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(jié)構(gòu)，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(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)過訓練和部署的網(wǎng)絡權(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。 FPGA 驅(qū)動的舞臺燈光智能控制系統(tǒng)，營造豐富舞臺氛圍。核心板FPGA定制項目

    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。 嵌入式FPGA定制項目模塊數(shù)控機床控制的 FPGA 定制，提高加工精度與生產(chǎn)效率。

    基于FPGA的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)定制項目：在當今安防需求日益增長的背景下，我們開展了基于FPGA的智能安防監(jiān)控系統(tǒng)定制項目。該系統(tǒng)利用FPGA強大的并行處理能力，可同時對多路高清監(jiān)控視頻流進行實時分析。通過集成圖像識別算法，能精細識別人員、車輛以及異常行為，如闖入、徘徊等。在硬件設計上，采用高速數(shù)據(jù)接口，視頻數(shù)據(jù)的傳輸與處理，縮短了從事件發(fā)生到系統(tǒng)報警的響應時間。軟件方面，定制化的操作界面便于用戶直觀查看監(jiān)控畫面、接收報警信息以及進行系統(tǒng)配置。無論是用于商業(yè)場所、住宅小區(qū)還是工業(yè)廠區(qū)，此系統(tǒng)都能提升安防水平，為用戶的財產(chǎn)和安全提供保護，且相較于傳統(tǒng)安防系統(tǒng)，在靈活性和可擴展性上更具優(yōu)勢，能輕松適應不同場景的變化和升級需求。

    FPGA定制的航空航天飛行器導航與控制系統(tǒng)項目：在航空航天領(lǐng)域，飛行器的導航與控制精度直接關(guān)系到飛行安全和任務執(zhí)行的成敗。我們基于FPGA定制的航空航天飛行器導航與控制系統(tǒng)，集成了多種先進的導航技術(shù)，如全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導航系統(tǒng)（INS）等，通過FPGA對多種導航數(shù)據(jù)進行融合處理，精確計算飛行器的位置、速度和姿態(tài)等信息。在控制方面，根據(jù)導航信息和飛行任務要求，F(xiàn)PGA通過控制算法對飛行器的發(fā)動機、舵機等執(zhí)行機構(gòu)進行精確控制，實現(xiàn)飛行器的穩(wěn)定飛行、姿態(tài)調(diào)整和航線跟蹤等功能。該系統(tǒng)具備高可靠性、實時性和抗干擾能力，能夠滿足航空航天飛行器在復雜環(huán)境下的導航與控制需求，為飛行器的安全飛行和任務完成提供堅實保障。 FPGA 實現(xiàn)的電子密碼鎖系統(tǒng)，采用多重加密保障安全。

    在航空航天領(lǐng)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(guān)鍵任務。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，進行高效編碼調(diào)制后發(fā)送回地面站，同時準確解調(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。 樓宇自動化的 FPGA 定制，實現(xiàn)設備集中智能管理。學習FPGA定制項目論壇

環(huán)境監(jiān)測設備的 FPGA 定制，實時采集數(shù)據(jù)，助力環(huán)境保護。核心板FPGA定制項目

    基于FPGA的無線傳感器網(wǎng)絡匯聚節(jié)點設計項目：無線傳感器網(wǎng)絡在環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域有著廣泛應用，而匯聚節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡中的關(guān)鍵設備。我們基于FPGA設計的無線傳感器網(wǎng)絡匯聚節(jié)點，負責收集來自多個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)，并進行處理和轉(zhuǎn)發(fā)。FPGA通過多種無線通信協(xié)議，如ZigBee、LoRa等，與傳感器節(jié)點進行通信連接，接收傳感器節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理方面，F(xiàn)PGA內(nèi)部構(gòu)建了數(shù)據(jù)融合、壓縮和加密等模塊，對收集到的數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，減少數(shù)據(jù)傳輸量，提高數(shù)據(jù)安全性。然后，通過高速網(wǎng)絡接口，將處理后的數(shù)據(jù)上傳至遠程服務器或監(jiān)控中心。該匯聚節(jié)點具有數(shù)據(jù)處理能力強、通信可靠性高、功耗低的特點，能夠提升無線傳感器網(wǎng)絡的整體性能，為大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡的應用提供有力支持。 核心板FPGA定制項目