高云FPGA在工業(yè)以太網(wǎng)和數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用及FPGA與Matlab的聯(lián)合仿真

6月20-21日，第七屆西安交通大學(xué)電力電子與工業(yè)自動(dòng)化學(xué)術(shù)年會(huì)（PEREC 2024）在中國(guó)西部科技創(chuàng)新港成功舉辦。本次大會(huì)由西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院電子電力與新能源研究中心主辦，國(guó)內(nèi)外行業(yè)專家、科研學(xué)者、企業(yè)代表、高校師生等歡聚一堂，共同交流探討電力電子與工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的研究成果與關(guān)鍵技術(shù)，其中不乏人工智能、動(dòng)力與儲(chǔ)能電池、構(gòu)網(wǎng)型變流器、綠色新能源等熱門(mén)話題，以應(yīng)對(duì)全球環(huán)境變化的挑戰(zhàn)。
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廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司受邀參與了新技術(shù)講座分享，帶來(lái)《FPGA在工業(yè)以太網(wǎng)和數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用以及與Matlab的聯(lián)合仿真》主題分享。高云半導(dǎo)體市場(chǎng)總監(jiān)趙生勤、技術(shù)主管工程師虞連貴、應(yīng)用部IP研發(fā)工程師楊文軒分別從《FPGA行業(yè)現(xiàn)狀及國(guó)產(chǎn)FPGA發(fā)展情況、《FPGA在工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用》、《FPGA在數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用以及與Matlab的聯(lián)合仿真》三方面展開(kāi)分享，給大家?guī)?lái)了高云在工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)品及解決方案，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境，促進(jìn)工業(yè)向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，以加速工業(yè)4.0愿景的實(shí)現(xiàn)。
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FPGA因其靈活性和可重新配置性而廣泛應(yīng)用于電力、通信、工業(yè)、汽車(chē)、數(shù)據(jù)中心、航空航天等行業(yè)，F(xiàn)PGA技術(shù)也持續(xù)創(chuàng)新，向高集成度、高復(fù)雜度、制造工藝越來(lái)越先進(jìn)方向發(fā)展。相較于國(guó)外FPGA廠商，國(guó)內(nèi)FPGA起步較晚，但隨著近年國(guó)產(chǎn)替代的加速，國(guó)產(chǎn)FPGA廠商發(fā)展也越來(lái)越迅猛，國(guó)產(chǎn)FPGA產(chǎn)品從中低密度向中高密度發(fā)展，高云半導(dǎo)體正是其中一員。高云22nm FPGA產(chǎn)品，以其高性能低功耗、豐富的內(nèi)部資源及兼容性設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，贏得了客戶的廣泛認(rèn)可。
提及國(guó)產(chǎn)FPGA發(fā)展突破口，趙生勤提到，國(guó)產(chǎn)FPGA廠商發(fā)展迅速，中低邏輯規(guī)模器件已經(jīng)完全可以比肩甚至超越國(guó)外品牌，在500K以上邏輯密度的高性能高密度器件上，國(guó)產(chǎn)廠家仍需在軟硬件能力、IP、質(zhì)量管控等方面持續(xù)突破。

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隨著工業(yè)自動(dòng)化向數(shù)字化及智能化發(fā)展，采用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制的應(yīng)用，成為了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。目前，我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線市場(chǎng)上存在著多種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，而高云作為國(guó)產(chǎn)芯片供應(yīng)商，也力求研發(fā)出基于FPGA的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)品。
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Gowin-IES是以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，經(jīng)改進(jìn)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制領(lǐng)域需求的低延遲、高精度同步的實(shí)時(shí)通信從機(jī)系統(tǒng)，具有內(nèi)部延時(shí)小、抖動(dòng)小和數(shù)據(jù)更新快等特點(diǎn)，可高速動(dòng)態(tài)處理報(bào)文，滿足自動(dòng)化對(duì)數(shù)據(jù)高刷新率的要求。Gowin-IES支持高精度的分布時(shí)鐘功能，板間同步精度可以達(dá)到1us以內(nèi)，能夠保證整個(gè)系統(tǒng)的同步控制。

在會(huì)場(chǎng)外，高云展臺(tái)上，大家也可以看到基于Gowin-IE工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線的demo演示。

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DSP作為一種專門(mén)設(shè)計(jì)用于執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理任務(wù)的微處理器，具有高性能、低功耗和高效率的特點(diǎn)，廣泛用于音頻處理、圖像處理、雷達(dá)遙感、汽車(chē)電子等領(lǐng)域。而FPGA具有高度的靈活性、可配置型及并行處理能力，DSP算法和功能可以根據(jù)特定應(yīng)用需求靈活配置DSP資源，而且可以與FPGA邏輯相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字信號(hào)處理，以達(dá)到最佳性能和功耗效率。此外，利用FPGA的快速原型設(shè)計(jì)能力快速驗(yàn)證和調(diào)試DSP算法，可加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
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在分享中，楊文軒以FP Sqrt算法例舉，詳盡的介紹了這種算法在科學(xué)計(jì)算、圖形處理及信號(hào)處理等領(lǐng)域方面的應(yīng)用。也詳細(xì)的介紹了Maltab在FPGA設(shè)計(jì)仿真中的應(yīng)用，Maltab和FPGA的聯(lián)合制作，可廣泛應(yīng)用到數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)、圖像處理、控制系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)、雷達(dá)和無(wú)線電系統(tǒng)等領(lǐng)域。最后用楊文軒也對(duì)高云EDA進(jìn)行了介紹和演示。

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同時(shí)，高云也帶來(lái)了Arora-V家族、晨曦家族、小蜜蜂家族代表產(chǎn)品及開(kāi)發(fā)板展示，贏得了眾多參會(huì)嘉賓的駐足觀看和交流，尤其是對(duì)高云Arora-V系列產(chǎn)品表現(xiàn)了極大的興趣和熱情。
高云Arora V FPGA產(chǎn)品采用先進(jìn)的22納米SRAM技術(shù)，集成12.5Gbps高速SerDes接口，PCIe硬核，MIPI?D-PHY和C-PHY硬核，RISC-V微處理器硬核，支持DDR3接口。擴(kuò)展的Arora V產(chǎn)品目前包括15K、25K、60K和138K LUT器件產(chǎn)品，Arora-V系列產(chǎn)品因其產(chǎn)品創(chuàng)新和高性能，在視頻轉(zhuǎn)接、圖像處理和顯示展示了卓越的性能，贏得了客戶的一致好評(píng)。



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此次研討會(huì)的成功舉辦，不僅展示了高云半導(dǎo)體在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，也為公司未來(lái)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高云半導(dǎo)體將繼續(xù)加大研發(fā)投入，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，為全球客戶提供更優(yōu)質(zhì)、更高效的半導(dǎo)體解決方案。
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