FPGA在天文射電望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)處理中的深度應(yīng)用天文射電望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大,傳統(tǒng)處理方式難以滿足實(shí)時(shí)性要求。我們基于FPGA開發(fā)了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),在信號(hào)預(yù)處理階段,設(shè)計(jì)了多通道數(shù)字波束形成模塊。通過對(duì)多個(gè)天線接收信號(hào)的相位調(diào)整與疊加,有效提升了信號(hào)增益,在觀測(cè)弱射電源時(shí),信噪比提高了15dB。在數(shù)據(jù)降維處理環(huán)節(jié),采用壓縮感知算法結(jié)合FPGA并行計(jì)算架構(gòu),將原始數(shù)據(jù)量壓縮至1/10,同時(shí)保證數(shù)據(jù)有效信息損失低于3%。系統(tǒng)還支持實(shí)時(shí)頻譜分析,可在1秒內(nèi)完成1GHz帶寬信號(hào)的頻譜計(jì)算。在實(shí)際觀測(cè)中,該系統(tǒng)成功捕捉到了毫秒脈沖星的周期性信號(hào),驗(yàn)證了其處理微弱信號(hào)的能力。此外,通過FPGA的遠(yuǎn)程重配置功能,科研人員可根據(jù)不同觀測(cè)目標(biāo)快速調(diào)整處理算法,提升了天文觀測(cè)效率。 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。福建嵌入式FPGA
在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域,盡管近年來英偉達(dá)等公司的芯片在某些方面表現(xiàn)出色,但 FPGA 依然有著獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。在模型推理階段,F(xiàn)PGA 的并行計(jì)算能力能夠快速處理輸入數(shù)據(jù),完成深度學(xué)習(xí)模型的推理任務(wù)。例如百度在其 AI 平臺(tái)中使用 FPGA 來加速圖像識(shí)別和自然語言處理任務(wù),通過對(duì) FPGA 的優(yōu)化配置,能夠在較低的延遲下實(shí)現(xiàn)高效的推理運(yùn)算,為用戶提供實(shí)時(shí)的 AI 服務(wù)。在訓(xùn)練加速方面,雖然 FPGA 不像專門的訓(xùn)練芯片那樣強(qiáng)大,但對(duì)于一些特定的小規(guī)模數(shù)據(jù)集或?qū)τ?xùn)練成本較為敏感的場(chǎng)景,F(xiàn)PGA 可以通過優(yōu)化矩陣運(yùn)算等操作,提升訓(xùn)練效率,降低訓(xùn)練成本,作為一種補(bǔ)充性的計(jì)算資源發(fā)揮作用 。福建嵌入式FPGAFPGA 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與開源硬件和開源軟件的結(jié)合,為電子技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展注入了新的活力。開源硬件社區(qū)如OpenFPGA,提供了大量的FPGA設(shè)計(jì)資源和參考代碼,開發(fā)者可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)和二次開發(fā),降低了開發(fā)門檻和成本。同時(shí),開源軟件工具如Yosys、NextPnR等,為FPGA開發(fā)提供了**且功能強(qiáng)大的替代方案,打破了傳統(tǒng)商業(yè)軟件的壟斷。這種開源生態(tài)促進(jìn)了技術(shù)的共享和交流,使得更多的開發(fā)者能夠參與到FPGA技術(shù)的研究和應(yīng)用中。例如,基于開源的RISC-V架構(gòu),開發(fā)者可以在FPGA上實(shí)現(xiàn)自定義的處理器內(nèi)核,并根據(jù)需求進(jìn)行功能擴(kuò)展和優(yōu)化。開源硬件和軟件的結(jié)合,不僅推動(dòng)了FPGA技術(shù)的普及,也為電子技術(shù)的創(chuàng)新帶來了更多可能性。
