FPGA在軌道交通信號(hào)處理與列車(chē)控制中的定制化應(yīng)用軌道交通對(duì)信號(hào)處理的可靠性與實(shí)時(shí)性要求極高,我們基于FPGA開(kāi)發(fā)軌道交通信號(hào)處理系統(tǒng)。在信號(hào)接收端,F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道電路信號(hào)、應(yīng)答器信號(hào)的實(shí)時(shí)解調(diào)與分析,每秒處理信號(hào)數(shù)據(jù)量達(dá)100萬(wàn)條,可快速檢測(cè)軌道占用狀態(tài)與列車(chē)位置信息。在列車(chē)控制方面,采用安全苛求設(shè)計(jì)理念,將列車(chē)運(yùn)行控制算法固化到FPGA硬件中,實(shí)現(xiàn)列車(chē)速度調(diào)節(jié)、區(qū)間閉塞等功能,控制精度達(dá)到±1km/h,確保列車(chē)安全、準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行。在某地鐵線路的應(yīng)用中,該系統(tǒng)使列車(chē)運(yùn)行間隔縮短至90秒,運(yùn)力提升30%。此外,系統(tǒng)還具備故障安全機(jī)制,當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)異常時(shí),F(xiàn)PGA可在100毫秒內(nèi)觸發(fā)緊急制動(dòng),保障乘客生命安全與軌道交通運(yùn)營(yíng)安全。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。河北使用FPGA代碼
米聯(lián)客基于安路芯片的工控板卡:米聯(lián)客與安路深度合作,推出多款基于安路芯片的工控板卡。安路 FPGA 芯片具備高性?xún)r(jià)比,邏輯單元多、高速串行 I/O 豐富、存儲(chǔ)資源與 IP 資源充足。米聯(lián)客通過(guò)優(yōu)化硬件架構(gòu)與實(shí)時(shí)性算法,讓這些板卡在高速數(shù)據(jù)采集、多軸運(yùn)動(dòng)控制等工業(yè)場(chǎng)景中表現(xiàn)出色。例如 MLK-H1-CK201-PH1A400 開(kāi)發(fā)板 | 核心板,采用鳳凰 - PH1A 系列高性能大容量 FPGA,滿足對(duì)性能有嚴(yán)苛要求的客戶(hù);MLK-F201-PH1A90 開(kāi)發(fā)板 | 核心板,則憑借鳳凰 - PH1A 系列高性?xún)r(jià)比 FPGA,為追求低成本高效益的項(xiàng)目提供理想方案,推動(dòng)工業(yè)控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化自主創(chuàng)新。安徽專(zhuān)注FPGA基礎(chǔ)借助 FPGA 的強(qiáng)大功能,可實(shí)現(xiàn)高精度的信號(hào)處理。
FPGA在量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)中的應(yīng)用探索量子密鑰分發(fā)技術(shù)為信息安全提供了解決方案,而FPGA在其中起到關(guān)鍵支撐作用。在本項(xiàng)目中,我們利用FPGA實(shí)現(xiàn)QKD系統(tǒng)的信號(hào)處理與密鑰協(xié)商功能。在量子信號(hào)接收端,F(xiàn)PGA對(duì)單光子探測(cè)器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行高速采集和分析,通過(guò)定制的閾值檢測(cè)算法,準(zhǔn)確識(shí)別光子的有無(wú),探測(cè)效率提升至95%。在密鑰協(xié)商階段,采用糾錯(cuò)碼和隱私放大算法,F(xiàn)PGA并行處理大量原始密鑰數(shù)據(jù),去除誤碼信息。實(shí)驗(yàn)顯示,系統(tǒng)在100公里光纖傳輸距離下,每秒可生成100kb的安全密鑰,密鑰誤碼率低于。此外,為適應(yīng)不同的QKD協(xié)議(如BB84、B92),F(xiàn)PGA的可重構(gòu)特性使其能夠快速切換硬件邏輯,支持協(xié)議升級(jí)與優(yōu)化。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用,為金融等領(lǐng)域的高安全通信提供了可靠的量子密鑰保障。
