FPGA與開源硬件和開源軟件的結(jié)合,為電子技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展注入了新的活力。開源硬件社區(qū)如OpenFPGA,提供了大量的FPGA設(shè)計(jì)資源和參考代碼,開發(fā)者可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)和二次開發(fā),降低了開發(fā)門檻和成本。同時(shí),開源軟件工具如Yosys、NextPnR等,為FPGA開發(fā)提供了**且功能強(qiáng)大的替代方案,打破了傳統(tǒng)商業(yè)軟件的壟斷。這種開源生態(tài)促進(jìn)了技術(shù)的共享和交流,使得更多的開發(fā)者能夠參與到FPGA技術(shù)的研究和應(yīng)用中。例如,基于開源的RISC-V架構(gòu),開發(fā)者可以在FPGA上實(shí)現(xiàn)自定義的處理器內(nèi)核,并根據(jù)需求進(jìn)行功能擴(kuò)展和優(yōu)化。開源硬件和軟件的結(jié)合,不僅推動(dòng)了FPGA技術(shù)的普及,也為電子技術(shù)的創(chuàng)新帶來(lái)了更多可能性。 FPGA芯片在制造完成后,其功能并未固定,用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要對(duì)FPGA芯片進(jìn)行功能配置。廣東國(guó)產(chǎn)FPGA加速卡
FPGA 的工作原理 - 編程過(guò)程:FPGA 的編程過(guò)程是實(shí)現(xiàn)其特定功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先,設(shè)計(jì)者需要使用硬件描述語(yǔ)言(HDL),如 Verilog 或 VHDL 來(lái)描述所需的邏輯電路。這些語(yǔ)言能夠精確地定義電路的行為和結(jié)構(gòu),就如同用一種特殊的 “語(yǔ)言” 告訴 FPGA 要做什么。接著,HDL 代碼會(huì)被編譯和綜合成門級(jí)網(wǎng)表,這個(gè)過(guò)程就像是將高級(jí)的設(shè)計(jì)藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為具體的、由門電路和觸發(fā)器組成的數(shù)字電路 “施工圖”,把設(shè)計(jì)者的抽象想法轉(zhuǎn)化為實(shí)際可實(shí)現(xiàn)的電路結(jié)構(gòu),為后續(xù)在 FPGA 上的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。山西工控板FPGA入門FPGA硬件設(shè)計(jì)包括FPGA芯片電路、 存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路以及其他設(shè)備。
FPGA 的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新緊密相連。近年來(lái),隨著工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步,F(xiàn)PGA 的集成度越來(lái)越高,邏輯密度不斷增加,能夠在更小的芯片面積上實(shí)現(xiàn)更多的邏輯功能。這使得 FPGA 在處理復(fù)雜任務(wù)時(shí)具備更強(qiáng)的能力。同時(shí),新的架構(gòu)設(shè)計(jì)不斷涌現(xiàn),一些 FPGA 引入了嵌入式處理器、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)塊等模塊,進(jìn)一步提升了其在特定領(lǐng)域的處理性能。在信號(hào)處理領(lǐng)域,結(jié)合了 DSP 塊的 FPGA 能夠更高效地完成濾波、調(diào)制解調(diào)等復(fù)雜信號(hào)處理任務(wù)。隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)PGA 也在不斷演進(jìn),以更好地適應(yīng)這些新興領(lǐng)域的需求,如優(yōu)化硬件架構(gòu)以加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算等 。
FPGA 的發(fā)展歷程 - 系統(tǒng)時(shí)代:自 2008 年至今的系統(tǒng)時(shí)代,F(xiàn)PGA 實(shí)現(xiàn)了重大的功能整合與升級(jí)。它將系統(tǒng)模塊和控制功能進(jìn)行了整合,Zynq All - Programmable 器件便是很好的例證。同時(shí),相關(guān)工具也在不斷發(fā)展,為了適應(yīng)系統(tǒng) FPGA 的需求,高效的系統(tǒng)編程語(yǔ)言,如 OpenCL 和 C 語(yǔ)言編程逐漸被應(yīng)用。這一時(shí)期,F(xiàn)PGA 不再局限于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的邏輯功能,而是能夠承擔(dān)更復(fù)雜的系統(tǒng)任務(wù),進(jìn)一步拓展了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可或缺的組件。一款高性能的 FPGA 價(jià)格較高,但價(jià)值不可忽視。
