大俠好，歡迎來到FPGA技術江湖，江湖偌大，相見即是緣分。大俠可以關注FPGA技術江湖，在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源，或者一起煮酒言歡?！爸缶蒲詺g”進入IC技術圈，這里有近100個IC技術公眾號。

今天給大俠帶來在FPAG技術交流群里平時討論的問題答疑合集（六），以后還會多推出本系列，話不多說，上貨。

Q1：深入應用FPGA技術，對于人形機器人的實用化可能產生哪些影響？為什么？

這里說的深入應用，不是指在9年前已經在工業(yè)機器人中實用化的 “用FPGA實現伺服驅動、驅控一體”，而是指將FPGA的應用范圍拓展到人形機器人的整個控制系統。

具體而言是：

發(fā)揮FPGA高速、并行、運算及引腳資源極其豐富、定時精確（納秒級）、硬件直接實現算法、操作數存取機制簡單且高效、功能極其靈活、開發(fā)調試手段先進的優(yōu)點，將FPGA用于實現（以及協助CPU實現）人形機器人控制系統之中基于多路高速并行協同采樣、高速并行運行多路大運算量協作算法、運算結果的多通道精準協同輸出、具備強實時性（低延遲量+低延遲抖動量）需求的高性能復雜反饋控制算法。

典型算法包括：

基于多個、多模態(tài)傳感器對環(huán)境/本體/任務對象進行實時建模，基于對模型的實時結算獲得環(huán)境/本體/任務對象的特征信息；

運用上述特征信息、基于需要實現的任務目標（例如用洗衣機洗衣服）對人形機器人本體各肢節(jié)進行運動規(guī)劃；

運用上述特征信息對環(huán)境/本體/任務對象的安全性做出判斷、基于判斷結果對人形機器人本體各肢節(jié)進行運動規(guī)劃；

基于上述運動規(guī)劃的結果，對各關節(jié)電機進行運動控制；

以及，以FPGA為核心實現人形機器人控制系統中數據/指令/狀態(tài)的傳輸信道，完成多通道數據流的高帶寬并發(fā)傳輸、精準協同傳輸、強實時性（低延遲量+低延遲抖動量）傳輸。

A：深入應用 FPGA 技術對于人形機器人的實用化可能產生以下重要影響，拙見，僅供參考：

1. 性能提升：FPGA 高速、并行的運算能力能夠極大地提高人形機器人控制系統中復雜算法的執(zhí)行速度。例如，對于基于多個、多模態(tài)傳感器的實時建模和特征信息提取等大運算量任務，能夠實現更快速和精準的處理，從而提升機器人對環(huán)境和自身狀態(tài)的感知能力。

2. 實時響應優(yōu)化：納秒級的定時精確性以及強實時性（低延遲量和低延遲抖動量）的特點，有助于人形機器人在執(zhí)行任務時做出更及時、更穩(wěn)定的響應。這對于需要快速決策和動作調整的場景，如避免碰撞、執(zhí)行緊急任務等，至關重要。

3. 運動控制精度增強：在對各關節(jié)電機的運動控制方面，FPGA 能夠實現更精確和協同的控制，提高機器人運動的準確性和平滑性，使其動作更加自然和高效。

4. 系統靈活性和可擴展性：豐富的引腳資源和靈活的功能配置使機器人的控制系統能夠更容易地適應不同的任務需求和硬件配置變化。當需要添加新的傳感器或執(zhí)行新的任務時，可以通過重新編程 FPGA 來實現，而無需大規(guī)模的硬件改動。

5. 數據傳輸效率提高：以 FPGA 為核心構建的數據傳輸信道能夠實現多通道數據流的高帶寬并發(fā)、精準協同和強實時傳輸，確保機器人各個部分之間的信息交流快速、準確，提高整個系統的協同工作效率。

6. 整體可靠性提升：硬件直接實現算法減少了軟件層面的復雜性和潛在的錯誤，提高了系統的穩(wěn)定性和可靠性，降低了故障發(fā)生的概率。

等等……

綜上所述，深入應用 FPGA 技術有望在性能、實時性、精度、靈活性和可靠性等多個關鍵方面推動人形機器人的實用化進程，使其能夠更好地適應復雜多變的實際應用場景。

Q2：SDRAM掉電能保持多長時間？

A：SDRAM是一種易失性存儲器，掉電后數據無法長期保持。

SDRAM 內部的數據是通過電容來存儲的，而電容器件會隨著時間流逝慢慢放電（存在漏電流），導致數據丟失。

一般來說，SDRAM 掉電后數據的保持時間在幾秒鐘到幾分鐘不等。具體的保持時間會受到多種因素的影響，例如環(huán)境溫度等。在低溫環(huán)境下，數據可能可以保存相對較長的時間，比如 1 個小時左右，但這也不是絕對的，而且長時間的低溫保存并不常見。

需要注意的是，SDRAM 通常用于需要快速讀寫數據的場合，例如計算機的內存。在實際應用中，為了避免數據丟失，系統通常會在掉電前采取措施將重要數據保存到非易失性存儲器（如硬盤、閃存等）中，或者使用不間斷電源（UPS）來維持系統的供電，以確保數據的安全性和完整性。

如果對數據的保存有較高要求，建議使用具有非易失性的存儲介質來長期存儲重要數據，而不僅僅依賴 SDRAM 的短暫數據保持能力。

Q3：FPGA 中常用的編程語言有哪些？

A：在 FPGA 開發(fā)中常用的編程語言主要有以下三種：

1. Verilog：這是一種硬件描述語言，廣泛用于數字電路的設計和建模。它的語法類似于 C 語言，簡潔明了，容易學習和理解。

2. VHDL：也是一種硬件描述語言，具有嚴格的語法和結構，適用于大型、復雜的設計項目。

3. SystemVerilog：是 Verilog 的擴展版本，增加了許多新的特性和功能，如面向對象編程、斷言等，提高了設計的效率和可維護性。

這三種語言是 FPGA 開發(fā)中最為常用的編程語言，開發(fā)者可以根據項目需求和個人偏好選擇適合的語言。

Q4：異步FIFO地址從快時鐘域同步到慢時鐘域的問題，誰能解答一下?。?/h3>

我想問一下異步FIFO地址從快時鐘域同步到慢時鐘域，兩個問題。

1. 是多bit打拍，這樣會不會有時延?

2. 從快時鐘到慢時鐘，會不會漏采樣，就是快時鐘域的地址會被扣掉?

A：1. 多 bit 打拍會有時延。通過多 bit 打拍的方式進行時鐘域同步，必然會引入一定的時延。但這是為了確保在不同時鐘域之間安全地傳遞數據所采取的必要措施。

2. 從快時鐘域到慢時鐘域，存在漏采樣的可能性。在快時鐘域中地址變化較快，如果慢時鐘的采樣頻率跟不上快時鐘域地址的變化頻率，就可能出現漏采樣的情況。

為了減少漏采樣的風險，通常會采用一些特殊的設計技巧，比如使用格雷碼來表示地址，或者增加一些握手信號來確保數據的準確傳輸。

今天先整理四個問題答疑，后續(xù)還會持續(xù)推出本系列。