面向军事、航空与政府应用的 FPGA 解决方案
了解领先的高性能 FPGA 如何提升灵活性、性能和生产力，以支持未来的军事、航空与政府 (MAG) 应用。
利用高性能 FPGA 促成下一代解决方案
高性能 FPGA（现场可编程门阵列）已成为推进军事技术进步的关键，可为国防应用提供无与伦比的功能。军事行动越来越依赖实时数据处理、安全通信和复杂的信号处理，而 FPGA 提供了一种灵活、高性能且生命周期较长的解决方案。这些多功能半导体组件可以重新配置，以满足不断变化的需求，从而快速适应新兴的威胁和复杂场景。高性能 FPGA 能够处理高速计算并与各种系统集成，在提高运营效率、确保强大的安全性以及支持下一代军事技术方面处于领先地位。
在 MAG 应用中使用 FPGA 的优势
实时适应性
FPGA 在部署后可重新编程，从而使军事和国防系统能够快速适应不断变化的运营要求、应对新兴威胁，并遵循新的协议。实现这种灵活性不需要更换硬件。
卓越的硬件级安全性
FPGA 提供内置加密和防篡改功能，因而成为保护军事、政府和航空应用中敏感数据和机密信息的高度安全的选项。它们十分灵活，支持实施自定义安全协议，确保可抵御不断变化的网络威胁。
性能和能效
FPGA 可以处理高带宽、计算密集型任务，如雷达处理、通信加密和信号情报，同时保持低功耗。这一能效与高性能之间的均衡对于航空航天和国防系统尤其有益，在这类系统中，能源资源往往有限，而任务持续期限至关重要。
系统使用寿命和灵活性
FPGA 可在无需完全更换硬件的情况下进行重新编程和升级，因而在长期的军事和国防使用中极具成本效益。它们功能全面，可确保国防系统随着技术的进步和任务要求的变化而不断改进，从而减少硬件过时的频率及由此带来的成本。
雷达和电子作战
FPGA 集成到雷达和电子作战 (EW) 系统中，可实现无与伦比的性能、适应性、实时处理和可扩展性。借助这些功能，系统得以满足不断增长的数据需求，精准应对电子威胁，并在要求苛刻的环境中确保可靠性。
雷达技术对于国防、监控和导航至关重要，但不断增加的数据需求、适应性要求和环境挑战已经让系统设计毫无发挥的余地。
FPGA 通过将高速数据转换器、高级信号处理模块和可扩展资源集成到紧凑高效的包中，实现无与伦比的性能。一位客户分享说，利用 Altera Agilex™ 9 直接射频 FPGA 和 SoC 可帮助“将冰箱大小的设备缩小为魔方大小”。借助这些功能，雷达系统得以应对不断增长的带宽要求，执行数字波束成形，并实时跟踪多个目标，同时在要求苛刻的环境中保持可靠性。
FPGA 专为长期耐用性而设计，可无缝适应不断变化的任务需求，确保雷达系统始终功能强大且高效，并为未来做好准备。
电子作战 (EW) 是现代防御的核心，需要具备快速适应性和精准度，才能应对日益复杂的电子威胁。高带宽要求、频率捷变和超低延迟是设计人员在开发高效 EW 系统时面临的几个主要挑战。
FPGA 可提供无与伦比的灵活性和性能，使 EW 系统能够管理高带宽，适应频率范围，并实时应对威胁。FPGA 通过将高级信号处理和可重新配置的资源集成到紧凑高效的设计中，可实现实时响应所必需的适应性和速度。
直接射频系列 FPGA 评估平台演示
了解直接射频系列 FPGA 评估平台，同时了解市场概况，并使用该平台展示三种射频性能扫描：ADC 噪声频谱密度、ADC 无杂散动态范围和 DAC 互调失真。
| 工具 | |
|---|---|
| Quartus® Prime 软件套件 | 针对 Altera® FPGA、CPLD 和 SoC FPGA 设计的每个阶段为硬件开发人员和系统架构师提供一套完整的开发工具。 |
| 直接射频设计套件 | 专用于 Agilex™ 9 FPGA 和 SoC 直接射频开发平台的开发工具，以及设计示例。联系 Altera 销售部门以获取更多详细信息。 |
| DSP Builder | 简化信号处理架构的创建，加快 FPGA 设计工作流程。 |
提供用于高级雷达功能的机器学习工具，如目标分类和优化。 |
|
为 FPGA 提供优化的浮点运算，从而面向高级雷达和 EW 应用实现精准计算。 |
|
支持整数和浮点运算，从而灵活处理各种雷达和 AI 应用。有关其他 Altera® FPGA 产品家族，请参阅“设备概览和数据表”中的“精度可调 DSP 模块”部分。 |
|
“直接射频设计示例和演示”页可帮助快速启动设计流程。 |
|
安全通信
