FPGA在無人機集群協(xié)同控制中的定制化開發(fā)無人機集群作業(yè)對實時性、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定制項目中,我們構(gòu)建了無人機集群協(xié)同控制系統(tǒng)。通過在FPGA中設(shè)計的通信協(xié)議處理模塊,實現(xiàn)無人機間的低延遲數(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,利用FPGA的并行計算能力,實時處理多架無人機的位置、姿態(tài)和任務(wù)指令數(shù)據(jù),支持上百架無人機的集群規(guī)模。在協(xié)同算法實現(xiàn)上,將一致性算法、編隊控制算法等部署到FPGA硬件邏輯中。例如,在模擬物流配送任務(wù)時,無人機集群能根據(jù)動態(tài)環(huán)境變化,快速調(diào)整編隊陣型,繞過障礙物,精細抵達目標地點。此外,針對無人機易受電磁干擾的問題,在FPGA中集成自適應(yīng)抗干擾算法,當檢測到干擾信號時,自動切換通信頻段和編碼方式,在強電磁干擾環(huán)境下,數(shù)據(jù)傳輸成功率仍能保持在90%以上,極大提升了無人機集群作業(yè)的可靠性與穩(wěn)定性。 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。安徽嵌入式FPGA加速卡
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),實現(xiàn)了解碼加速,在處理4K視頻時,解碼幀率可達60fps,且功耗較CPU方案降低了70%。在目標檢測方面,采用輕量化的YOLOv5算法,通過FPGA并行計算優(yōu)化,在1080p分辨率下,檢測速度達到120fps,可實時識別行人、車輛等目標。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。當檢測到異常行為時,可在200ms內(nèi)觸發(fā)報警,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,可快速定位目標行為發(fā)生的時間節(jié)點,為安防事件調(diào)查提供了有力支持。 深圳ZYNQFPGA解決方案在通信系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和處理。
FPGA 的發(fā)展歷程 - 發(fā)明階段:FPGA 的發(fā)展可追溯到 20 世紀 80 年代初,在 1984 - 1992 年的發(fā)明階段,1985 年賽靈思公司(Xilinx)推出 FPGA 器件 XC2064,這款器件具有開創(chuàng)性意義,卻面臨諸多難題。它包含 64 個邏輯模塊,每個模塊由兩個 3 輸入查找表和一個寄存器組成,容量較小。但其晶片尺寸非常大,甚至超過當時的微處理器,并且采用的工藝技術(shù)制造難度大。該器件有 64 個觸發(fā)器,成本卻高達數(shù)百美元。由于產(chǎn)量對大晶片呈超線性關(guān)系,晶片尺寸增加 5% 成本便會翻倍,這使得初期賽靈思面臨無產(chǎn)品可賣的困境,但它的出現(xiàn)開啟了 FPGA 發(fā)展的大門。
FPGA驅(qū)動的工業(yè)CT圖像重建加速系統(tǒng)工業(yè)CT(計算機斷層掃描)技術(shù)對圖像重建速度和精度要求極高。我們基于FPGA開發(fā)了工業(yè)CT圖像重建加速系統(tǒng),針對濾波反投影(FBP)、迭代重建(SIRT)等算法,利用FPGA的并行計算和流水線技術(shù)進行硬件加速。在處理1024×1024像素的CT數(shù)據(jù)時,F(xiàn)PGA的重建速度比CPU快20倍,單幅圖像重建時間從5分鐘縮短至15秒。在圖像質(zhì)量優(yōu)化上,系統(tǒng)采用自適應(yīng)濾波算法,F(xiàn)PGA根據(jù)CT數(shù)據(jù)的噪聲特性動態(tài)調(diào)整濾波參數(shù),有效抑制偽影,提高圖像清晰度。在檢測汽車發(fā)動機缸體等復(fù)雜工件時,重建圖像的細節(jié)分辨率達到,缺陷檢測準確率提升至98%。此外,通過FPGA的可重構(gòu)特性,系統(tǒng)支持不同掃描參數(shù)和重建算法的快速切換,滿足航空航天、機械制造等多行業(yè)的檢測需求,大幅提升工業(yè)CT設(shè)備的檢測效率和可靠性。 FPGA 的低功耗特性適用于多種便攜式設(shè)備。
FPGA 在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用 - 自動化控制:工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)崟r性和可靠性有著嚴苛的要求,F(xiàn)PGA 在自動化控制方面展現(xiàn)出了強大的優(yōu)勢。在工業(yè)自動化生產(chǎn)線上,F(xiàn)PGA 可用于可編程邏輯控制器(PLC)和機器人控制,如伺服電機控制。以西門子(Siemens)的工業(yè)自動化系統(tǒng)為例,其中的 FPGA 能夠?qū)崿F(xiàn)高速、精確的運動控制。它可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和傳感器反饋的信號,快速地計算出電機的控制參數(shù),實現(xiàn)電機的精細定位和速度調(diào)節(jié)。在復(fù)雜的自動化生產(chǎn)線中,多個 FPGA 協(xié)同工作,能夠?qū)崿F(xiàn)對各種設(shè)備的協(xié)調(diào)控制,確保生產(chǎn)過程的高效、穩(wěn)定運行,提高工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平和生產(chǎn)效率。FPGA 的可重構(gòu)性讓設(shè)計更具適應(yīng)性,隨時應(yīng)對需求變化。廣東開發(fā)板FPGA模塊
FPGA 的編程工具不斷更新,提高開發(fā)效率。安徽嵌入式FPGA加速卡
在通信領(lǐng)域,F(xiàn)PGA占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著5G技術(shù)的發(fā)展,通信系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理能力和靈活性的要求達到了前所未有的高度。FPGA憑借其并行處理特性,能夠處理5G基站中的基帶信號處理任務(wù)。在物理層,F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)信道編碼、調(diào)制解調(diào)、濾波等功能。以5G的OFDMA(正交頻分多址)技術(shù)為例,F(xiàn)PGA能夠并行處理多個子載波上的數(shù)據(jù),完成傅里葉變換(FFT)和逆傅里葉變換(IFFT)運算,確保信號的傳輸。同時,F(xiàn)PGA的可重構(gòu)性使其能夠適應(yīng)不同通信標準和協(xié)議的變化。無論是4G、5G還是未來的6G,只需更新FPGA的配置文件,即可實現(xiàn)對新協(xié)議的支持,避免了硬件的重復(fù)開發(fā),為通信設(shè)備的升級和演進提供了便捷途徑。此外,在衛(wèi)星通信、光通信等領(lǐng)域,F(xiàn)PGA也被廣泛應(yīng)用于信號處理和協(xié)議轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。 安徽嵌入式FPGA加速卡
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。米聯(lián)客擁有強大的技術(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);在機器視覺領(lǐng)域,能夠精細識別目標,為相關(guān)設(shè)備提供“視覺”支持;在先進醫(yī)療設(shè)備中,保障設(shè)備的高效運行和精細檢測;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)升級貢獻力量。