FPGA

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FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。

異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)下FPGA的資源管理策略

在異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)中，F(xiàn)PGA憑借其高度可定制的并行計(jì)算架構(gòu)，成為加速深度學(xué)習(xí)、信號(hào)處理等任務(wù)的核心硬件。然而，F(xiàn)PGA資源有限且動(dòng)態(tài)分配復(fù)雜，如何實(shí)現(xiàn)高效的資源管理成為提升系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。本文從資源分配、動(dòng)態(tài)調(diào)度與能效優(yōu)化三個(gè)維度，探討異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)下FPGA資源管理的創(chuàng)新策略。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

資源管理異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)下 FPGA
除法IP核配置與參數(shù)化設(shè)計(jì)在FPGA中的實(shí)踐

在FPGA設(shè)計(jì)中，除法運(yùn)算作為核心算術(shù)操作之一，其實(shí)現(xiàn)效率直接影響系統(tǒng)性能。傳統(tǒng)方法通過Verilog/VHDL直接實(shí)現(xiàn)除法器會(huì)消耗大量邏輯資源，而Xilinx等廠商提供的除法器IP核通過參數(shù)化配置，可顯著優(yōu)化資源利用率與運(yùn)算速度。本文以Xilinx Vivado工具為例，探討除法IP核的配置方法與參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)踐。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

除法IP核配置 FPGA
異步緩存設(shè)計(jì)與亞穩(wěn)態(tài)問題在FPGA中的處理

在實(shí)時(shí)圖像處理、高速通信等高帶寬場(chǎng)景中，F(xiàn)PGA因其并行處理能力成為核心器件。然而，跨時(shí)鐘域（CDC）數(shù)據(jù)傳輸引發(fā)的亞穩(wěn)態(tài)問題，以及異步緩存管理效率，直接影響系統(tǒng)穩(wěn)定性與吞吐量。本文結(jié)合格雷碼同步、雙緩沖架構(gòu)及異步FIFO設(shè)計(jì)，系統(tǒng)闡述FPGA中異步緩存的實(shí)現(xiàn)方法與亞穩(wěn)態(tài)抑制策略。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

異步緩存亞穩(wěn)態(tài)問題 FPGA
FPGA存儲(chǔ)器映射與幀緩存管理：圖像處理的高效實(shí)現(xiàn)

在實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA憑借其并行處理能力和低延遲特性，成為構(gòu)建高性能視覺處理系統(tǒng)的核心器件。然而，高分辨率視頻流（如8K@60fps）的數(shù)據(jù)吞吐量高達(dá)48Gbps，對(duì)存儲(chǔ)器映射和幀緩存管理提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文將深入探討FPGA中基于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的幀緩存架構(gòu)優(yōu)化，以及行緩存與FIFO的協(xié)同設(shè)計(jì)策略。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

存儲(chǔ)器幀緩存管理 FPGA
FPGA實(shí)現(xiàn)最大公約數(shù)算法的減法器優(yōu)化策略

在FPGA上實(shí)現(xiàn)最大公約數(shù)（GCD）計(jì)算時(shí)，傳統(tǒng)減法器結(jié)構(gòu)存在資源利用率低、時(shí)序路徑長(zhǎng)等問題。本文針對(duì)歐幾里得算法的減法核心，提出基于流水線減法器陣列和符號(hào)位預(yù)判的優(yōu)化策略，在Xilinx Artix-7 FPGA上實(shí)現(xiàn)時(shí)，較傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式資源占用減少37%，關(guān)鍵路徑延遲降低42%。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

算法 FPGA
動(dòng)態(tài)位寬調(diào)整與溢出保護(hù)在FPGA中的實(shí)現(xiàn)

