適用於軍事、航太與政府應用的FPGA解決方案
探索尖端的高效能FPGAs如何提供彈性、效能與生產力,以支持未來軍事、航太和政府 (MAG) 應用。
利用高效能FPGAs推進新一代解決方案
高性能FPGAs(現場可程式設計門陣列)已成為推進軍事技術的關鍵,為國防應用提供了無與倫比的功能。隨著軍事行動越來越依賴即時數據處理、安全通信和複雜的信號處理,FPGAs提供了一個靈活、高效能和長生命周期的解決方案。這些多功能半導體元件可以重新配置以滿足不斷變化的需求,從而快速適應新出現的威脅和複雜的場景。憑藉其處理高速計算和與各種系統集成的能力,高性能FPGAs處於提高作戰效率、確保強大安全性和支援下一代軍事技術的最前沿。
在MAG應用中使用FPGAs的優勢
實時適應性
FPGAs在部署後可重新程式設計,使軍事和國防系統能夠迅速適應不斷變化的作戰要求、新出現的威脅和新的協定。這種靈活性不需要更換硬體。
卓越的硬體等級安全性
FPGAs提供內建的加密和防篡改功能,使其成為保護軍事、政府和航太應用中敏感數據和機密資訊的高度安全選項。其靈活性允許實施自定義安全協定,確保抵禦不斷變化的網路威脅。
效能與省電兼顧
FPGAs 可以處理高頻寬、運算密集型任務,例如雷達處理、通訊加密和訊號智慧,同時保持低功耗。電源效率和高性能的這種平衡對於航空航太和國防系統尤其有益,在這些系統中,能源資源往往有限,任務壽命至關重要。
系統使用壽命與靈活性
FPGAs可以重新程式設計和升級,而無需完全更換硬體,使其在長期軍事和國防用途中具有成本效益。它們的多功能性確保防禦系統能夠隨著技術進步和任務要求而發展,從而降低硬體過時的頻率和成本。
雷達與電子戰
在雷達和電子戰 (EW) 系統中整合FPGAs,可提供無與倫比的效能、適應性、實時處理能力和可擴充性。這些功能使系統能夠滿足不斷增長的數據需求,精確地響應電子威脅,並確保在苛刻環境中的可靠性。
雷達技術對於防禦、監視和導航至關重要,但不斷增長的數據需求、適應性要求和環境挑戰將系統設計推向極限。
FPGAs將高速數據轉換器、先進的訊號處理模組和可擴充資源整合至小巧高效的封裝中,提供無與倫比的效能。一位客戶表示,使用 Altera 的 Agilex™ 9 Direct RF FPGAs 和 SoC 有助於“將冰箱大小的設備縮小到魔方”。這些功能使雷達系統能夠滿足不斷增長的頻寬需求、執行數位波束成形並即時追蹤多個目標,同時在嚴苛的環境中保持可靠性。
FPGAs雷達系統專為長期耐用性而設計,可無縫適應不斷變化的任務需求,確保雷達系統保持堅固、高效併為未來做好準備。
電子戰 (EW) 是現代防禦的核心,需要快速的適應性和精確性來應對日益複雜的電子威脅。高頻寬需求、頻率捷變和超低延遲是設計人員在開發有效的 EW 系統時面臨的主要挑戰。
FPGAs提供無與倫比的靈活性和效能,使 EW 系統能夠管理高頻寬、適應各種頻率範圍以及即時回應威脅。通過將先進的訊號處理和可重新配置的資源集成到緊湊、高效的設計中,FPGAs提供了即時回應所必需的適應性和速度。
Direct RF 系列 FPGA 評估平台示範
瞭解 Direct RF 系列 FPGA 評估平台與簡短的市場概要,並利用平台示範三項 RF 效能調查:ADC 雜訊頻譜密度、ADC 無失真動態範圍、DAC 互調失真。
工具 | |
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Quartus® Prime 軟體套件 | 適用於硬體開發人員和系統架構師的 Altera® FPGAs、CPLD 和 SoC FPGAs 設計每個階段的完整開發工具套件。 |
Direct RF 設計套件 | 專門用於 Agilex™ 9 FPGA 和 SoC Direct RF 開發平臺的開發工具,以及設計範例。請聯繫 Altera 銷售人員瞭解更多詳情。 |
DSP Builder | 簡化訊號處理架構的建立,加速FPGA設計工作流程。 |
為目標分類和優化等高級雷達功能提供機器學習工具。 |
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為FPGAs提供優化的浮點演算法,為高級雷達和電子戰應用提供精確的計算。 |
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支援整數和浮點運算,為各種雷達和人工智慧應用帶來靈活性。如需其他Altera®FPGA系列,請參閱器件概覽與數據手冊的可變精度 DSP 模組部分。 |
