FPGA 的配置方式多种多样,为其在不同应用场景中的使用提供了便利。多数 FPGA 基于 SRAM(静态随机存取存储器)进行配置,这种方式具有灵活性高的特点。当 FPGA 上电时,配置数据从外部存储设备(如片上非易失性存储器、外部存储器或配置设备)加载到 SRAM 中,从而决定了 FPGA 的逻辑功能和互连方式。这种可随时重新加载配置数据的特性,使得 FPGA 在运行过程中能够根据不同的任务需求进行动态重构。一些 FPGA 还支持 JTAG(联合测试行动小组)接口配置方式,通过该接口,工程师可以方便地对 FPGA 进行编程和调试,实时监测和修改 FPGA 的配置状态,提高开发效率 。FPGA 的编程工具不断更新,提高开发效率。江苏核心板FPGA学习板
FPGA的工作原理蕴含着独特的智慧。在设计阶段,工程师们使用硬件描述语言,如Verilog或VHDL,来描述所期望实现的数字电路功能。这些代码就如同一份详细的建筑蓝图,定义了电路的结构与行为。接着,借助综合工具,代码被转化为门级网表,将高层次的设计描述细化为具体的门电路和触发器组合。在布局布线阶段,门级网表会被精细地映射到FPGA芯片的物理资源上,包括逻辑块、互连和I/O块等。这个过程需要精心规划,以满足性能、功耗和面积等多方面的限制要求生成比特流文件,该文件包含了配置FPGA的关键数据。当FPGA上电时,比特流文件被加载到芯片中,配置其逻辑块和互连,从而让FPGA“变身”为具备特定功能的数字电路,开始执行预定任务。 山东嵌入式FPGA代码FPGA软件设计即是相应的HDL程序以及嵌入式C程序。
FPGA 在工业控制领域的应用 - 实时信号处理:在电力系统等工业场景中,实时信号处理至关重要,FPGA 在这方面发挥着重要作用。电力系统需要实时监测和控制电网状态,以确保电力供应的稳定和安全。FPGA 可以快速处理来自传感器的大量数据,对电网中的电压、电流等信号进行实时分析和处理。例如,它能够快速检测电网故障,如短路、过载等,并及时发出警报和采取相应的保护措施。通过对电网运行数据的实时处理,FPGA 还可以实现对电网的优化调度,提高电力系统的运行效率和可靠性。在其他工业领域,如石油化工、钢铁制造等,FPGA 同样可用于实时监测和处理各种工艺参数,保障生产过程的稳定运行。
FPGA驱动的新能源汽车电池管理系统(BMS)新能源汽车电池管理系统对电池的安全、寿命和性能至关重要。我们基于FPGA开发了高性能的BMS系统,FPGA实时采集电池组的电压、电流、温度等参数,采样频率高达10kHz,确保数据的准确性和实时性。通过安时积分法和卡尔曼滤波算法,精确估算电池的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH),误差控制在±3%以内。在电池均衡控制方面,FPGA采用主动均衡策略,通过控制开关管的通断,将电量高的电池单元能量转移至电量低的单元,使电池组的电压一致性提高了90%,有效延长电池使用寿命。此外,系统还具备过压、过流、过温等多重保护功能,当检测到异常情况时,FPGA在10毫秒内切断电池输出,保障行车安全。在某新能源汽车的实际测试中,采用该BMS系统后,电池续航里程提升了15%,为新能源汽车的发展提供了可靠的技术保障。 FPGA的设计方法包括硬件设计和软件设计两部分。
FPGA 的发展可追溯到 20 世纪 80 年代初。1985 年,赛灵思公司(Xilinx)推出 FPGA 器件 XC2064,开启了 FPGA 的时代。初期的 FPGA 容量小、成本高,但随着技术的不断演进,其发展经历了发明、扩展、积累和系统等多个阶段。在扩展阶段,新工艺使晶体管数量增加、成本降低、尺寸增大;积累阶段,FPGA 在数据通信等领域占据市场,厂商通过开发软逻辑库等应对市场增长;进入系统时代,FPGA 整合了系统模块和控制功能。如今,FPGA 已广泛应用于众多领域,从通信到人工智能,从工业控制到消费电子,不断推动着各行业的技术进步。介绍FPGA之前,就得先说说CPU和显卡(GPU)了。长沙XilinxFPGA模块
与ASIC芯片相比,FPGA的一项重要特点是其可编程特性。江苏核心板FPGA学习板
FPGA在无线传感器网络(WSN)节点优化中的应用无线传感器网络节点面临能量有限、计算资源不足等挑战,我们基于FPGA对WSN节点进行优化设计。在硬件层面,采用低功耗FPGA芯片,通过动态电压频率调节(DVFS)技术,根据节点的工作负载调整供电电压和时钟频率,使节点功耗降低了40%。在数据处理方面,FPGA实现了数据压缩算法,将采集的传感器数据压缩至原始大小的1/3,减少无线传输的数据量,延长网络寿命。在网络协议优化上,FPGA实现了自适应的MAC协议。当节点处于空闲状态时,自动进入休眠模式;在数据传输时,根据信道状态动态调整传输功率和速率。在森林火灾监测等实际应用中,采用优化后的WSN节点,网络生存周期从6个月延长至1年以上,同时保证数据传输的可靠性,为环境监测、工业监控等领域提供无线传感解决方案。 江苏核心板FPGA学习板
常州米联客信息科技有限公司自2017年创立以来,在电子信息产业领域持续发力,逐渐成长为行业内的重要力量。公司始终秉持着创新、专业的发展理念,致力于为客户提供高质量的产品和服务。米联客专注于FPGA和SOC技术,拥有完整的从硬件到软件生态的全技术栈研发能力。在硬件方面,公司的生态产品丰富多样,覆盖了国际的AMD、ALTERA品牌,以及国内的安路FPGA、龙芯中科、瑞芯微等品牌。公司的核心板模块在设计上精益求精,具备高性能、高可靠性等特点,能够满足复杂的应用场景需求。配套的软件生态解决方案,与硬件紧密配合,为客户提供了高效、稳定的整体解决方案。在应用领域,米联客的产品和方案广泛应用于多个行业。在科研验证中,为科研人员提供了便捷的技术验证手段,促进科研项目的顺利开展;在工业自动化生产中,提高了生产设备的智能化程度,降低了生产成本;在仪表仪器制造中,提升了仪器的性能和精度;在医疗产品研发中,为医疗设备的升级提供了技术保障;在机器视觉和自动驾驶领域,通过精细的数据处理,推动相关技术不断突破。米联客正以其完善的技术和产品,为各行业的发展贡献着自己的力量。