边缘计算与低功耗设计
需求背景：智能监控、车载娱乐等边缘场景要求设备在有限功耗下实现高性能处理。
技术方案：
- 异构计算架构：结合 FPGA 与 ARM 处理器（如 Xilinx Zynq MPSoC），将实时处理任务（如视频解码、AI 推理）卸载到 FPGA，控制与管理任务由 ARM 内核完成，平衡算力与功耗。
- 动态功耗优化：利用 FPGA 的部分重配置技术，根据负载动态调整工作频率与电压（如 Intel Agilex 的自适应电压缩放），在保证实时性的同时降低功耗。
- 散热与可靠性设计：采用低功耗工艺（如台积电 16nm）和高效散热方案（如散热片 + 风扇），确保设备在高温环境下稳定运行。
工业机器视觉与在线检测
需求背景：高速流水线（如 3C 产品贴片、饮料灌装、锂电池极片检测）的质量检测需 “即拍即判”，若数据上传云端处理，1 秒内流水线已输送数十个工件，不良品会流入下道工序，增加返工成本。
技术方案：
- 底层：采用 NVIDIA Jetson Linux，通过 GStreamer 实现相机数据实时采集与预处理（降噪、对比度增强）；支持多相机协同（如 8 台相机拍摄大型工件），本地完成图像拼接与全局缺陷分析，无需云端合成。
- 加速层：使用 TensorRT 对 YOLOv8-nano 模型进行量化（INT8）和优化，推理速度提升至 1200fps（单帧延迟 0.8ms）；
- 控制层：检测结果通过 EtherCAT 协议实时传输至流水线 PLC，触发剔除机构（响应延迟≤1ms）。检测结果直接触发本地执行器（如气动推杆、灯光报警），实现 “检测 – 拦截” 闭环，避免不良品流转；
能源与电力系统监测
需求背景：智能电网、新能源电站（风电、光伏）需实时监测电力设备状态（如变压器、逆变器），快速识别故障（如短路、电弧），避免大面积停电或设备损坏。
技术方案：
- 硬件架构：边缘终端采用 NVIDIA Jetson Xavier NX（CPU+GPU 异构架构），通过 RS485 总线连接 16 个 FTU（馈线终端单元），同步采集三相电压 / 电流数据。
- 协同处理流程：
- FPGA 预处理（集成于终端）：实时对 16 路信号进行谐波分析（0-50 次谐波），提取故障特征量（如零序电流、突变量），延迟≤2ms；
- GPU 推理：将特征量输入基于 LSTM 的故障定位模型（TensorRT 优化），10ms 内输出故障位置坐标；
- CPU 控制：通过 IEC 61850 协议向开关设备发送分闸指令，总响应延迟≤15ms。