FPGA 的發展可追溯到 20 世紀 80 年代初。1985 年,賽靈思公司(Xilinx)推出 FPGA 器件 XC2064,開啟了 FPGA 的時代。初期的 FPGA 容量小、成本高,但隨著技術的不斷演進,其發展經歷了發明、擴展、積累和系統等多個階段。在擴展階段,新工藝使晶體管數量增加、成本降低、尺寸增大;積累階段,FPGA 在數據通信等領域占據市場,廠商通過開發軟邏輯庫等應對市場增長;進入系統時代,FPGA 整合了系統模塊和控制功能。如今,FPGA 已廣泛應用于眾多領域,從通信到人工智能,從工業控制到消費電子,不斷推動著各行業的技術進步。設計好的FPGA邏輯電路可以在不同的項目中重復使用,降低了開發成本和時間。山西賽靈思FPGA工程師
FPGA 在數據中心的發展進程中扮演著日益重要的角色。當前,數據中心面臨著數據量飛速增長以及對計算能力和能效要求不斷提升的雙重挑戰。FPGA 的并行計算能力使其成為數據中心提升計算效率的得力助手。例如在 AI 推理加速方面,FPGA 能夠快速處理深度學習模型的推理任務。以微軟在其數據中心的應用為例,通過使用 FPGA 加速 Bing 搜索引擎的 AI 推理,提高了搜索結果的生成速度,為用戶帶來更快捷的搜索體驗。在存儲加速領域,FPGA 可實現高速數據壓縮和解壓縮,提升存儲系統的讀寫性能,減少數據存儲和傳輸所需的帶寬,降低運營成本,助力數據中心高效、節能地運行 。遼寧工控板FPGA學習視頻一款好的 FPGA 為電子設計帶來無限可能。
FPGA在軌道交通信號處理與列車控制中的定制化應用軌道交通對信號處理的可靠性與實時性要求極高,我們基于FPGA開發軌道交通信號處理系統。在信號接收端,FPGA實現對軌道電路信號、應答器信號的實時解調與分析,每秒處理信號數據量達100萬條,可快速檢測軌道占用狀態與列車位置信息。在列車控制方面,采用安全苛求設計理念,將列車運行控制算法固化到FPGA硬件中,實現列車速度調節、區間閉塞等功能,控制精度達到±1km/h,確保列車安全、準點運行。在某地鐵線路的應用中,該系統使列車運行間隔縮短至90秒,運力提升30%。此外,系統還具備故障安全機制,當檢測到信號異常時,FPGA可在100毫秒內觸發緊急制動,保障乘客生命安全與軌道交通運營安全。
FPGA的開發流程涵蓋多個關鍵環節,每個環節都對終設計的成功至關重要。首先是設計輸入階段,開發者可以采用硬件描述語言(HDL)編寫代碼,詳細描述電路的功能和行為;也可以使用圖形化設計工具,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代碼或原理圖轉換為門級網表,映射到FPGA的邏輯資源上。然后進入實現階段,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,確保信號傳輸的準確性和時序要求。在設計實現后,通過模擬輸入信號,驗證設計的邏輯正確性和時序合規性。將生成的配置文件下載到FPGA芯片中進行硬件調試,通過邏輯分析儀等工具觀察內部信號,進一步優化設計。整個開發流程需要開發者具備扎實的數字電路知識、熟練的編程技能以及豐富的調試經驗。通過改變FPGA內部的配置,用戶可以快速地實現新的算法或硬件設計,而無需改變物理硬件。
FPGA 的基本結構 - 可編程邏輯單元(CLB):可編程邏輯單元(CLB)是 FPGA 中基礎的邏輯單元,堪稱 FPGA 的 “細胞”。它主要由查找表(LUT)和觸發器(Flip - Flop)組成。查找表能夠實現諸如與、或、非、異或等各種邏輯運算,它就像是一個預先存儲了各種邏輯結果的 “字典”,通過輸入不同的信號組合,快速查找并輸出對應的邏輯運算結果。而觸發器則用于存儲邏輯電路中的狀態信息,例如在寄存器、計數器等電路中,觸發器能夠穩定地保存數據的狀態。眾多 CLB 相互協作,按照電路信號編碼程序的規則進行優化編程,從而實現 FPGA 中數據的有序處理流程FPGA 能夠高速處理圖像和視頻數據,實現圖像識別、視頻壓縮和解碼等功能。安徽核心板FPGA平臺
用戶可通過程序指定FPGA實現某一特定數字電路。山西賽靈思FPGA工程師
FPGA 在通信領域的應用 - 網絡設備:在網絡設備領域,如路由器和交換機中,FPGA 同樣扮演著關鍵角色。隨著網絡流量的不斷增長和網絡應用的日益復雜,對網絡設備的數據包處理能力、流量管理和網絡安全性能提出了更高要求。FPGA 用于數據包處理,能夠快速地對數據包進行分類、轉發和過濾,提高網絡設備的數據傳輸效率。在流量管理方面,它可以實時監測網絡流量,根據預設的策略進行流量調度和擁塞控制,保障網絡的穩定運行。在網絡安全方面,FPGA 能夠實現深度包檢測(DPI),對數據包的內容進行分析,識別并阻止惡意流量,保護網絡免受攻擊。思科(Cisco)等公司在路由器中使用 FPGA 來實現這些功能,滿足了現代網絡對高性能、高安全性的需求。山西賽靈思FPGA工程師
常州米聯客信息科技有限公司于2017年5月11日正式成立,自成立之日起,便以推動FPGA和SOC技術的廣泛應用為己任,不斷探索創新。公司具備強大的技術研發實力,在硬件研發方面,擁有豐富的產品線,涵蓋國際大廠品牌AMD、ALTERA,以及國內的安路FPGA、龍芯中科、瑞芯微等,為客戶提供了多元化的選擇。公司研發的核心板模塊,經過精心設計和嚴格測試,具有出色的性能和穩定性。在軟件生態方面,米聯客同樣投入大量精力,研發出配套的軟件解決方案,與硬件模塊完美結合,為客戶提供一站式服務。在實際應用中,米聯客的產品和方案在科研驗證方面,為科研工作提供了可靠的技術平臺,加速科研成果轉化;在工業自動化領域,優化生產流程,提升企業競爭力;在儀表儀器行業,提高了儀器的測量精度和可靠性;在醫療產品中,為醫療設備的創新提供技術支持,提升醫療服務水平;在機器視覺和自動駕駛領域,通過精細的數據處理,推動相關技術不斷發展。米聯客正憑借其專業的技術和質量的產品,在各行業中發揮著重要作用。