FPGA在工業(yè)自動(dòng)化PLC替代方案中的定制開發(fā)可編程邏輯控制器(PLC)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用,但存在靈活性不足等問(wèn)題。我們基于FPGA開發(fā)了高性能PLC替代方案,通過(guò)自定義硬件邏輯實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PLC的梯形圖、功能塊等編程方式,同時(shí)支持C語(yǔ)言與Verilog混合編程,極大提升開發(fā)靈活性。在運(yùn)動(dòng)控制方面,F(xiàn)PGA可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8軸伺服電機(jī),通過(guò)插補(bǔ)算法實(shí)現(xiàn)高精度軌跡控制,定位精度達(dá)到±,較傳統(tǒng)PLC方案提升50%。在某汽車生產(chǎn)線的應(yīng)用中,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障診斷時(shí)間從30分鐘縮短至5分鐘,生產(chǎn)線整體效率提高25%。此外,系統(tǒng)還具備熱插拔功能,當(dāng)某一模塊出現(xiàn)故障時(shí),可在不中斷生產(chǎn)的情況下進(jìn)行更換,有效保障工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。 設(shè)計(jì)好的FPGA邏輯電路可以在不同的項(xiàng)目中重復(fù)使用,降低了開發(fā)成本和時(shí)間。山東嵌入式FPGA核心板
集成電路技術(shù)交流分享。廣東國(guó)產(chǎn)FPGA加速卡
FPGA,即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field - Programmable Gate Array),是一種可編程邏輯器件。與傳統(tǒng)的固定功能集成電路不同,它允許用戶在制造后根據(jù)自身需求對(duì)硬件功能進(jìn)行編程配置。這一特性使得 FPGA 在數(shù)字電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域極具吸引力,尤其是在需要快速迭代和靈活定制的項(xiàng)目中。例如,在產(chǎn)品原型開發(fā)階段,開發(fā)者可以利用 FPGA 快速搭建硬件邏輯,驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路,而無(wú)需投入大量成本進(jìn)行集成電路(ASIC)的定制設(shè)計(jì)與制造。這種靈活性為創(chuàng)新提供了廣闊空間,縮短了產(chǎn)品從概念到實(shí)際可用的周期。廣東國(guó)產(chǎn)FPGA加速卡
常州米聯(lián)客信息科技有限公司,自2017年5月11日創(chuàng)立起,便在FPGA和SOC技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷探索前行,逐步構(gòu)建起完善的技術(shù)體系和產(chǎn)品生態(tài)。公司具備專業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力,從硬件設(shè)計(jì)到軟件生態(tài)開發(fā),形成了全技術(shù)棧的研發(fā)優(yōu)勢(shì)。在硬件產(chǎn)品方面,米聯(lián)客的生態(tài)產(chǎn)品覆蓋國(guó)際大廠品牌AMD、ALTERA,以及國(guó)內(nèi)的安路FPGA、龍芯中科、瑞芯微等品牌。公司的核心板模塊作為重點(diǎn)產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)上充分考慮了不同行業(yè)的需求,具備高性能、低功耗、高可靠性等特點(diǎn)。同時(shí),公司配套研發(fā)的軟件生態(tài)解決方案,能夠與硬件模塊無(wú)縫對(duì)接,為客戶提供一體化的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,米聯(lián)客的產(chǎn)品和方案發(fā)揮著重要作用。在科研驗(yàn)證場(chǎng)景下,為科研人員提供了靈活且可靠的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),加速科研項(xiàng)目的推進(jìn);在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中,提高了生產(chǎn)設(shè)備的智能化水平和生產(chǎn)效率;在儀表儀器的設(shè)計(jì)制造中,提升了儀器的測(cè)量精度和穩(wěn)定性;在醫(yī)療產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)中,為醫(yī)療設(shè)備的創(chuàng)新提供了技術(shù)保障;在機(jī)器視覺(jué)和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,通過(guò)精細(xì)的數(shù)據(jù)處理和分析,助力相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。米聯(lián)客正通過(guò)不斷創(chuàng)新,推動(dòng)各行業(yè)的技術(shù)升級(jí)和發(fā)展。