航空航天領(lǐng)域因其特殊的工作環(huán)境和極高的可靠性要求，給FPGA定制項目帶來諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。首先的問題是太空中存在大量高能粒子，可能導(dǎo)致FPGA內(nèi)部邏輯錯誤，影響系統(tǒng)正常運行。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，需選用具備抗干擾加固技術(shù)的FPGA芯片，如Actel公司專為航空航天設(shè)計的部分系列產(chǎn)品。其次，航空航天設(shè)備對體積和重量限制嚴(yán)格，這就要求在FPGA定制設(shè)計中，盡可能優(yōu)化硬件架構(gòu)，采用高密度封裝技術(shù)，在滿足功能需求的前提下，減小電路板尺寸和重量。再者，系統(tǒng)的實時性和可靠性至關(guān)重要，任何故障都可能引發(fā)嚴(yán)重后果。為此，在設(shè)計過程中要進(jìn)行充分的冗余設(shè)計，如關(guān)鍵功能模塊采用雙備份或多備份，同時通過嚴(yán)格的時序分析驗證，確保系統(tǒng)在各種復(fù)雜情況下都能穩(wěn)定、實時地工作。此外，由于航空航天項目開發(fā)周期長、成本高，還需在項目管理上精心規(guī)劃，合理安排資源和進(jìn)度，以應(yīng)對項目中的各種不確定性。設(shè)計 FPGA 的智能物流分揀系統(tǒng)，快速準(zhǔn)確分揀貨物。核心板FPGA定制項目芯片

    在航空航天領(lǐng)域，對設(shè)備的可靠性和實時性要求極高。我們參與的這個FPGA定制項目應(yīng)用于衛(wèi)星通信與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。在衛(wèi)星上，F(xiàn)PGA承擔(dān)著信號處理和數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵任務(wù)。一方面，我們利用FPGA實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)，將衛(wèi)星采集到的大量地球觀測數(shù)據(jù)，如氣象數(shù)據(jù)、地球資源數(shù)據(jù)等，進(jìn)行高效編碼調(diào)制后發(fā)送回地面站，同時準(zhǔn)確解調(diào)地面站發(fā)送的控制指令。另一方面，鑒于衛(wèi)星存儲資源有限，我們在FPGA中設(shè)計了數(shù)據(jù)預(yù)處理和壓縮算法，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和壓縮，節(jié)省了存儲空間，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。經(jīng)實際衛(wèi)星在軌測試，采用我們定制的FPGA方案后，數(shù)據(jù)傳輸成功率達(dá)到了，有效保障了衛(wèi)星任務(wù)的順利進(jìn)行。 安徽FPGA定制項目交流智能電網(wǎng)的 FPGA 定制，優(yōu)化能源調(diào)度，提升能源利用率。

    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)用越來越多，但同時也面臨著數(shù)據(jù)量大、傳輸和存儲困難等問題。我們承接的這個FPGA定制項目，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。通過大量實驗測試，在多個數(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)的硬件計算單元中，實現(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)實時編解碼，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。

    教育科研領(lǐng)域?qū)?chuàng)新和定制化有著強烈需求，F(xiàn)PGA定制項目在此領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用與積極探索。在高校的電子信息類教學(xué)中，通過開展FPGA定制項目實踐，提高學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新思維。例如，設(shè)計一個基于FPGA的圖像處理實驗項目，學(xué)生需要從項目需求分析開始，自行設(shè)計硬件架構(gòu)，利用FPGA實現(xiàn)圖像采集、增強、識別等功能。在這個過程中，學(xué)生不僅能深入理解數(shù)字電路、計算機(jī)組成原理等知識，還能鍛煉團(tuán)隊協(xié)作、問題解決以及創(chuàng)新設(shè)計能力。在科研方面，科研人員利用FPGA的靈活性和可定制性，開展各種前沿研究。比如在人工智能算法硬件加速研究中，通過定制FPGA架構(gòu)，將深度學(xué)習(xí)算法中的卷積、池化等計算密集型操作在FPGA上進(jìn)行硬件實現(xiàn)，大幅提高算法運行速度，為人工智能領(lǐng)域的研究提供了新的技術(shù)手段。通過教育科研領(lǐng)域的FPGA定制項目實踐，培養(yǎng)了大量創(chuàng)新型人才，推動了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的 FPGA 定制，實現(xiàn)設(shè)備間高速通信與數(shù)據(jù)實時分析。

在高性能計算領(lǐng)域，對計算效率的追求永無止境。我們承擔(dān)的這個FPGA定制項目旨在為科學(xué)計算提供高效解決方案。在科學(xué)計算中，矩陣運算、傅里葉變換等算法計算量巨大。我們利用FPGA的并行計算架構(gòu)，對這些算法進(jìn)行了硬件加速實現(xiàn)。以矩陣乘法為例，通過在FPGA中設(shè)計專門的矩陣運算單元，將原本需要在CPU上串行計算的矩陣乘法操作，轉(zhuǎn)換為并行計算。經(jīng)測試，在處理大規(guī)模矩陣乘法時，采用我們定制的FPGA方案，計算速度相較于傳統(tǒng)CPU計算提高了10倍以上，縮短了科學(xué)計算的時間，為科研人員在數(shù)據(jù)分析、模擬仿真等方面提供了更強大的計算支持，推動了相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。汽車電子的 FPGA 定制，為電池管理系統(tǒng)帶來監(jiān)測。專注FPGA定制項目代碼

FPGA 定制視頻圖像增強模塊，提升畫質(zhì)清晰度與色彩飽和度。核心板FPGA定制項目芯片

    汽車的高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）對行車安全至關(guān)重要，而FPGA在其中發(fā)揮作用。在本次定制項目中，我們?yōu)槠嚨淖赃m應(yīng)巡航控制（ACC）系統(tǒng)定制FPGA解決方案。通過在FPGA中精心設(shè)計算法，使其能夠高效處理來自毫米波雷達(dá)和攝像頭的傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)車輛行駛時，F(xiàn)PGA實時分析雷達(dá)探測到的前方車輛距離、速度等信息，以及攝像頭捕捉到的道路環(huán)境圖像，精確計算出車輛應(yīng)保持的安全車距和行駛速度，并及時向車輛控制系統(tǒng)發(fā)送指令。在實際道路測試中，搭載我們定制FPGA模塊的車輛，在自適應(yīng)巡航過程中對前車速度變化的響應(yīng)時間縮短至，有效提升了自適應(yīng)巡航的安全性和穩(wěn)定性，為駕駛員提供了更可靠的駕駛輔助。 核心板FPGA定制項目芯片