时间：2024-07-05 来源：网络搜集 关于我们 0
一、课程介绍：
可重构FPGA系统，指FPGA内时序逻辑的发生不是通过调用芯片内不同区域和不同逻辑资源组合实现，而是通过对FPGA全局或局部逻辑进行动态重构实现。局部动态可重构技术，指系统实时运行时只对FPGA内部需要修改逻辑的部分单元进行重新配置，同时其他逻辑不受影响，保持正常工作。
FPGA动态重构技术可以实现硬件资源的时分复用和动态修复，可以应用在自适应硬件系统、嵌入式容错系统、在线检测与容错系统等，以及网络重构平台中作为网络侵入检测和网络远程重构等。
FPGA动态可重构技术可以提高FPGA系统可靠性，尤其在航天器电子系统应用中具有显著优点：
1）在轨重构FPGA系统以纠正设计错误。SRAM工艺的FPGA重构技术能够实现在轨重构硬件设计，可以纠正发射后发现的软件和硬件错误；
2）在轨重构以实现FPGA容错。如果FPGA局部区域电路发生故障或者出现损坏，通过重构FPGA整个或者局部电路修复或者替代损毁部分；
3）不同任务阶段在轨重构。可重构技术能够有效地针对不同任务阶段改变电路功能，达到降低系统复杂度，节约功耗的目的；
4）通过远程重构实现系统升级和维护。例如NASA 2005 年发射的“新地平线号”宇宙探测器，抵达目的地冥王星需要飞行10年时间。使用远程重构技术可以方便地构造新处理系统。
5）自适应控制。由可重构 FPGA 构成的可重构处理器的功能可以自适应地根据任务条件改变。
6）实现保密通信。利用FPGA 可动态重构功能实现动态配置软件无线电，动态更新通信调频序列和加密方式。
二、主办单位：
中国高科技产业化研究会信号处理专家委员会
北京中际赛威文化发展有限公司
北京中际孚歌科技有限公司
北京中际荣威科技有限公司
三、研修时间：2017年5月19-20日( 18日报到)
四、研修地点：北 京（具体地点及路线图详见报到通知）
五、培训目标：
1）理解局部可重构技术术语
2）理解局部可重构设计流程
3）掌握构建局部可重构系统
4）理解局部可重构设计对FPGA资源的影响
5）掌握在Xilinx Virtex系列芯片中设计可重构外设
6）掌握使用局部可重构的不同方法
7）掌握利用Xilinx PlanAhead工具设计、开发和调试局部可重构系统
六、FPGA动态可重构应用领域：
6.1.可重构计算
可重构计算采用一种崭新的计算结构，主要思想是利用可重构逻辑器件（如FPGA）的可重构特性。在实际工作时由通用处理器对FPGA重新配置，实时的分配硬件资源，构造硬件功能模块来完成计算任务。
6.2.可进化硬件
可进化硬件利用 FPGA 的在线可编程技术及动态可重构技术，在系统环境发生变化时，或被放置于未知的环境中时，将 FPGA的配置信息作为染色体，用设计拟合方式来描述电路，通过遗传算法（Genetic Algorithm，GA）对其进行反复的适应度计算、交叉和变异，最终进化出符合环境要求的个体（即电路配置），由此可以产生超出现有模型、技术水平或设计者能力的新颖电路，从而使电路适合环境的变化。
6.3.软件无线电（SDR）
软件无线电技术采用可重构的多标准硬件平台，让器件具有软件重构的类似功能。比如，在软件无线电应用中，基于FPGA的系统在不同时间分别作为发射机和接收机工作，FPGA 在发射模式下能够实现数据压缩，在接收模式下解压。
美国军方利用FPGA可动态重构功能实现的动态配置软件无线电，在每一场战役都使用不同的重配置，实现不同的通信，在战役开始几个小时才更新通信调频序列和加密方式。
6.4.应用实例
1）2002.12，澳大利亚发射的FedSat-1卫星，是世界上第一颗将FPGA可重构技术应用于飞行器的卫星。主要由澳大利亚昆士兰科技大学和美国宇航局（NASA）研制，采用了Xilinx XQR4062 FPGA和Actel FPGA，配有可重构自适应接口。
2）美国新盛世计划中的ST-5（Space Technology 5）卫星和火星侦查卫星采用了可重构处理器，用于以自动编队飞行（Autonomous Formation Flyer，AFF）为目的的Star Light任务以及火星巡视-MarsScout任务。采用FPGA可重构技术，能使编队飞行小卫星系统结构具有很强的适应能力，如星座编队飞行的几何形状和卫星的数目可以根据任务需求来设计和配置，从而具有“可增长性”和“可重构性”，即可以通过阶段性配置逐步提高和扩充星座性能。