FPGA在數(shù)字圖書(shū)館海量數(shù)據(jù)檢索與管理中的應(yīng)用數(shù)字圖書(shū)館的數(shù)據(jù)規(guī)模龐大,傳統(tǒng)檢索系統(tǒng)難以滿足查詢(xún)需求。我們基于FPGA開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)檢索與管理系統(tǒng),通過(guò)構(gòu)建并行索引結(jié)構(gòu),將圖書(shū)元數(shù)據(jù)、全文內(nèi)容等存儲(chǔ)在FPGA的片上存儲(chǔ)器與外部存儲(chǔ)設(shè)備中。利用FPGA的并行計(jì)算能力,在處理百萬(wàn)級(jí)圖書(shū)數(shù)據(jù)時(shí),關(guān)鍵詞檢索響應(yīng)時(shí)間小于500毫秒,較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)速度提升10倍。在數(shù)據(jù)管理方面,系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮與加密功能,將圖書(shū)數(shù)據(jù)壓縮至原始大小的1/5,同時(shí)采用AES-256加密算法數(shù)據(jù)安全。此外,通過(guò)FPGA的可重構(gòu)特性,可適配不同類(lèi)型的數(shù)字資源格式,為圖書(shū)館用戶(hù)提供安全的文獻(xiàn)檢索服務(wù),推動(dòng)數(shù)字圖書(shū)館的智能化發(fā)展。 在需要高速數(shù)據(jù)處理的場(chǎng)景中,如金融交易、數(shù)據(jù)加密等,F(xiàn)PGA 提供了比傳統(tǒng)處理器更高的性能。
FPGA 的靈活性?xún)?yōu)勢(shì) - 功能重構(gòu):FPGA 比較大的優(yōu)勢(shì)之一便是其極高的靈活性,其重構(gòu)是靈活性的重要體現(xiàn)。與 ASIC 不同,ASIC 一旦制造完成,功能就固定下來(lái),難以更改。而 FPGA 在運(yùn)行時(shí)可以重新編程,通過(guò)更改 FPGA 芯片上的比特流文件,就能實(shí)現(xiàn)不同的電路功能。這意味著在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中,用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際需求的變化,隨時(shí)對(duì) FPGA 進(jìn)行功能調(diào)整和升級(jí)。例如在通信設(shè)備中,隨著通信協(xié)議的更新?lián)Q代,只需要重新加載新的比特流文件,F(xiàn)PGA 就能支持新的協(xié)議,而無(wú)需更換硬件,降低了產(chǎn)品的維護(hù)成本和升級(jí)難度,提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力。在通信基站中,F(xiàn)PGA 實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理功能。安路FPGA解決方案
在嵌入式系統(tǒng)中,F(xiàn)PGA 可提供高效的硬件加速。河北使用FPGA代碼
FPGA 的出現(xiàn)為數(shù)字電路設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大變化。在過(guò)去,定制數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程復(fù)雜且成本高昂,需要投入大量的時(shí)間和資金。而 FPGA 的靈活性和可重構(gòu)性改變了這一局面。它使得工程師能夠在不進(jìn)行復(fù)雜的芯片制造流程的情況下,快速實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字電路功能。對(duì)于小型研發(fā)團(tuán)隊(duì)或創(chuàng)新型企業(yè)來(lái)說(shuō),F(xiàn)PGA 提供了一個(gè)低成本、高靈活性的研發(fā)平臺(tái)。在產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)階段,工程師可以利用 FPGA 快速驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路,通過(guò)不斷調(diào)整編程數(shù)據(jù),優(yōu)化電路功能。當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入量產(chǎn)階段,如果需求發(fā)生變化,也能夠通過(guò)重新編程 FPGA 輕松應(yīng)對(duì),降低了產(chǎn)品研發(fā)和迭代的風(fēng)險(xiǎn)與成本 。河北使用FPGA代碼