上海節(jié)能FPGA定制項(xiàng)目

    在現(xiàn)代FPGA定制項(xiàng)目中，硬件與軟件協(xié)同設(shè)計(jì)已成為趨勢(shì)，能充分發(fā)揮FPGA的硬件并行處理優(yōu)勢(shì)和軟件的靈活性。以一個(gè)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的FPGA定制項(xiàng)目為例，硬件部分利用FPGA的高速并行處理能力，完成視頻圖像的采集、預(yù)處理以及一些基本的特征提取功能，如邊緣檢測(cè)、目標(biāo)分割等。軟件部分則運(yùn)行在與之相連的嵌入式處理器上，負(fù)責(zé)對(duì)硬件處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析、識(shí)別，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的管理、用戶交互等功能。在協(xié)同設(shè)計(jì)過程中，需要精心定義硬件與軟件之間的接口規(guī)范，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確地在兩者之間傳輸。同時(shí)，開發(fā)人員要緊密協(xié)作，硬件工程師在設(shè)計(jì)硬件模塊時(shí)需考慮軟件對(duì)硬件資源的訪問方式需求；軟件工程師則要根據(jù)硬件提供的功能接口，編寫應(yīng)用程序。通過這種協(xié)同設(shè)計(jì)方式，既能提高系統(tǒng)整體性能，又能縮短開發(fā)周期，滿足智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和功能多樣性的要求，為用戶提供更質(zhì)量的產(chǎn)品體驗(yàn)。 智能交通的 FPGA 定制，動(dòng)態(tài)優(yōu)化信號(hào)燈，緩解城市交通擁堵。上海節(jié)能FPGA定制項(xiàng)目

    UCB-BARFPGA-Zynq項(xiàng)目的定制化拓展應(yīng)用UCB-BARFPGA-Zynq項(xiàng)目為我們的定制化開發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)。該項(xiàng)目基于Xilinx的ZynqSoC，集成了軟件可編程性與硬件并行處理能力。在我們的定制項(xiàng)目中，對(duì)其進(jìn)行了深度拓展應(yīng)用。在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，利用ZynqSoC中ARMCortex-A9雙核處理器和可編程邏輯（PL）的協(xié)同工作能力，對(duì)系統(tǒng)的性能和功耗進(jìn)行優(yōu)化。例如，在一個(gè)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)采集和初步處理的任務(wù)交給PL部分，利用其并行處理優(yōu)勢(shì)獲取數(shù)據(jù)；而將數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)以及與上位機(jī)的通信任務(wù)交給ARM處理器，通過合理的任務(wù)分配，系統(tǒng)的整體響應(yīng)速度提高了50%，同時(shí)功耗降低了30%。在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)方面，通過在FPGA的PL部分構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件，加速數(shù)據(jù)處理速度。以圖像識(shí)別任務(wù)為例，定制的FPGA模塊能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和分類，與傳統(tǒng)的CPU處理方式相比，處理速度提升了10倍以上，提高了圖像識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，為相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的硬件支持。 安路FPGA定制項(xiàng)目設(shè)計(jì)構(gòu)建基于 FPGA 的無線通信信號(hào)調(diào)制解調(diào)模塊，保障通信穩(wěn)定。

    在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的背景下，F(xiàn)PGA定制項(xiàng)目在數(shù)據(jù)處理方面發(fā)揮著重要作用。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在大量傳感器，會(huì)產(chǎn)生海量、多樣且實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)。在一個(gè)大型工廠的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)FPGA定制項(xiàng)目中，首先通過高速數(shù)據(jù)采集模塊，利用FPGA的并行采集能力，獲取來自溫度、壓力、濕度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等各類傳感器的數(shù)據(jù)。接著，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如數(shù)據(jù)去噪、格式轉(zhuǎn)換等，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，如數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、閾值判斷等，可直接在FPGA內(nèi)部的邏輯單元中并行處理，得出初步結(jié)果。對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，如數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)性維護(hù)算法等，則將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)通過高速通信接口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或云端服務(wù)器進(jìn)行處理。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，利用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的打包、加密以及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，確保數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定傳輸。同時(shí)，為滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，合理分配FPGA資源，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理流程，采用流水線設(shè)計(jì)等技術(shù)，減少數(shù)據(jù)處理延遲，使工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)做出決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的精細(xì)監(jiān)控和管理。

