在户外设备、车载电子系统、能源电力监控等对稳定性、能效比、环境适应性要求严苛的场景中，传统FPGA方案常因功耗过高、抗干扰能力不足或温域受限而难以满足需求。北京稳格科技有限公司凭借多年技术积累，专注于FPGA低功耗设计、工业级/宽温FPGA开发、抗辐射加固三大核心技术，为户外通信基站、新能源汽车BMS、光伏逆变器等场景提供高可靠、低能耗的硬件解决方案，助力客户提升产品竞争力与系统稳定性。

一、FPGA低功耗设计：动态调节与架构优化双管齐下

针对户外设备、便携式仪器等对续航与散热敏感的场景，稳格通过以下技术实现功耗降低30%~60%：

1. 多级电源管理架构：

· 采用分区域供电设计，对闲置模块（如未使用的DSP、BRAM）进行动态断电；

· 集成DC-DC转换器与LDO稳压器，支持1.2V~3.3V宽范围电压调节，减少电源损耗。

2. 动态频率与电压调节（DVFS）：

· 根据算法负载实时调整FPGA时钟频率与供电电压，例如在图像处理空闲期将主频从200MHz降至50MHz，功耗降低75%；

· 支持通过PS（处理系统）端ARM核动态配置PLL参数，实现毫秒级响应。

3. 低功耗算法映射：

· 将卷积运算、FFT等计算密集型任务优化为流水线结构，减少逻辑资源重复切换；

· 采用稀疏化处理技术，跳过零值数据计算，降低乘法器动态功耗。

案例：某户外环境监测终端需连续工作5年以上，原方案采用通用FPGA，静态功耗达2.5W。稳格通过低功耗设计，将静态功耗压缩至0.8W，动态功耗降低40%，电池续航提升至8年。

二、工业级FPGA设计：宽温、抗干扰与长寿命保障

工业设备、车载电子系统常面临振动、电磁干扰、宽温变化等挑战，稳格从硬件到软件提供全维度加固方案：

1. 宽温FPGA选型与适配：

· 选用工业级（-40℃~85℃）或车规级（-40℃~125℃）FPGA芯片（如Xilinx Artix-7T、国产紫光同创PGL22G）；

· 通过热仿真优化PCB布局，确保关键器件（如电源模块、高速串行接口）温升低于15℃。

2. 抗电磁干扰（EMI）设计：

· 采用差分信号传输、磁珠滤波、屏蔽罩封装等技术，抑制100MHz~3GHz频段干扰；

· 符合IEC 61000-4-6标准，通过传导抗扰度（CS）与辐射抗扰度（RS）测试。

3. 长寿命与可靠性验证：

· 执行HALT（高加速寿命试验），模拟温度循环、振动、电源瞬断等极端条件，筛选早期失效器件；

· 提供MTBF（平均无故障时间）≥50万小时的可靠性报告，满足ISO 26262（汽车功能安全）ASIL-B/D等级要求。

案例：某新能源汽车BMS系统需在-40℃~125℃环境下稳定运行，原方案采用商业级FPGA，故障率高达3%。稳格通过车规级FPGA选型与宽温设计，将故障率降至0.05%，并通过AEC-Q100认证。

三、抗辐射加固设计：护航航天/高海拔领域的极端环境

针对航天器、高海拔基站等面临**宇宙射线、单粒子效应（SEE）**的场景，稳格提供三级抗辐射加固方案：

1. 器件级加固：

· 选用抗辐射FPGA芯片（如Xilinx Kintex UltraScale+ RFSoC、国产高云半导体航天级系列），集成三模冗余（TMR）触发器与EDAC（纠错码）模块；

· 通过总剂量辐射测试（TID≥100krad）与单粒子闩锁（SEL）免疫设计。

2. 系统级冗余：

· 采用双FPGA热备份架构，主从芯片通过心跳检测实时同步状态，故障时自动切换耗时＜10μs；

· 支持看门狗定时器（WDT）与软件陷阱（Software Trap）机制，防止辐射导致的程序跑飞。

3. 软件加固技术：

· 开发抗辐射RTOS（实时操作系统），集成内存保护单元（MPU）与任务监控模块；

· 通过形式化验证确保关键算法（如导航解算）在辐射干扰下的正确性。

案例：某低轨卫星通信系统需抵御空间辐射，原方案采用非加固FPGA，在轨3个月后出现数据错误。稳格通过抗辐射加固设计，使系统在轨运行2年无故障，并通过GJB 150A军用环境标准。

四、稳格技术生态：从设计到量产的全流程支持

· 开发工具链：兼容Vivado、Quartus Prime、Libero SoC等主流工具，提供低功耗IP核（如动态时钟门控、电源序列控制器）；

· 仿真验证服务：通过ModelSim进行功耗-时序联合仿真，提前识别热风险与信号完整性问题；

· 量产保障：提供烧录文件加密、生产测试夹具设计、失效分析（FA）等一站式服务，确保每片FPGA均通过100%功能测试。