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基于嵌入式FPGA的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算架構(gòu)：類(lèi)腦智能的硬件加速之路

在人工智能與物聯(lián)網(wǎng)深度融合的當(dāng)下，傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)面臨算力瓶頸與能效困境。神經(jīng)形態(tài)計(jì)算通過(guò)模擬生物神經(jīng)系統(tǒng)的并行處理與事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為低功耗、實(shí)時(shí)性要求高的嵌入式場(chǎng)景提供了突破性解決方案。而FPGA憑借其可重構(gòu)性與硬件并行加速能力，成為實(shí)現(xiàn)神經(jīng)形態(tài)架構(gòu)的理想載體。

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2025-10-23

嵌入式FPGA 神經(jīng)形態(tài)計(jì)算架構(gòu)
嵌入式FPGA的物理不可克隆函數(shù)（PUF）設(shè)計(jì)：抗量子攻擊的硬件指紋技術(shù)

在量子計(jì)算威脅日益嚴(yán)峻的背景下，傳統(tǒng)密鑰存儲(chǔ)方案面臨被破解的風(fēng)險(xiǎn)。物理不可克隆函數(shù)（PUF）作為基于硬件物理特性的安全原語(yǔ)，通過(guò)提取芯片制造過(guò)程中不可控的工藝偏差，為嵌入式FPGA提供了低成本、高安全性的密鑰生成與設(shè)備認(rèn)證方案。本文聚焦FPGA平臺(tái)，探討PUF設(shè)計(jì)的核心原理、實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)及優(yōu)化策略。

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2025-10-23

PUF 不可克隆函數(shù) 嵌入式FPGA
硬件木馬檢測(cè)的FPGA動(dòng)態(tài)驗(yàn)證方法：多模態(tài)融合與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

在集成電路全球化制造趨勢(shì)下，硬件木馬已成為威脅芯片安全的核心隱患。這類(lèi)惡意電路通過(guò)篡改設(shè)計(jì)或制造流程植入，可引發(fā)信息泄露、系統(tǒng)癱瘓等嚴(yán)重后果。FPGA因其可重構(gòu)特性成為硬件木馬攻擊的高危目標(biāo)，其動(dòng)態(tài)驗(yàn)證技術(shù)需突破傳統(tǒng)靜態(tài)檢測(cè)的局限性，構(gòu)建覆蓋設(shè)計(jì)、制造、部署全生命周期的防護(hù)體系。

智能硬件
2025-10-23

FPGA 硬件
后量子密碼在嵌入式FPGA中的硬件實(shí)現(xiàn)：抗量子攻擊的硬件防線

隨著量子計(jì)算技術(shù)的突破，傳統(tǒng)公鑰密碼體系面臨前所未有的安全挑戰(zhàn)。基于Shor算法的量子計(jì)算機(jī)可在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)破解RSA和橢圓曲線加密（ECC），迫使全球加速推進(jìn)后量子密碼（PQC）的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。2022年美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）選定CRYSTALS-Kyber（密鑰封裝機(jī)制）和CRYSTALS-Dilithium（數(shù)字簽名）作為首批PQC標(biāo)準(zhǔn)，而基于格理論（Lattice-based）的算法因其抗量子攻擊性和高效性，成為嵌入式FPGA硬件實(shí)現(xiàn)的核心方向。

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2025-10-23

后量子密碼嵌入式FPGA
可穿戴醫(yī)療設(shè)備的嵌入式FPGA傳感器融合：技術(shù)突破與臨床革新

在醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)與精準(zhǔn)健康管理的浪潮中，可穿戴醫(yī)療設(shè)備正經(jīng)歷從單一參數(shù)監(jiān)測(cè)向多維生理感知的范式躍遷。嵌入式FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）憑借其并行計(jì)算能力、低功耗特性及硬件可重構(gòu)優(yōu)勢(shì)，成為實(shí)現(xiàn)多模態(tài)傳感器融合的核心技術(shù)載體，推動(dòng)著心電監(jiān)護(hù)、血糖管理、運(yùn)動(dòng)康復(fù)等場(chǎng)景的智能化升級(jí)。

