基于FPGA的4K超高清端到端智能視頻壓縮系統(tǒng)定制在視頻技術飛速發(fā)展的當下，4K超高清視頻的應用越來越多，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、自適應歸一化、主變換、超先驗變換以及塊融合網(wǎng)絡等模塊。其中，主變換采用經(jīng)典的全卷積網(wǎng)絡和殘差塊結構，減少了參數(shù)量，便于訓練；塊融合網(wǎng)絡有效抑制了分塊壓縮導致的壓縮效應，提升了重建視頻圖像的質量。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的可重構特性，搭建了超高清采集、神經(jīng)網(wǎng)絡編碼壓縮以及解碼顯示等組件構成的系統(tǒng)原型（FPX-NIC）。將經(jīng)過訓練和部署的網(wǎng)絡權重集成到可重構的硬件計算單元中，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)支持標清到超高清等多種分辨率編碼，在720p分辨率下能夠實現(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。 FPGA 實現(xiàn)高精度數(shù)字時鐘，可自定義顯示格式與鬧鈴功能，計時。安徽FPGA定制項目論壇

    汽車的高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）對行車安全至關重要，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應巡航控制（ACC）系統(tǒng)定制FPGA解決方案。通過在FPGA中精心設計算法，使其能夠高效處理來自毫米波雷達和攝像頭的傳感器數(shù)據(jù)。當車輛行駛時，F(xiàn)PGA實時分析雷達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，在自適應巡航過程中對前車速度變化的響應時間縮短至，有效提升了自適應巡航的安全性和穩(wěn)定性，為駕駛員提供了更可靠的駕駛輔助。 安徽FPGA定制項目學習板定制 FPGA 的智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光自動調光。

需求分析是FPGA定制項目的環(huán)節(jié)。以醫(yī)療影像設備中的FPGA定制為例，需與醫(yī)療設備研發(fā)團隊緊密溝通。明確圖像數(shù)據(jù)處理的精度要求，如在X光影像處理中，要保證對細微病變的準確識別，對圖像分辨率、灰度等級的處理能力有嚴格指標。了解數(shù)據(jù)傳輸速率需求，確保影像數(shù)據(jù)能快速、穩(wěn)定地在設備各模塊間傳輸。同時，考慮設備操作的易用性，從醫(yī)生使用角度出發(fā)，設計友好的控制接口邏輯。精細的需求分析能讓FPGA定制貼合實際應用，提升產(chǎn)品競爭力。

    在航空航天領域，對設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承擔著信號處理和數(shù)據(jù)管理的關鍵任務。一方面，我們利用FPGA實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)的調制和解調，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，進行高效編碼調制后發(fā)送回地面站，同時準確解調地面站發(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中設計了數(shù)據(jù)預處理和壓縮算法，對采集到的數(shù)據(jù)進行篩選和壓縮，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)傳輸成功率達到了，有效保障了衛(wèi)星任務的順利進行。 FPGA 開發(fā)的手勢識別交互設備，通過手勢實現(xiàn)便捷操作。

    航空航天領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峻挑戰(zhàn)。首先的問題是太空中存在大量高能粒子，可能導致FPGA內(nèi)部邏輯錯誤，影響系統(tǒng)正常運行。為應對這一挑戰(zhàn)，需選用具備抗干擾加固技術的FPGA芯片，如Actel公司專為航空航天設計的部分系列產(chǎn)品。其次，航空航天設備對體積和重量限制嚴格，這就要求在FPGA定制設計中，盡可能優(yōu)化硬件架構，采用高密度封裝技術，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重要，任何故障都可能引發(fā)嚴重后果。為此，在設計過程中要進行充分的冗余設計，如關鍵功能模塊采用雙備份或多備份，同時通過嚴格的時序分析驗證，確保系統(tǒng)在各種復雜情況下都能穩(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，合理安排資源和進度，以應對項目中的各種不確定性。設計 FPGA 控制的多軸運動平臺，控制各軸運動軌跡與速度。多功能FPGA定制項目代碼

智能家居的 FPGA 定制項目，讓設備聯(lián)動控制更智能、更便捷。安徽FPGA定制項目論壇

    合理的模塊劃分是FPGA定制項目設計流程中的技巧之一，對項目的可維護性、可擴展性以及開發(fā)效率有著深遠影響。以一個工業(yè)自動化系統(tǒng)的FPGA定制項目來說，依據(jù)系統(tǒng)功能可劃分為數(shù)據(jù)采集模塊、邏輯模塊、通信模塊以及人機交互模塊等。數(shù)據(jù)采集模塊負責從各類傳感器獲取工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，其設計重點在于與不同類型傳感器的接口適配以及數(shù)據(jù)的準確采集；邏輯模塊根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)和預設邏輯，執(zhí)行對工業(yè)設備的操作，需具備的邏輯運算能力和穩(wěn)定的時序；通信模塊實現(xiàn)與上位機或其他工業(yè)設備的通信，要支持相應的通信協(xié)議如Modbus、Ethernet/IP等；人機交互模塊則負責提供友好的操作界面，方便工作人員監(jiān)控和管理系統(tǒng)。在模塊劃分時，應遵循高內(nèi)聚、低耦合原則，使每個模塊功能單一且**，模塊之間通過清晰明確的接口進行數(shù)據(jù)交互。這樣，當項目需求變更或進行功能擴展時，可方便地對單個模塊進行修改或添加新模塊，而不會對整個系統(tǒng)造成過大影響，極大提升項目開發(fā)的靈活性和效率。 安徽FPGA定制項目論壇