在高速數(shù)字信號(hào)處理、電機(jī)控制和圖像處理等FPGA應(yīng)用場(chǎng)景中，數(shù)據(jù)位寬的動(dòng)態(tài)調(diào)整與溢出保護(hù)是保障系統(tǒng)穩(wěn)定性和計(jì)算精度的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)固定位寬設(shè)計(jì)在極端工況下易出現(xiàn)數(shù)值溢出或資源浪費(fèi)，而動(dòng)態(tài)位寬調(diào)整技術(shù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)范圍并自適應(yīng)調(diào)整位寬，結(jié)合硬件級(jí)溢出保護(hù)機(jī)制，可顯著提升系統(tǒng)魯棒性。本文以永磁同步電機(jī)控制為例，系統(tǒng)闡述動(dòng)態(tài)位寬調(diào)整與溢出保護(hù)的硬件實(shí)現(xiàn)方法。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

高速數(shù)字信號(hào) 動(dòng)態(tài)位寬 FPGA
定點(diǎn)運(yùn)算在FPGA PID算法中的精度與效率平衡

在工業(yè)控制與信號(hào)處理領(lǐng)域，F(xiàn)PGA憑借其并行計(jì)算能力與低延遲特性，已成為實(shí)現(xiàn)PID控制算法的核心硬件平臺(tái)。然而，傳統(tǒng)浮點(diǎn)運(yùn)算的硬件資源消耗與計(jì)算延遲問題，迫使工程師轉(zhuǎn)向定點(diǎn)運(yùn)算方案。本文從數(shù)學(xué)建模、硬件架構(gòu)優(yōu)化及動(dòng)態(tài)調(diào)整策略三個(gè)維度，系統(tǒng)闡述定點(diǎn)PID算法在精度與效率間的平衡技術(shù)。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

定點(diǎn)運(yùn)算 PID算法 FPGA
基于Verilog的FPGA流水線優(yōu)化策略與實(shí)踐

在高性能數(shù)字信號(hào)處理與實(shí)時(shí)計(jì)算領(lǐng)域，F(xiàn)PGA憑借其并行處理能力與可重構(gòu)特性成為關(guān)鍵硬件平臺(tái)。Verilog作為主流硬件描述語言，其流水線設(shè)計(jì)技術(shù)可顯著提升系統(tǒng)吞吐量。本文結(jié)合理論模型與工程實(shí)踐，系統(tǒng)闡述基于Verilog的FPGA流水線優(yōu)化策略。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

Verilog FPGA
FPGA時(shí)序約束添加與跨時(shí)鐘域問題解決策略

在FPGA高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，時(shí)序約束與跨時(shí)鐘域處理是決定設(shè)計(jì)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過60%的FPGA項(xiàng)目失敗源于時(shí)序違例或跨時(shí)鐘域信號(hào)同步不當(dāng)。本文結(jié)合Xilinx Vivado工具鏈，系統(tǒng)闡述時(shí)序約束的添加方法及跨時(shí)鐘域問題的解決方案，并提供可復(fù)用的Verilog代碼示例。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

時(shí)序約束 FPGA
FPGA資源利用率提升：LUT與觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)分配策略

在FPGA設(shè)計(jì)中，資源利用率直接影響系統(tǒng)性能與成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法平均導(dǎo)致30%的LUT與觸發(fā)器資源浪費(fèi)，而通過動(dòng)態(tài)分配技術(shù)可將利用率提升至90%以上。本文結(jié)合Xilinx UltraScale架構(gòu)特性，系統(tǒng)闡述LUT與觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)分配原理及實(shí)現(xiàn)方法，并提供可復(fù)用的Verilog代碼示例。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-23

LUT FPGA
一些改進(jìn)AI引擎應(yīng)用程序的延遲和吞吐量的方法

雖然AI引擎是軟件可編程的，但為了在改善AI引擎的延遲和吞吐量方面獲得最佳結(jié)果，了解實(shí)際硬件上發(fā)生的事情非常重要。如果你是一個(gè)FPGA設(shè)計(jì)者，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多并行的FPGA編碼。

電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目集錦
2025-10-22

存儲(chǔ)器 AI引擎 FPGA
深度學(xué)習(xí)算法在FPGA中的硬件加速框架設(shè)計(jì)

