在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,隨著高清、超高清視頻的普及,對(duì)視頻數(shù)據(jù)處理的速度和穩(wěn)定性提出了巨大挑戰(zhàn)。FPGA 憑借其并行運(yùn)算模式,在該領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在圖像采集環(huán)節(jié),F(xiàn)PGA 能夠高效地完成圖像采集算法,快速獲取高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸方面,通過(guò)實(shí)現(xiàn) UDP 協(xié)議傳輸?shù)裙δ苣K設(shè)計(jì),能夠?qū)⒉杉降拇罅恳曨l數(shù)據(jù)以高速、穩(wěn)定的方式傳輸?shù)胶蠖颂幚碓O(shè)備。特別是在萬(wàn)兆以太網(wǎng)絡(luò)攝像頭中應(yīng)用 FPGA,可大幅提升數(shù)據(jù)處理速度,滿足安防監(jiān)控中對(duì)高帶寬、高幀率視頻數(shù)據(jù)傳輸和處理的嚴(yán)格需求,有效提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性,為守護(hù)公共安全提供強(qiáng)大技術(shù)支撐 。FPGA 可以在不同的時(shí)間或根據(jù)需要被重新配置為不同的電路,以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。浙江ZYNQFPGA入門
在汽車電子領(lǐng)域,隨著汽車智能化程度的不斷提高,對(duì)電子系統(tǒng)的性能和可靠性要求也越來(lái)越高。FPGA 在汽車電子系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。在汽車網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可用于實(shí)現(xiàn)不同車載網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。汽車內(nèi)部存在多種網(wǎng)絡(luò),如 CAN(控制器局域網(wǎng))、LIN(本地互連網(wǎng)絡(luò))等,F(xiàn)PGA 能夠快速、準(zhǔn)確地處理不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交互,保障車輛各個(gè)電子模塊之間的信息流暢傳遞。在駕駛員輔助系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可用于處理傳感器數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛周圍環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,為駕駛員提供預(yù)警信息,提升駕駛安全性。例如在自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 能夠根據(jù)雷達(dá)傳感器的數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)調(diào)整車速,保持與前車的安全距離 。安徽安路FPGA交流現(xiàn)場(chǎng)可編輯邏輯門陣列(FPGA)。
FPGA的編程過(guò)程是實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工程師首先使用硬件描述語(yǔ)言(HDL)編寫設(shè)計(jì)代碼,詳細(xì)描述所期望的數(shù)字電路功能。這些代碼類似于軟件編程中的源代碼,但它描述的是硬件電路的行為和結(jié)構(gòu)。接著,利用綜合工具對(duì)HDL代碼進(jìn)行處理,將其轉(zhuǎn)換為門級(jí)網(wǎng)表,這一過(guò)程將高級(jí)的設(shè)計(jì)描述細(xì)化為具體的邏輯門和觸發(fā)器的組合。隨后,通過(guò)布局布線工具,將門級(jí)網(wǎng)表映射到FPGA芯片的實(shí)際物理資源上,包括邏輯塊、互連和I/O塊等。在這個(gè)過(guò)程中,需要考慮諸多因素,如芯片的性能、功耗、面積等限制,以實(shí)現(xiàn)比較好的設(shè)計(jì)。生成比特流文件,該文件包含了配置FPGA的詳細(xì)信息,通過(guò)下載比特流文件到FPGA芯片,即可完成編程,使其實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。
FPGA驅(qū)動(dòng)的智能安防視頻行為分析系統(tǒng)智能安防對(duì)視頻監(jiān)控的智能化要求不斷提升,我們基于FPGA開(kāi)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(cè)方面,采用輕量化的YOLOv5算法,通過(guò)FPGA并行計(jì)算優(yōu)化,在1080p分辨率下,檢測(cè)速度達(dá)到120fps,可實(shí)時(shí)識(shí)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(cè)、異常徘徊、入侵檢測(cè)等多種算法。當(dāng)檢測(cè)到異常行為時(shí),可在200ms內(nèi)觸發(fā)報(bào)警,并通過(guò)短信、郵件等方式通知管理人員。在某大型商場(chǎng)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(guò)特征提取與比對(duì),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。 在通信系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和處理。
FPGA 的基本結(jié)構(gòu)精巧而復(fù)雜,由多個(gè)關(guān)鍵部分協(xié)同構(gòu)成。可編程邏輯單元(CLB)作為重要部分,由查找表(LUT)和觸發(fā)器組成。LUT 能夠?qū)崿F(xiàn)各種組合邏輯運(yùn)算,如同一個(gè)靈活的邏輯運(yùn)算器,根據(jù)輸入信號(hào)生成相應(yīng)的輸出結(jié)果。觸發(fā)器則用于存儲(chǔ)電路的狀態(tài)信息,確保時(shí)序邏輯的正確執(zhí)行。輸入輸出塊(IOB)負(fù)責(zé) FPGA 芯片與外部電路的連接,支持多種電氣標(biāo)準(zhǔn),能夠適配不同類型的外部設(shè)備,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效交互。塊隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器模塊(BRAM)可用于存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù),并支持高速讀寫操作,為數(shù)據(jù)處理提供了快速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取支持。時(shí)鐘管理模塊(CMM)則負(fù)責(zé)管理芯片內(nèi)部的時(shí)鐘信號(hào),保障整個(gè) FPGA 系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地運(yùn)行 。借助 FPGA 的并行處理,可提高算法執(zhí)行速度。遼寧賽靈思FPGA模塊
FPGA可以同時(shí)提供強(qiáng)大的計(jì)算能力和足夠的靈活性。浙江ZYNQFPGA入門
FPGA 的高性能特點(diǎn) - 低延遲處理:除了并行處理能力,F(xiàn)PGA 在低延遲處理方面也表現(xiàn)出色。由于 FPGA 是硬件級(jí)別的可編程器件,其硬件結(jié)構(gòu)直接執(zhí)行設(shè)計(jì)的邏輯,沒(méi)有操作系統(tǒng)調(diào)度等軟件層面的開(kāi)銷。在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,信號(hào)能夠快速地在邏輯單元之間傳輸和處理,延遲可低至納秒級(jí)。例如在金融交易系統(tǒng)中,對(duì)市場(chǎng)數(shù)據(jù)的快速響應(yīng)至關(guān)重要,F(xiàn)PGA 能夠以極低的延遲處理交易數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)快速的交易決策和執(zhí)行。在工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)景中,低延遲可以確保系統(tǒng)對(duì)外部信號(hào)的快速響應(yīng),提高生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,這種低延遲特性使得 FPGA 在對(duì)響應(yīng)速度要求苛刻的應(yīng)用中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。浙江ZYNQFPGA入門
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(lái)便專注于為中國(guó)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(guò)多年的拼搏與發(fā)展,在業(yè)界樹(shù)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(shí)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(guó)際的AMD、ALTERA品牌產(chǎn)品,以及國(guó)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(chǎng)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(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在工業(yè)自動(dòng)化控制中,助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn);在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域,能夠精細(xì)識(shí)別目標(biāo),為相關(guān)設(shè)備提供“視覺(jué)”支持;在先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備中,保障設(shè)備的高效運(yùn)行和精細(xì)檢測(cè);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(dòng)各行業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展,為產(chǎn)業(yè)升級(jí)貢獻(xiàn)力量。