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通信系統(tǒng)中LDPC譯碼的FPGA優(yōu)化：并行譯碼器與內(nèi)存架構設計

在5G/6G通信、衛(wèi)星通信及NAND閃存糾錯等場景中，低密度奇偶校驗（LDPC）碼因其接近香農(nóng)極限的糾錯性能成為核心編碼技術。然而，傳統(tǒng)串行譯碼架構受限于時鐘頻率與存儲帶寬，難以滿足高速通信需求。本文聚焦FPGA平臺，通過并行譯碼器設計與內(nèi)存架構優(yōu)化，實現(xiàn)LDPC譯碼的吞吐量提升與功耗降低。

通信技術
2025-09-22

通信系統(tǒng) LDPC譯碼 FPGA
基于FPGA的圖像縮放算法：雙線性插值與硬件實現(xiàn)細節(jié)

在實時圖像處理領域，圖像縮放是視頻監(jiān)控、醫(yī)療影像和工業(yè)檢測等場景的核心需求。傳統(tǒng)軟件實現(xiàn)受限于CPU算力，而FPGA憑借其并行計算能力和可定制化架構，成為實現(xiàn)雙線性插值算法的理想平臺。本文將深入解析雙線性插值算法原理，并詳細闡述其FPGA硬件實現(xiàn)的關鍵技術。

電子設計自動化
2025-09-22

雙線性插值圖像縮放算法 FPGA
低功耗FPGA算法設計：門控時鐘與電源管理單元協(xié)同優(yōu)化

在邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)設備中，F(xiàn)PGA的功耗已成為制約系統(tǒng)性能的關鍵因素。傳統(tǒng)低功耗設計僅關注單一技術，而本文提出門控時鐘（Clock Gating）與電源管理單元（PMU）的協(xié)同優(yōu)化方案，在Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC驗證中，動態(tài)功耗降低62%，靜態(tài)功耗減少38%，系統(tǒng)能效比提升2.3倍。

電子設計自動化
2025-09-22

電源管理單元 PMU FPGA算法
基于SystemVerilog的斷言驗證：形式化方法在FPGA算法測試中的應用

在航空航天、汽車電子等高可靠性領域，F(xiàn)PGA算法驗證的完備性直接決定系統(tǒng)安全性。傳統(tǒng)仿真測試僅能覆蓋約60%的代碼路徑，而形式化驗證通過數(shù)學建?？蓪崿F(xiàn)100%狀態(tài)空間覆蓋。本文提出基于SystemVerilog斷言(SVA)的混合驗證方法，在Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC的雷達信號處理算法驗證中，將關鍵路徑覆蓋率從78%提升至99.5%，調試周期縮短60%。

電子設計自動化
2025-09-22

SystemVerilog FPGA算法斷言驗證
實時信號處理的FPGA流水線設計：數(shù)據(jù)流控制與握手信號優(yōu)化

在5G通信、雷達信號處理等實時性要求嚴苛的領域，傳統(tǒng)馮·諾依曼架構難以滿足GSPS級數(shù)據(jù)處理需求。FPGA憑借其并行計算特性成為理想選擇，但級聯(lián)模塊間的數(shù)據(jù)流控制不當會導致流水線停頓率高達30%。本文提出基于自適應握手的動態(tài)流水線架構，在Xilinx Versal AI Core系列FPGA上實現(xiàn)12級流水線的雷達脈沖壓縮處理，系統(tǒng)吞吐量提升2.8倍，資源利用率優(yōu)化42%。

電子設計自動化
2025-09-22

實時信號 FPGA
FPGA實現(xiàn)高速ADC數(shù)據(jù)采集的同步控制：多通道采樣與時間戳標記

在雷達信號處理、5G通信等高速數(shù)據(jù)采集場景中，多通道ADC同步精度直接影響系統(tǒng)性能。傳統(tǒng)方案采用外部時鐘分發(fā)網(wǎng)絡，存在通道間 skew 達數(shù)百皮秒的問題。本文提出基于FPGA的分布式同步架構，通過動態(tài)相位校準與納秒級時間戳標記技術，在Xilinx Kintex-7 FPGA上實現(xiàn)4通道2.5GSPS ADC同步采集，通道間時差小于10ps，時間戳精度達500ps。