深度學(xué)習(xí)算法的廣泛應(yīng)用對(duì)計(jì)算性能提出了嚴(yán)苛要求，傳統(tǒng)CPU/GPU架構(gòu)在能效比和實(shí)時(shí)性方面逐漸顯現(xiàn)瓶頸。FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）憑借其高度可定制的并行計(jì)算架構(gòu)和低功耗特性，成為深度學(xué)習(xí)硬件加速的理想選擇。本文從框架設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)及代碼實(shí)現(xiàn)三個(gè)維度，探討FPGA加速深度學(xué)習(xí)算法的核心方法。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-22

深度學(xué)習(xí) FPGA
通用CNN加速器的指令驅(qū)動(dòng)架構(gòu)與模塊化實(shí)現(xiàn)

隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的飛速發(fā)展，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）在圖像分類、目標(biāo)檢測(cè)等領(lǐng)域取得了顯著成果。然而，CNN的高計(jì)算復(fù)雜度對(duì)硬件平臺(tái)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)這一問題，本文提出了一種基于指令驅(qū)動(dòng)的通用CNN加速器架構(gòu)，通過模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效能、可擴(kuò)展的硬件解決方案。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-10-22

CNN 指令驅(qū)動(dòng) FPGA
從工具革命到生態(tài)擴(kuò)容，Altera全新FPGA解決方案助力快速開發(fā)

近日，在2025年Altera創(chuàng)新者大會(huì)上，Altera帶來了一系列重磅發(fā)布：Agilex?全系列FPGA與SoC FPGA進(jìn)入量產(chǎn)階段、Quartus? Prime 25.3版本軟件工具全面升級(jí)，以及專為中端市場(chǎng)打造的Agilex 5 D系列性能大幅提升。這一系列創(chuàng)新成果，標(biāo)志著Altera正以更敏捷的姿態(tài)，推動(dòng)著可編程邏輯在AI、5G/6G、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的深度應(yīng)用。

行業(yè)資訊
2025-10-14

AI FPGA
Altera? 進(jìn)一步擴(kuò)展Agilex? FPGA產(chǎn)品組合，全面提升開發(fā)體驗(yàn)

在2025年Altera創(chuàng)新者大會(huì)上，Altera推出全新FPGA軟硬件解決方案，以進(jìn)一步拓展可編程邏輯在工業(yè)、視覺、通信及數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的應(yīng)用廣度與擴(kuò)展能力。作為全球最大專注于FPGA的解決方案提供商，Altera將憑借自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為當(dāng)今由AI驅(qū)動(dòng)的世界提供安全、可擴(kuò)展、面向未來的可編程解決方案，以滿足持續(xù)增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

廠商動(dòng)態(tài)
2025-10-09

AI FPGA
實(shí)時(shí)視頻處理的FPGA幀緩沖管理：雙緩沖機(jī)制與DDR4帶寬控制

在4K/8K超高清視頻處理、AR/VR實(shí)時(shí)渲染等應(yīng)用中，F(xiàn)PGA憑借其并行處理能力和低延遲特性，成為構(gòu)建高性能視頻處理系統(tǒng)的核心器件。然而，高分辨率視頻流（如8K@60fps）的數(shù)據(jù)吞吐量高達(dá)48Gbps，對(duì)幀緩沖管理提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：既要避免畫面撕裂，又要防止DDR4內(nèi)存帶寬成為性能瓶頸。本文深入探討FPGA中基于雙緩沖機(jī)制的幀同步策略，以及DDR4帶寬的精細(xì)化控制技術(shù)。

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-09-23

實(shí)時(shí)視頻 DDR4 FPGA
FPGA在雷達(dá)信號(hào)處理中的脈沖壓縮：匹配濾波器設(shè)計(jì)與資源優(yōu)化

雷達(dá)脈沖壓縮技術(shù)通過擴(kuò)展信號(hào)時(shí)寬提升距離分辨率，其核心在于匹配濾波器的設(shè)計(jì)。在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)該技術(shù)時(shí)，需解決資源占用與實(shí)時(shí)性的矛盾。本文結(jié)合頻域脈沖壓縮算法與FPGA資源優(yōu)化策略，提出一種基于動(dòng)態(tài)補(bǔ)零和流水線復(fù)用的匹配濾波器實(shí)現(xiàn)方案，在Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC驗(yàn)證中，資源占用降低42%，處理延遲縮短至傳統(tǒng)方法的1/5。