3）NASA与澳大利亚的昆士兰大学（University of Queensland）联合开发的可重构可升级计算系统（Reconfigurable Scalable Computing，RSC）。NASA的科研人员能够远程重构FPGA，以使其改变状态或是重新分配计算资源，使其能够动态自重构。这一新的计算系统可用于未来的空间任务如月球、火星及其后续任务中的行星探测、采矿车、相机和传感器等。
4）英国萨瑞大学宇航中心（Surrey Space Centre，SSC）的小卫星数据处理和控制片上系统研究计划（a system-on-a-chip for Small Satellite Date Processing and Control Architectural Study），通过使用FPGA来完成可重构片上系统（System on Chip，SOC），将一颗卫星平台的电子系统部分集成在一片SOC中，为星载动态重构系统提供可行的方法，能够让工程人员在地面远程实时控制SOC计算机平台，可以在不中断系统功能的情况下进行操作。
5）英国萨瑞（Surrey）大学正将可重构FPGA构成的SOC应用到飞行器电子系统的设计中，对系统实现在轨实时重构，用于Pico-Satellite Constellations在低轨道（LEO）飞行时完成地面观测和遥感遥测，确保在正常的操作情况下在轨改变系统功能，实现自我修复和更新，提高设备的寿命和改善其性能。
6） 由NASA JPL资助的TAP计划（Technology and Applications Program）中，研制用于无线网络通信的可重构处理器。这种可重构的体系结构，使用FPGA部局部动态重构技术能够快速完成通信和导航信号处理功能，能使通信设备使用寿命延长，能够在网络中动态操作不同节点，同时和不同网络进行兼容。
七、课程主要内容：
1)部分重配置简介
2)PlanAhead 简介
3)实验 1：部分重配置设计流程简介：分步介绍采用 PlanAhead 工具和预构建设计(pre-build design) 的部分重配置设计流程。通过使用 iMPACT 程序在Virtex-5开发板上对 Virtex-5 FPGA 进行全面和部分配置来验证功能性。
4)分区和时钟应考虑的设计事项
5)时序约束与分析
6)实验 2：应用时序约束并进行分析：使用 Xilinx 综合技术 (XST) 对部分模块进行综合。对设计进行布局规划、创建时序约束，并实现设计。对结果进行后端注释和分析。通过使用 iMPACT 程序在 XUP Virtex-5 开发板上对 Virtex-5 FPGA 进行全面和部分配置来验证功能性。
7)EDK 简介
8)定义可重配置外设应考虑的设计事项：
9)实验3：使用 Xilinx Platform Studio (XPS) 硬件内部配置访问端口 (HWICAP) pcore 进行重配置：创建能够用 XPS HWICAP pcore 和存储在紧凑型 Flash 卡上的部分比特流对外设进行重配置的基于处理器的应用使用系统 ACE 控制器执行全面配置。在用户应用控制下执行部分重配置。
10)通过用户逻辑驱动 ICAP 时的设计注意事项
11)使用 ChipScope软件对部分重配置设计进行调试
12)实验4：通过用户逻辑驱动 ICAP ，并使用 ChipScope 进行调试：使用 ICAP 相关逻辑来执行部分重配置。提供的逻辑无需使用处理器系统即可执行部分重配置。使用 ChipScope 对设计进行调试。
13)设计可重配置的 FSL 外设
14)实验5：重配置 Flash 存储器中的快速单工链路 (FSL) 外设：设计具有 FSL 外设的处理器系统，并使用存储在 flash 存储器中的部分比特流对其进行重配置。
15)采用系统生成器 (System Generator) 内核进行设计
16)实验6：可重配置的音频滤波器：使用在系统生成器 (System Generator) 中生成的音频滤波器内核来开发能提供各种滤波功能的可重配置系统。
八、授课讲师：
王老师：工学博士，教授，博士生导师，毕业于北京理工大学信号与信息处理专业，美国加州大学戴维斯分校高级访问学者。现任某大学光电器件与系统研究所所长、Xilinx信号传输与处理联合实验室主任，中国高科技产业化研究会信号处理专家委员会委员。中际赛威FPGA技术高级研修课程主讲讲师，Xilinx大学计划主讲讲师。理论功底扎实，实践经验丰富。近年来主持过多项基于FPGA的大型开发项目，主讲过各层次FPGA技术培训课程超过1000小时，深受学员好评。
九、收费标准：3200元/人，含资料、午餐、课时费、证书。
十、报名热线：010-64113137
