江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-08-30

    基于FPGA的4K超高清端到端智能視頻壓縮系統(tǒng)定制在視頻技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下,4K超高清視頻的應(yīng)用越來(lái)越多,但同時(shí)也面臨著數(shù)據(jù)量大、傳輸和存儲(chǔ)困難等問(wèn)題。我們承接的這個(gè)FPGA定制項(xiàng)目,目標(biāo)是打造較早基于FPGA的4K超高清端到端智能視頻壓縮系統(tǒng)。首先,在算法層面,提出了一種全新的端到端視頻編碼模型。該模型包括分塊壓縮、自適應(yīng)歸一化、主變換、超先驗(yàn)變換以及塊融合網(wǎng)絡(luò)等模塊。其中,主變換采用經(jīng)典的全卷積網(wǎng)絡(luò)和殘差塊結(jié)構(gòu),減少了參數(shù)量,便于訓(xùn)練;塊融合網(wǎng)絡(luò)有效抑制了分塊壓縮導(dǎo)致的壓縮效應(yīng),提升了重建視頻圖像的質(zhì)量。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試,在多個(gè)數(shù)據(jù)集上,該模型的壓縮效率相較于傳統(tǒng)方法提高了30%以上。在硬件實(shí)現(xiàn)上,利用FPGA的可重構(gòu)特性,搭建了超高清采集、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼壓縮以及解碼顯示等組件構(gòu)成的系統(tǒng)原型(FPX-NIC)。將經(jīng)過(guò)訓(xùn)練和部署的網(wǎng)絡(luò)權(quán)重集成到可重構(gòu)的硬件計(jì)算單元中,實(shí)現(xiàn)了從視頻采集到終端顯示的端到端視頻壓縮。在系統(tǒng)特性方面,該系統(tǒng)支持標(biāo)清到超高清等多種分辨率編碼,在720p分辨率下能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)編解碼,比較高支持4K超高清全幀內(nèi)模式編碼,為4K超高清視頻的高效處理提供了可靠的解決方案。 FPGA 定制助力 5G 基站優(yōu)化信號(hào)處理,高速穩(wěn)定通信。江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目

江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目,FPGA定制項(xiàng)目

    智能安防領(lǐng)域發(fā)展迅速,用戶(hù)對(duì)功能的需求不斷增加,這就要求FPGA定制項(xiàng)目具備良好的功能拓展與升級(jí)能力。以一套智能安防監(jiān)控系統(tǒng)的FPGA定制項(xiàng)目為例,原系統(tǒng)可能實(shí)現(xiàn)了基本的視頻監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能。隨著市場(chǎng)需求變化,可通過(guò)FPGA的可重構(gòu)特性,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能拓展。比如增加人臉識(shí)別功能,利用FPGA強(qiáng)大的并行處理能力,對(duì)視頻圖像中的人臉進(jìn)行檢測(cè)、特征提取和比對(duì)。在實(shí)現(xiàn)新功能時(shí),無(wú)需對(duì)整個(gè)硬件系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模更換,只需在原有FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,添加相應(yīng)的邏輯模塊和算法實(shí)現(xiàn)。同時(shí),為方便后續(xù)升級(jí),在硬件設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留足夠的邏輯資源和接口。當(dāng)出現(xiàn)新的安防需求,如車(chē)輛識(shí)別、行為分析等,可利用預(yù)留資源進(jìn)行功能升級(jí)。軟件方面,設(shè)計(jì)靈活的軟件架構(gòu),使其能夠方便地與新添加的硬件功能模塊進(jìn)行交互。通過(guò)這種方式,智能安防中的FPGA定制項(xiàng)目能夠持續(xù)滿(mǎn)足用戶(hù)不斷變化的需求,延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期,提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 嵌入式FPGA定制項(xiàng)目板卡設(shè)計(jì)天文觀測(cè)設(shè)備的 FPGA 定制,助力捕捉宇宙微弱信號(hào),探索奧秘。

