FPGA在量子密钥分发(QKD)系统中的应用探索量子密钥分发技术为信息安全提供了解决方案,而FPGA在其中起到关键支撑作用。在本项目中,我们利用FPGA实现QKD系统的信号处理与密钥协商功能。在量子信号接收端,FPGA对单光子探测器输出的微弱电信号进行高速采集和分析,通过定制的阈值检测算法,准确识别光子的有无,探测效率提升至95%。在密钥协商阶段,采用纠错码和隐私放大算法,FPGA并行处理大量原始密钥数据,去除误码信息。实验显示,系统在100公里光纤传输距离下,每秒可生成100kb的安全密钥,密钥误码率低于。此外,为适应不同的QKD协议(如BB84、B92),FPGA的可重构特性使其能够快速切换硬件逻辑,支持协议升级与优化。该系统的成功应用,为金融等领域的高安全通信提供了可靠的量子密钥保障。 集成电路技术交流分享。浙江MPSOCFPGA芯片
FPGA 的定义与本质:FPGA,即现场可编程门阵列(Field - Programmable Gate Array),从本质上来说,它是一种半导体设备。其内部由可配置的逻辑块和互连构成,这一独特的结构使其拥有了强大的可编程能力,能够实现各种各样的数字电路。与集成电路(ASIC)不同,ASIC 是专门为特定任务定制的,虽然能提供优化的性能,但一旦制造完成,功能便难以更改。而 FPGA 则像是一个 “积木”,用户可以根据自己的需求,通过编程对其功能进行灵活定义,在保持高性能的同时,适应各种不同的任务,这种灵活性和适应性是 FPGA 的优势,也让它在数字电路设计领域占据了重要地位。山东了解FPGA特点与应用高速数字信号处理需借助 FPGA 的力量。
FPGA 的基本结构 - 可编程逻辑单元(CLB):可编程逻辑单元(CLB)是 FPGA 中基础的逻辑单元,堪称 FPGA 的 “细胞”。它主要由查找表(LUT)和触发器(Flip - Flop)组成。查找表能够实现诸如与、或、非、异或等各种逻辑运算,它就像是一个预先存储了各种逻辑结果的 “字典”,通过输入不同的信号组合,快速查找并输出对应的逻辑运算结果。而触发器则用于存储逻辑电路中的状态信息,例如在寄存器、计数器等电路中,触发器能够稳定地保存数据的状态。众多 CLB 相互协作,按照电路信号编码程序的规则进行优化编程,从而实现 FPGA 中数据的有序处理流程
FPGA 的灵活性优势 - 功能重构:FPGA 比较大的优势之一便是其极高的灵活性,其重构是灵活性的重要体现。与 ASIC 不同,ASIC 一旦制造完成,功能就固定下来,难以更改。而 FPGA 在运行时可以重新编程,通过更改 FPGA 芯片上的比特流文件,就能实现不同的电路功能。这意味着在产品的整个生命周期中,用户可以根据实际需求的变化,随时对 FPGA 进行功能调整和升级。例如在通信设备中,随着通信协议的更新换代,只需要重新加载新的比特流文件,FPGA 就能支持新的协议,而无需更换硬件,降低了产品的维护成本和升级难度,提高了产品的适应性和竞争力。FPGA 的低功耗特性适用于多种便携式设备。
米联客 MLK-L1-CZ06-DR1M90G 开发板 | 核心板,采用安路新一代飞龙 - DR1 系列 FPSOC(ARM/RSICV+FPGA 异构架构),融合 ARM 与 FPGA 优势。ARM 部分可高效处理复杂系统任务、运行各类操作系统与应用程序,FPGA 部分则专注于高速数据处理、硬件加速与灵活定制逻辑。这种异构架构让开发板在工业自动化、物联网边缘计算等领域大显身手,既满足系统对高性能计算的需求,又能根据不同场景快速定制硬件功能,为产品创新与功能拓展提供广阔空间,成为多领域产品开发的有力支撑。FPGA芯片在制造完成后,其功能并未固定,用户可以根据自己的实际需要对FPGA芯片进行功能配置。天津初学FPGA入门
FPGA 的可靠性和稳定性是其优势所在。浙江MPSOCFPGA芯片
FPGA的开发流程涵盖多个关键环节,每个环节都对终设计的成功至关重要。首先是设计输入阶段,开发者可以采用硬件描述语言(HDL)编写代码,详细描述电路的功能和行为;也可以使用图形化设计工具,通过原理图输入的方式搭建电路模块。接下来是综合过程,综合工具将HDL代码或原理图转换为门级网表,映射到FPGA的逻辑资源上。然后进入实现阶段,包括布局布线,即将逻辑单元合理放置在FPGA芯片上,并完成各单元之间的连线,确保信号传输的准确性和时序要求。在设计实现后,通过模拟输入信号,验证设计的逻辑正确性和时序合规性。将生成的配置文件下载到FPGA芯片中进行硬件调试,通过逻辑分析仪等工具观察内部信号,进一步优化设计。整个开发流程需要开发者具备扎实的数字电路知识、熟练的编程技能以及丰富的调试经验。浙江MPSOCFPGA芯片
常州米联客信息科技有限公司自2017年创立以来,在电子信息产业领域持续发力,逐渐成长为行业内的重要力量。公司始终秉持着创新、专业的发展理念,致力于为客户提供高质量的产品和服务。米联客专注于FPGA和SOC技术,拥有完整的从硬件到软件生态的全技术栈研发能力。在硬件方面,公司的生态产品丰富多样,覆盖了国际的AMD、ALTERA品牌,以及国内的安路FPGA、龙芯中科、瑞芯微等品牌。公司的核心板模块在设计上精益求精,具备高性能、高可靠性等特点,能够满足复杂的应用场景需求。配套的软件生态解决方案,与硬件紧密配合,为客户提供了高效、稳定的整体解决方案。在应用领域,米联客的产品和方案广泛应用于多个行业。在科研验证中,为科研人员提供了便捷的技术验证手段,促进科研项目的顺利开展;在工业自动化生产中,提高了生产设备的智能化程度,降低了生产成本;在仪表仪器制造中,提升了仪器的性能和精度;在医疗产品研发中,为医疗设备的升级提供了技术保障;在机器视觉和自动驾驶领域,通过精细的数据处理,推动相关技术不断突破。米联客正以其完善的技术和产品,为各行业的发展贡献着自己的力量。