智能應(yīng)用
2025-10-23

可穿戴醫(yī)療設(shè)備嵌入式FPGA
基因測(cè)序儀的FPGA硬件加速模塊：從算法到芯片的革新

基因測(cè)序作為生命科學(xué)的核心技術(shù)，其數(shù)據(jù)處理需求正以指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。以人類(lèi)全基因組測(cè)序?yàn)槔?，二代測(cè)序（NGS）產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)量高達(dá)數(shù)百GB，而三代測(cè)序（如PacBio）的單分子長(zhǎng)讀長(zhǎng)技術(shù)更將數(shù)據(jù)規(guī)模推向TB級(jí)。在此背景下，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）憑借其并行計(jì)算、低功耗和可重構(gòu)特性，成為突破測(cè)序數(shù)據(jù)處理瓶頸的關(guān)鍵工具。

智能應(yīng)用
2025-10-23

FPGA 硬件加速基因測(cè)序儀
醫(yī)療影像處理中的嵌入式FPGA低功耗設(shè)計(jì)

在醫(yī)療影像設(shè)備向便攜化、智能化發(fā)展的趨勢(shì)下，低功耗嵌入式FPGA設(shè)計(jì)已成為突破能效瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)動(dòng)態(tài)功耗管理、并行計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化以及硬件級(jí)電源控制，F(xiàn)PGA在MRI重建、CT三維成像等場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)了功耗與性能的雙重突破。

智能應(yīng)用
2025-10-23

醫(yī)療影像嵌入式FPGA
儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS中的FPGA高精度電壓采樣模塊設(shè)計(jì)

在新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模化部署的背景下，電池管理系統(tǒng)（BMS）作為保障電池安全與延長(zhǎng)壽命的核心部件，其電壓采樣精度直接影響SOC估算誤差和過(guò)充保護(hù)可靠性?；贔PGA的高精度電壓采樣模塊，通過(guò)硬件并行處理與動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)技術(shù)，將采樣誤差壓縮至±0.5mV以內(nèi)，為儲(chǔ)能系統(tǒng)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

智能應(yīng)用
2025-10-23

FPGA 儲(chǔ)能系統(tǒng) BMS
智能電網(wǎng)中嵌入式FPGA的電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：實(shí)時(shí)性與可靠性的雙重突破

在智能電網(wǎng)向高比例可再生能源接入、分布式電源并網(wǎng)的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)面臨實(shí)時(shí)性不足、抗干擾能力弱等核心挑戰(zhàn)?；谇度胧紽PGA的電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)硬件加速、并行處理與動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)，將諧波分析延遲壓縮至微秒級(jí)，電壓暫降檢測(cè)精度提升至99.9%，成為保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

智能應(yīng)用
2025-10-23

智能電網(wǎng) 嵌入式FPGA
邊緣數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的FPGA智能網(wǎng)卡設(shè)計(jì)：重構(gòu)低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

在邊緣數(shù)據(jù)中心向5G+AIoT場(chǎng)景演進(jìn)的過(guò)程中，傳統(tǒng)網(wǎng)卡架構(gòu)已難以滿足微秒級(jí)時(shí)延與百Gbps帶寬的雙重需求。以FPGA為核心的智能網(wǎng)卡通過(guò)硬件加速與協(xié)議卸載，在蘇州工業(yè)園區(qū)邊緣計(jì)算試點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)98.7%的包處理效率提升，為自動(dòng)駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景提供了關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

智能應(yīng)用
2025-10-23

FPGA 智能網(wǎng)卡邊緣數(shù)據(jù)

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應(yīng)用

基于嵌入式FPGA的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算架構(gòu)：類(lèi)腦智能的硬件加速之路

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醫(yī)療影像處理中的嵌入式FPGA低功耗設(shè)計(jì)

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邊緣數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的FPGA智能網(wǎng)卡設(shè)計(jì)：重構(gòu)低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

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