    FPGA定制的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目：隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和水質(zhì)安全的關(guān)注度不斷提高，準(zhǔn)確、及時(shí)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。我們基于FPGA定制的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)，通過多種傳感器實(shí)時(shí)采集水質(zhì)參數(shù)，如酸堿度（pH值）、溶解氧、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮含量等。FPGA對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，與預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)。一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)超出正常范圍，系統(tǒng)立即發(fā)出預(yù)警信息，通知相關(guān)部門采取措施。同時(shí)，系統(tǒng)可通過無線通信模塊將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)控中心，便于管理人員隨時(shí)掌握水質(zhì)變化情況。該系統(tǒng)具有監(jiān)測(cè)參數(shù)、響應(yīng)速度快、可靠性高的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于河流、湖泊、飲用水源地等水質(zhì)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，為水資源安全提供有力支持。 FPGA 驅(qū)動(dòng)的多通道數(shù)據(jù)采集卡，同時(shí)采集多路數(shù)據(jù)。

    隨著電信行業(yè)向開放式無線接入網(wǎng)絡(luò)（ORAN）架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，對(duì)設(shè)備的靈活性和安全性提出了更高要求。在我們的FPGA定制項(xiàng)目中，為ORAN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了**處理模塊。首先，利用FPGA可編程的特性，對(duì)基帶功能和射頻前端（RFFE）之間的數(shù)據(jù)和控制接口進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。通過精心編寫Verilog代碼，優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸路徑，減少了信號(hào)延遲，在實(shí)際測(cè)試中，數(shù)據(jù)傳輸延遲降低了20%，有效提升了信號(hào)處理效率。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，鑒于監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)ORAN網(wǎng)絡(luò)安全的嚴(yán)格要求，我們?cè)贔PGA中集成了可信根（RoT）功能。實(shí)現(xiàn)了包括加密、以及安全密鑰分配和管理等基本加密操作，同時(shí)作為傳統(tǒng)系統(tǒng)的加密橋接器，保障了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。例如，在5GRRC密鑰交換過程中，采用FPGA的加密機(jī)制，有效抵御了潛在的量子計(jì)算威脅，確保了密鑰交換的安全性，經(jīng)模擬攻擊測(cè)試，成功抵御了99%以上的惡意攻擊嘗試。此外，在精確時(shí)間同步方面，通過FPGA實(shí)現(xiàn)安全的IEEE1588v2。利用FPGA豐富的硬件資源，集成網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步器（DPLL）、Stratum3EOCXO和GNSS定時(shí)模塊等關(guān)鍵組件，確保了整個(gè)ORAN網(wǎng)絡(luò)的精確同步，為5G環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸、切換以及無線單元和分布式單元之間的協(xié)調(diào)提供了穩(wěn)定的時(shí)間基準(zhǔn)，提升了網(wǎng)絡(luò)的整體性能。 設(shè)計(jì) FPGA 的太陽(yáng)能充電控制器，高效管理太陽(yáng)能充電。安徽開發(fā)板FPGA定制項(xiàng)目

樓宇自動(dòng)化的 FPGA 定制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中智能管理。上海節(jié)能FPGA定制項(xiàng)目

    汽車的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）對(duì)行車安全至關(guān)重要，而FPGA在其中發(fā)揮作用。在本次定制項(xiàng)目中，我們?yōu)槠嚨淖赃m應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)定制FPGA解決方案。通過在FPGA中精心設(shè)計(jì)算法，使其能夠高效處理來自毫米波雷達(dá)和攝像頭的傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)車輛行駛時(shí)，F(xiàn)PGA實(shí)時(shí)分析雷達(dá)探測(cè)到的前方車輛距離、速度等信息，以及攝像頭捕捉到的道路環(huán)境圖像，精確計(jì)算出車輛應(yīng)保持的安全車距和行駛速度，并及時(shí)向車輛控制系統(tǒng)發(fā)送指令。在實(shí)際道路測(cè)試中，搭載我們定制FPGA模塊的車輛，在自適應(yīng)巡航過程中對(duì)前車速度變化的響應(yīng)時(shí)間縮短至，有效提升了自適應(yīng)巡航的安全性和穩(wěn)定性，為駕駛員提供了更可靠的駕駛輔助。 上海節(jié)能FPGA定制項(xiàng)目