通信技術(shù)
2025-09-23

濾波器雷達(dá)信號(hào) FPGA
FPGA實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制中的PWM生成：死區(qū)控制與占空比精度調(diào)整

在工業(yè)控制領(lǐng)域，脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源轉(zhuǎn)換和LED調(diào)光等場(chǎng)景的核心。FPGA憑借其并行處理能力和可重構(gòu)特性，成為實(shí)現(xiàn)高精度PWM信號(hào)的理想平臺(tái)。本文聚焦死區(qū)控制與占空比精度調(diào)整兩大關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合硬件架構(gòu)與算法優(yōu)化，探討FPGA在工業(yè)控制中的創(chuàng)新應(yīng)用。

工業(yè)控制
2025-09-23

工業(yè)控制 PWM FPGA
基于FPGA的實(shí)時(shí)視頻編碼：H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)與熵編碼硬件實(shí)現(xiàn)

在4K/8K超高清視頻、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)視覺檢測(cè)等實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)苛的場(chǎng)景中，傳統(tǒng)軟件編碼器因計(jì)算延遲難以滿足需求。FPGA憑借其并行處理能力和硬件可定制特性，成為實(shí)現(xiàn)H.264實(shí)時(shí)編碼的核心平臺(tái)。本文聚焦幀內(nèi)預(yù)測(cè)與熵編碼兩大核心模塊，探討基于FPGA的硬件加速實(shí)現(xiàn)方案。

通信技術(shù)
2025-09-22

實(shí)時(shí)視頻 FPGA
FPGA在實(shí)時(shí)音頻處理中的回聲消除：自適應(yīng)濾波器與收斂速度優(yōu)化

在視頻會(huì)議、智能音箱和VoIP通信等場(chǎng)景中，回聲消除是保障語音質(zhì)量的核心技術(shù)。傳統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）受限于串行計(jì)算架構(gòu)，難以滿足低延遲（

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
2025-09-22

實(shí)時(shí)音頻 FPGA

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FPGA

異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)下FPGA的資源管理策略

除法IP核配置與參數(shù)化設(shè)計(jì)在FPGA中的實(shí)踐

異步緩存設(shè)計(jì)與亞穩(wěn)態(tài)問題在FPGA中的處理

FPGA存儲(chǔ)器映射與幀緩存管理：圖像處理的高效實(shí)現(xiàn)

FPGA實(shí)現(xiàn)最大公約數(shù)算法的減法器優(yōu)化策略

動(dòng)態(tài)位寬調(diào)整與溢出保護(hù)在FPGA中的實(shí)現(xiàn)

定點(diǎn)運(yùn)算在FPGA PID算法中的精度與效率平衡

基于Verilog的FPGA流水線優(yōu)化策略與實(shí)踐

FPGA時(shí)序約束添加與跨時(shí)鐘域問題解決策略

FPGA資源利用率提升：LUT與觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)分配策略

一些改進(jìn)AI引擎應(yīng)用程序的延遲和吞吐量的方法

深度學(xué)習(xí)算法在FPGA中的硬件加速框架設(shè)計(jì)

通用CNN加速器的指令驅(qū)動(dòng)架構(gòu)與模塊化實(shí)現(xiàn)

從工具革命到生態(tài)擴(kuò)容，Altera全新FPGA解決方案助力快速開發(fā)

Altera? 進(jìn)一步擴(kuò)展Agilex? FPGA產(chǎn)品組合，全面提升開發(fā)體驗(yàn)

實(shí)時(shí)視頻處理的FPGA幀緩沖管理：雙緩沖機(jī)制與DDR4帶寬控制

FPGA在雷達(dá)信號(hào)處理中的脈沖壓縮：匹配濾波器設(shè)計(jì)與資源優(yōu)化

FPGA實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制中的PWM生成：死區(qū)控制與占空比精度調(diào)整

基于FPGA的實(shí)時(shí)視頻編碼：H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)與熵編碼硬件實(shí)現(xiàn)

FPGA在實(shí)時(shí)音頻處理中的回聲消除：自適應(yīng)濾波器與收斂速度優(yōu)化

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