電子設計自動化
2025-09-22

ADC數(shù)據(jù) FPGA
基于FPGA的動態(tài)部分重配置：模塊切換與在線更新機制

在航空航天、工業(yè)自動化等高可靠性領域，系統(tǒng)需要同時滿足功能升級需求與零停機時間要求。傳統(tǒng)FPGA開發(fā)采用全片重配置方式，導致服務中斷長達數(shù)百毫秒。動態(tài)部分重配置（DPR）技術通過局部更新FPGA邏輯，在Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC平臺上實現(xiàn)模塊級在線更新，將服務中斷時間壓縮至10μs以內(nèi)。本文提出基于AXI總線的模塊化DPR架構，結合雙緩沖切換策略與CRC校驗機制，構建安全可靠的在線更新系統(tǒng)。

電子設計自動化
2025-09-22

工業(yè)自動化 FPGA
FPGA在電機控制中的PID算法優(yōu)化：固定點運算與溢出處理策略

在工業(yè)電機控制領域，F(xiàn)PGA憑借其并行計算能力和毫秒級響應速度，逐漸成為替代傳統(tǒng)微控制器的核心解決方案。然而，電機控制中的PID算法涉及大量浮點運算，直接映射到FPGA會導致資源占用激增和時序違例。本文提出基于固定點運算的優(yōu)化策略，結合動態(tài)位寬調整與溢出保護機制，在Xilinx Zynq-7000平臺上實現(xiàn)資源占用降低65%的同時，將控制周期縮短至50μs以內(nèi)。

電子設計自動化
2025-09-22

PID算法固定點運算 FPGA
通信協(xié)議中HDLC幀同步的FPGA實現(xiàn)：狀態(tài)機設計與比特流解析

在高速數(shù)據(jù)通信領域，HDLC（高級數(shù)據(jù)鏈路控制）協(xié)議憑借其面向比特的同步傳輸機制和強大的錯誤檢測能力，成為工業(yè)總線、衛(wèi)星通信等場景的核心協(xié)議。其幀同步功能通過標志序列（0x7E）實現(xiàn)，但比特流中可能出現(xiàn)的偽標志序列（連續(xù)5個1后跟0）需通過狀態(tài)機進行精確解析。本文基于FPGA平臺，結合三段式狀態(tài)機設計與比特流動態(tài)分析，提出一種低資源占用、高可靠性的幀同步實現(xiàn)方案。

通信技術
2025-09-22

通信協(xié)議狀態(tài)機 HDLC幀 FPGA
FPGA實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡卷積層的硬件加速：權重壓縮與計算單元復用

在邊緣計算與嵌入式AI領域，F(xiàn)PGA憑借其可重構性與并行計算優(yōu)勢，成為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）硬件加速的核心載體。然而，傳統(tǒng)CNN模型參數(shù)量龐大，直接部署會導致FPGA資源耗盡與功耗激增。本文聚焦權重壓縮與計算單元復用兩大核心技術，結合Verilog代碼實現(xiàn)與工程案例，探討FPGA實現(xiàn)高效卷積層加速的解決方案。

電子設計自動化
2025-09-22

硬件加速神經(jīng)網(wǎng)絡卷積層 FPGA

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通信系統(tǒng)中LDPC譯碼的FPGA優(yōu)化：并行譯碼器與內(nèi)存架構設計

基于FPGA的圖像縮放算法：雙線性插值與硬件實現(xiàn)細節(jié)

低功耗FPGA算法設計：門控時鐘與電源管理單元協(xié)同優(yōu)化

基于SystemVerilog的斷言驗證：形式化方法在FPGA算法測試中的應用

實時信號處理的FPGA流水線設計：數(shù)據(jù)流控制與握手信號優(yōu)化

FPGA實現(xiàn)高速ADC數(shù)據(jù)采集的同步控制：多通道采樣與時間戳標記

基于FPGA的動態(tài)部分重配置：模塊切換與在線更新機制

FPGA在電機控制中的PID算法優(yōu)化：固定點運算與溢出處理策略

通信協(xié)議中HDLC幀同步的FPGA實現(xiàn)：狀態(tài)機設計與比特流解析

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