江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目,FPGA定制項(xiàng)目

    用于工業(yè)自動(dòng)化的FPGA控制解決方案工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)刂葡到y(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性有嚴(yán)格要求,F(xiàn)PGA定制項(xiàng)目為其提供了理想的解決方案。本項(xiàng)目基于FPGA設(shè)計(jì)一套工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。首先,利用FPGA豐富的I/O接口,可便捷地連接各類(lèi)工業(yè)傳感器和執(zhí)行器,如溫度傳感器、壓力傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等,實(shí)時(shí)采集工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種參數(shù),并精細(xì)控制執(zhí)行器動(dòng)作。在控制算法實(shí)現(xiàn)方面,在FPGA中設(shè)計(jì)了先進(jìn)的PID(比例-積分-微分)控制算法模塊,能夠根據(jù)采集到的反饋信號(hào),快速調(diào)整控制輸出,確保工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模塊,實(shí)現(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)的連接,方便將生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳至工廠(chǎng)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。該方案在工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)、智能工廠(chǎng)等場(chǎng)景應(yīng)用,能有效提升工業(yè)自動(dòng)化水平,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

    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(kāi)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(guò)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(guò)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(lèi),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。 自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備的 FPGA 定制,提高測(cè)試效率與準(zhǔn)確性。

江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目,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(hù)交互等功能。在協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)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(kāi)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(fǎng)問(wèn)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(xiě)應(yīng)用程序。通過(guò)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(kāi)發(fā)周期,滿(mǎn)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(hù)提供更質(zhì)量的產(chǎn)品體驗(yàn)。 高清視頻處理的 FPGA 定制,加速編解碼,滿(mǎn)足影視制作高要求。江蘇FPGA定制項(xiàng)目編程

設(shè)計(jì) FPGA 的電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng),靈活調(diào)整電機(jī)運(yùn)行速度。江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目

    ZYNQ-7000系列FPGA在HDMI控制驅(qū)動(dòng)與顯示項(xiàng)目中的定制實(shí)現(xiàn)在視頻顯示領(lǐng)域,ZYNQ-7000系列FPGA憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為定制項(xiàng)目的理想選擇。在本次HDMI控制驅(qū)動(dòng)與顯示定制項(xiàng)目中,深入挖掘了ZYNQ-7000系列FPGA的潛力。在硬件設(shè)計(jì)方面,利用Vivado工具對(duì)FPGA進(jìn)行配置,實(shí)現(xiàn)了HDMI協(xié)議的物理層、鏈接層和應(yīng)用層功能。精心設(shè)計(jì)了TMDS編碼與解碼電路,確保視頻信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。通過(guò)對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)機(jī)制的優(yōu)化,采用FPGA內(nèi)部的PLL(Phase-LockedLoop)技術(shù),從接收到的數(shù)據(jù)流中精確恢復(fù)出原始的像素時(shí)鐘信號(hào),保證了圖像數(shù)據(jù)的同步和穩(wěn)定性。在實(shí)際測(cè)試中,即使在復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下,依然能夠穩(wěn)定輸出清晰的視頻圖像,圖像同步成功率達(dá)到99%以上。在軟件層面,編寫(xiě)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)HDMI顯示的靈活控制。同時(shí),對(duì)EDID(擴(kuò)展顯示標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù))進(jìn)行解析,自動(dòng)識(shí)別顯示設(shè)備的參數(shù),如分辨率、刷新率等,并根據(jù)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行適配,確保在不同顯示設(shè)備上都能呈現(xiàn)出比較好的顯示效果。此外,還實(shí)現(xiàn)了同步信號(hào)生成功能,使視頻圖像能夠準(zhǔn)確地在顯示設(shè)備上進(jìn)行顯示,為用戶(hù)帶來(lái)了高質(zhì)量的視頻顯示體驗(yàn)。 江蘇智能FPGA定制項(xiàng)目