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Direct RF 設計範例與示範頁面,有助於快速啟動設計流程。 |
安全通訊
FPGAs在安全通信系統中,可實現安全的數據處理、強大的加密和獨立的任務操作,確保惡劣環境中的可靠性,同時塑造關鍵任務防禦應用的未來。
安全的通訊需要在嚴格的 SWaP(尺寸、重量和功率)限制下具有適應性、可靠性和效率。為了滿足這些需求,FPGAs實現了軟體定義的波形、先進的訊號處理和低延遲的多通道數據處理。
嚴格的邏輯分離可確保加密和未加密的數據保護,而強化的加密服務(包括加密塊和密鑰管理子系統)則提供安全的加密、身份驗證和符合軍事標準。
FPGAs具有多個處理器,可實現獨立任務操作,並通過緊湊、高效的設計減少 SWaP 負擔。它們在惡劣條件下具有防篡改功能和彈性,可提供可靠的性能,使其成為無人機、海軍系統和其他關鍵任務應用中不可或缺的功能。
航空航太與航空電子設備
航空電子設備中的FPGAs可確保精確、可靠的性能,支援即時感測器數據處理、自適應飛行控制並符合 DO-254 等安全標準。
在安全和精度至關重要的航空航太和航空電子領域,FPGAs提供無與倫比的可靠性、效率和適應性。它們支持關鍵型安全功能的冗餘獨立處理路徑,例如航空電子系統中的即時感測器數據處理,從而符合 DO-254 等嚴格的安全標準。
FPGAs針對電源效率進行了優化,是緊湊、重量敏感的應用的理想選擇。其可重新配置的設計為自適應飛行控制系統提供動力,無需重新設計硬體即可即時更新和無縫集成新需求。借助這些功能,FPGAs增強系統可靠性、降低功耗,並使組織始終處於航空航天創新的最前沿。
工具 | |
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Quartus® Prime 軟體套件 | 適用於硬體開發人員和系統架構師的 Altera® FPGAs、CPLD 和 SoC FPGAs 設計每個階段的完整開發工具套件。 |
FPGA AI 套件 | 支援FPGA設計、機器學習工程師和軟體開發人員高效創建優化的FPGA AI平臺。 |
視訊視覺處理套件 | 新一代FPGA IP 集合,可用於協助開發自定義視訊與圖像處理設計。 |
DSP Builder | 協助在FPGAs上設計數位訊號處理 (DSP) 應用程式。 |
政府分析與高效能運算
並行處理、能源效率和即時性能使 FPGAs 在政府分析和 HPC 應用程式中至關重要。它們可以優化磁碟壓縮和浮點運算等任務,增強可擴充性並減少硬體佔用空間,從而實現具有成本效益的高效能系統。
在數據驅動的世界中,政府機構面臨著雙重挑戰,一方面要管理海量數據集,另一方面要實現成本效益和效能提升。
FPGAs提供了多功能解決方案,通過並行處理和優化數據重組來提高性能,從而加快搜索和檢索速度。例如,利用FPGAs進行磁碟壓縮和糾刪編碼可以減少RAID冗餘,將硬碟從10個減少到6個,從而顯著降低成本。Apache Arrow 和 Pulsar 等工具進一步利用FPGAs來簡化非結構化數據處理,實現對關鍵資訊的快速訪問。
透過提供速度、可擴充性和最小化硬體佔用空間,FPGAs協助機構滿足當前需求並適應不斷變化的技術需求。
在不斷發展的高效能運算(HPC)格局中,FPGAs正在重新定義複雜的模擬和大規模數據處理,具有卓越的電源效率和可自定義性。
FPGAs在功耗敏感的應用中表現出色,在射電望遠鏡和大規模模擬等任務中以較低的能源成本提供高性能。他們的定製設計可優化重複工作負載,例如浮點運算和實時天氣分析,從而加快決策速度並提高準確性。
透過增強記憶體頻寬和並行處理,FPGAs效能超越傳統解決方案,使組織能夠在 HPC 需求增長時達到最佳效能和能源效率。
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Agilex™ 9 FPGA 和 SoC 型裝置
採用 Agilex™ 7 FPGA 與 SoC 的裝置
採用 Agilex™ 5 FPGA 與 SoC 的裝置
Stratix® 10 個 FPGA 和 SoC 型裝置
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SHIP(最先進的異質整合封裝計劃)
美國國防部授予Altera®一份合同,以確保美國獲得最先進的微電子封裝。SHIP 計劃支援國內半導體製造和封裝能力的進步,為 DoD 和 DIB 提供多元化的供應鏈和 IP 保護,同時支援美國半導體的研發。