安全通信系统中的 FPGA 可实现安全的数据处理、强大的加密和独立的任务操作，从而确保恶劣环境中的可靠性，同时塑造未来的任务关键型国防应用。
安全通信要求在严格的 SWaP（尺寸、重量和功耗）限制下实现适应性、可靠性和效率。为满足这些要求，FPGA 支持软件定义的波形、高级信号处理和低延迟多通道数据处理。
严格的逻辑分离可确保加密和未加密的数据得到保护，而包括加密模块和密钥管理子系统在内的增强加密服务可实现安全加密、身份验证并符合军事标准。
借助多个处理器，FPGA 可实现独立的任务操作，并通过紧凑高效的设计降低 SWaP 方面的负担。它们在恶劣条件下实现了防篡改功能和恢复能力，提供可靠的性能，因此对于无人机、海军系统和其他任务关键型应用而言不可或缺。
其它
- 设计分离（设计示例）
- Altera 安全方法用户指南（RDC ID 编号 724441）。访问本文档需要签订保密协议。请联系 Altera® 销售部门以获取本文档和其他安全相关的机密文档的访问权限。
航空航天和航空电子
航空电子领域的 FPGA 可确保精准、可靠的性能，支持实时传感器数据处理和自适应飞行控制，且符合 DO-254 等安全标准。
在航空航天和航空电子领域，安全性和精度至关重要，而 FPGA 可实现无可比拟的可靠性、效率和适应性。它们支持将冗余、独立处理路径用于安全关键型功能，如航空电子系统中的实时传感器数据处理，从而可遵循严格的安全标准，如 DO-254。
FPGA 可进行优化以满足能效要求，非常适合紧凑的重量敏感型应用。其设计可重新配置，因而可为自适应飞行控制系统助力，无需进行硬件重新设计即可实现实时更新和无缝，满足各种新要求。借助这些功能，FPGA 可提高系统可靠性，降低功耗，并使组织始终处于航空航天创新的前沿。
| 工具 | |
|---|---|
| Quartus® Prime 软件套件 | 针对 Altera® FPGA、CPLD 和 SoC FPGA 设计的每个阶段为硬件开发人员和系统架构师提供一套完整的开发工具。 |
| FPGA AI 套件 | 支持 FPGA 设计师、机器学习工程师和软件开发人员高效创建优化的 FPGA AI 平台。 |
| 视频视觉处理套件 | 下一代 FPGA IP 的集合，可用于促进定制视频和图像处理设计的开发。 |
| DSP Builder | 帮助设计基于 FPGA 的数字信号处理 (DSP) 应用。 |
政府分析和高性能计算
并行处理、能效和实时性能，这些使得 FPGA 在政府分析和 HPC 应用中至关重要。它们可优化磁盘压缩和浮点计算等任务，提高可扩展性，并减少硬件占用空间，从而实现经济高效的高性能系统。
在数据驱动型环境中，政府机构面临着双重挑战，既要管理海量数据集，又要实现成本效益和性能提升。
FPGA 提供了一种功能完备的解决方案，可通过并行处理提高性能，同时优化数据重组，加快搜索和检索。例如，利用 FPGA 进行磁盘压缩和擦除编码可减少 RAID 冗余，将硬盘驱动器从 10 个减少到 6 个，从而显著降低成本。Apache Arrow 和 Pulsar 等工具可进一步利用 FPGA 来简化非结构化数据处理，从而快速访问关键信息。
FPGA 可可提高速度和扩展性，并最大限度减少硬件占用空间，可帮助各机构满足当前需求，并适应不断变化的技术需求。
在不断变化的高性能计算 (HPC) 环境中，FPGA 正在重新定义复杂仿真和大规模数据处理，同时带来出色的能效和可定制性。
FPGA 在功耗敏感型应用中表现出色，可在射电望远镜和大规模仿真等任务中实现高性能，同时降低能源成本。其定制化设计可优化重复性工作负载，如浮点计算和实时天气分析，从而加快决策，提高准确性。
FPGA 可增加内存带宽并增强并行处理能力，因而超越了传统解决方案，使组织面对 HPC 需求的增长能够获得最佳性能和能效。
Altera® 合作伙伴解决方案入门
探索 MAG COTS 解决方案
基于 Agilex™ 9 FPGA 和 SoC 的设备
基于 Agilex™ 7 FPGA 和 SoC 的设备
基于 Agilex™ 5 FPGA 和 SoC 的设备
基于 Stratix® 10 FPGA 和 SoC 的设备
SHIP（最先进的异构集成封装计划）
美国国防部已与 Altera® 签订合同，以确保美国能够获得最先进的微电子封装。SHIP 计划可提升国内的半导体制造和封装能力，为 DoD 和 DIB 提供多样化的供应链和 IP 保护，同时支持美国半导体的研发。