎng)表映射到 FPGA 的可用資源上,包括邏輯塊、互連和 I/O 塊。布局過程要合理地安排各個邏輯單元在 FPGA 芯片上的物理位置,就像精心規(guī)劃一座城市的建筑布局一樣,要考慮到各個功能模塊之間的連接關(guān)系、信號傳輸延遲等因素。布線則是通過可編程的互連資源,將這些邏輯單元按照設(shè)計要求連接起來,形成完整的電路拓?fù)?。這個過程需要優(yōu)化布局和布線,以滿足性能、功耗和面積等多方面的限制,確保 FPGA 能夠高效、穩(wěn)定地運行設(shè)計的電路功能。上海開發(fā)板FPGA與ASIC芯片相比,F(xiàn)PGA的一項重要特點是其可編程特性。
FPGA 的靈活性優(yōu)勢 - 多種應(yīng)用適配:由于 FPGA 具有高度的靈活性,它能夠輕松適配多種不同的應(yīng)用場景。在醫(yī)療領(lǐng)域,它可以用于醫(yī)學(xué)成像設(shè)備,通過靈活配置實現(xiàn)圖像重建和信號處理的功能優(yōu)化,滿足不同成像需求。在工業(yè)控制中,面對各種復(fù)雜的控制邏輯和實時性要求,F(xiàn)PGA 能夠根據(jù)具體的工業(yè)流程和控制算法進(jìn)行編程,實現(xiàn)精細(xì)的自動化控制。在消費電子領(lǐng)域,無論是高性能視頻處理還是游戲硬件中的圖形渲染和物理模擬,F(xiàn)PGA 都能通過重新編程來滿足不同的功能需求,這種對多種應(yīng)用的適配能力,使得 FPGA 在各個行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用和青睞。
FPGA在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多,尤其是在邊緣計算場景中發(fā)揮著重要作用。隨著人工智能算法的不斷發(fā)展,對計算資源的需求增長。在云端進(jìn)行大規(guī)模計算雖然能夠滿足性能要求,但存在數(shù)據(jù)傳輸延遲和隱私安全等問題。FPGA憑借其低功耗、可定制化和并行計算能力,成為邊緣計算設(shè)備的理想選擇。例如,在智能攝像頭中,F(xiàn)PGA可以實時處理攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù),通過運行深度學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)目標(biāo)檢測和行為識別,無需將數(shù)據(jù)上傳至云端,降低了延遲,同時保護(hù)了用戶隱私。在自動駕駛領(lǐng)域,F(xiàn)PGA可以部署在車載計算平臺上,對激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理,實現(xiàn)環(huán)境感知和決策。通過對FPGA進(jìn)行編程優(yōu)化,能夠針對特定的人工智能算法進(jìn)行硬件加速,提高計算效率,推動人工智能技術(shù)在邊緣設(shè)備上的落地應(yīng)用。英文全稱是Field Programmable Gate Array,中文名是現(xiàn)場可編程門陣列。
FPGA在智能安防多目標(biāo)跟蹤與行為分析中的創(chuàng)新實踐傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)依賴人工巡檢,效率低且易漏檢,我們基于FPGA構(gòu)建智能安防系統(tǒng),實現(xiàn)多目標(biāo)實時跟蹤與行為分析。系統(tǒng)通過接入多路高清攝像頭,F(xiàn)PGA利用并行計算資源對視頻流進(jìn)行實時處理,支持同時跟蹤200個以上目標(biāo)。采用改進(jìn)的DeepSORT算法并進(jìn)行硬件加速,在復(fù)雜人群場景下,目標(biāo)跟蹤準(zhǔn)確率達(dá)96%,跟蹤延遲控制在100毫秒以內(nèi)。在行為分析方面,內(nèi)置打架斗毆、物品遺留等異常行為檢測模型,當(dāng)檢測到異常事件時,F(xiàn)PGA可在200毫秒內(nèi)觸發(fā)報警,并聯(lián)動錄像、廣播等設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急處理。在大型商場、地鐵站等公共場所的應(yīng)用中,該系統(tǒng)成功降低70%的安全隱患,提升了安防管理的智能化水平。 FPGA 的可靠性和穩(wěn)定性是其優(yōu)勢所在。江蘇賽靈思FPGA芯片
在需要高速數(shù)據(jù)處理的場景中,如金融交易、數(shù)據(jù)加密等,F(xiàn)PGA 提供了比傳統(tǒng)處理器更高的性能。河南嵌入式FPGA
FPGA 的基本結(jié)構(gòu) - 可編程邏輯單元(CLB):可編程邏輯單元(CLB)是 FPGA 中基礎(chǔ)的邏輯單元,堪稱 FPGA 的 “細(xì)胞”。它主要由查找表(LUT)和觸發(fā)器(Flip - Flop)組成。查找表能夠?qū)崿F(xiàn)諸如與、或、非、異或等各種邏輯運算,它就像是一個預(yù)先存儲了各種邏輯結(jié)果的 “字典”,通過輸入不同的信號組合,快速查找并輸出對應(yīng)的邏輯運算結(jié)果。而觸發(fā)器則用于存儲邏輯電路中的狀態(tài)信息,例如在寄存器、計數(shù)器等電路中,觸發(fā)器能夠穩(wěn)定地保存數(shù)據(jù)的狀態(tài)。眾多 CLB 相互協(xié)作,按照電路信號編碼程序的規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化編程,從而實現(xiàn) FPGA 中數(shù)據(jù)的有序處理流程河南嵌入式FPGA
常州米聯(lián)客信息科技有限公司,作為行業(yè)內(nèi)的佼佼者,自成立以來便專注于為中國工程師提供技術(shù)基座生態(tài)支持。公司成立于2017年,經(jīng)過多年的拼搏與發(fā)展,在業(yè)界樹立了良好的聲譽(yù)。米聯(lián)客擁有強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)實力,是專業(yè)的FPGA和SOC硬件模塊及軟件生態(tài)解決方案提供商。在硬件方面,公司產(chǎn)品線豐富,涵蓋了國際的AMD、ALTERA品牌產(chǎn)品,以及國內(nèi)的安路FPGA、龍芯中科、瑞芯微等品牌產(chǎn)品。其研發(fā)的核心板模塊,憑借出色的性能和穩(wěn)定性,深受市場青睞。不僅如此,米聯(lián)客還在軟件生態(tài)方面下足功夫,配套的軟件解決方案與硬件完美適配,為客戶提供一站式服務(wù)。公司的產(chǎn)品和解決方案在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在工業(yè)自動化控制中,助力企業(yè)實現(xiàn)智能化生產(chǎn);在機(jī)器視覺領(lǐng)域,能夠精細(xì)識別目標(biāo),為相關(guān)設(shè)備提供“視覺”支持;在先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備中,保障設(shè)備的高效運行和精細(xì)檢測;在電力設(shè)備、儀器儀表、數(shù)據(jù)通信、人工智能及汽車電子等領(lǐng)域,也都發(fā)揮著重要作用,推動各行業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展,為產(chǎn)業(yè)升級貢獻(xiàn)力量。