FPGA在無人機(jī)集群協(xié)同控制中的定制化開發(fā)無人機(jī)集群作業(yè)對(duì)實(shí)時(shí)性、協(xié)同性和抗干擾能力要求極高,傳統(tǒng)控制方案難以滿足復(fù)雜任務(wù)需求。在該FPGA定制項(xiàng)目中,我們構(gòu)建了無人機(jī)集群協(xié)同控制系統(tǒng)。通過在FPGA中設(shè)計(jì)的通信協(xié)議處理模塊,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)間的低延遲數(shù)據(jù)交互,通信延遲控制在100毫秒以內(nèi),保障集群內(nèi)信息快速同步。同時(shí),利用FPGA的并行計(jì)算能力,實(shí)時(shí)處理多架無人機(jī)的位置、姿態(tài)和任務(wù)指令數(shù)據(jù),支持上百架無人機(jī)的集群規(guī)模。在協(xié)同算法實(shí)現(xiàn)上,將一致性算法、編隊(duì)控制算法等部署到FPGA硬件邏輯中。例如,在模擬物流配送任務(wù)時(shí),無人機(jī)集群能根據(jù)動(dòng)態(tài)環(huán)境變化,快速調(diào)整編隊(duì)陣型,繞過障礙物,精細(xì)抵達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。此外,針對(duì)無人機(jī)易受電磁干擾的問題,在FPGA中集成自適應(yīng)抗干擾算法,當(dāng)檢測(cè)到干擾信號(hào)時(shí),自動(dòng)切換通信頻段和編碼方式,在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下,數(shù)據(jù)傳輸成功率仍能保持在90%以上,極大提升了無人機(jī)集群作業(yè)的可靠性與穩(wěn)定性。 FPGA芯片在制造完成后,其功能并未固定,用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要對(duì)FPGA芯片進(jìn)行功能配置。
米聯(lián)客推出的開源 FPGA 低時(shí)延 ISP 圖像處理方案,聚焦于 FPGA 在圖像處理領(lǐng)域的高效應(yīng)用。該方案依托 MLK-H10-CK203/204 國(guó)產(chǎn)安路 FPGA 開發(fā)板,實(shí)現(xiàn)從 MIPI 接口采集攝像頭數(shù)據(jù),經(jīng) ISP 圖像算法處理后緩存至 DDR,由 HDMI 接口輸出。方案著重低延遲設(shè)計(jì),契合自動(dòng)駕駛、機(jī)器視覺、醫(yī)療內(nèi)窺鏡等對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高的場(chǎng)景。米聯(lián)客不僅詳細(xì)闡述算法原理,還開源所有源碼與教程,助力客戶深入學(xué)習(xí)、靈活應(yīng)用,利用 FPGA 并行處理、可定制化硬件邏輯與低延遲特性,提升圖像處理效率與質(zhì)量。FPGA 的高可靠性和可定制性使其成為工業(yè)控制系統(tǒng)中的理想選擇。山西國(guó)產(chǎn)FPGA學(xué)習(xí)視頻
FPGA是一種硬件可重構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)。福建嵌入式FPGA
FPGA的開發(fā)流程涵蓋多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)終設(shè)計(jì)的成功至關(guān)重要。首先是設(shè)計(jì)輸入階段,開發(fā)者可以采用硬件描述語言(HDL)編寫代碼,詳細(xì)描述電路的功能和行為;也可以使用圖形化設(shè)計(jì)工具,通過原理圖輸入的方式搭建電路模塊。接下來是綜合過程,綜合工具將HDL代碼或原理圖轉(zhuǎn)換為門級(jí)網(wǎng)表,映射到FPGA的邏輯資源上。然后進(jìn)入實(shí)現(xiàn)階段,包括布局布線,即將邏輯單元合理放置在FPGA芯片上,并完成各單元之間的連線,確保信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和時(shí)序要求。在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后,通過模擬輸入信號(hào),驗(yàn)證設(shè)計(jì)的邏輯正確性和時(shí)序合規(guī)性。將生成的配置文件下載到FPGA芯片中進(jìn)行硬件調(diào)試,通過邏輯分析儀等工具觀察內(nèi)部信號(hào),進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。整個(gè)開發(fā)流程需要開發(fā)者具備扎實(shí)的數(shù)字電路知識(shí)、熟練的編程技能以及豐富的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。福建嵌入式FPGA
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。