现代交通的演进正加速推动对控制系统的需求——这类系统不仅要快速精准，还需具备较高的适应性与效率。莱迪思FPGA以低功耗、可编程逻辑为各行业工程师赋能，支持实时数据处理、智能系统协同及硬件的快速适配。其中一个突出应用便是超级高铁这一未来交通概念。
Swissloop是一个由苏黎世联邦理工学院支持的学生主导项目，处于超级高铁研发的前沿。该团队专注于提升这种新型交通方式的实际应用潜力，既参与过最初的SpaceX超级高铁竞赛，也投身于其后续赛事“欧洲超级高铁周（EHW）”，并在这些赛事中凭借工程成就广受认可。2023年，Swissloop在爱丁堡举办的欧洲超级高铁周上斩获5项大奖；2024年，该团队首次展示了（超级高铁的）真空兼容性与客运能力，再获3项奖项，并取得总体第三名的成绩。
这些原型的核心是控制架构——而该架构的核心则是莱迪思MachXO3™ FPGA。
Swissloop 2024年的原型机“Sarah Springman”采用了定制的线性开关磁阻电机（LSRM）和电磁悬浮系统（EMS）。这款座舱重426公斤，加速度达1.14倍重力加速度。其推进系统包含3个定制的通用功率转换器——这些转换器同时也为EMS提供支持，实现座舱的悬浮与横向稳定。
协调这些系统需要具备毫秒级精度的实时控制环。该团队基于莱迪思MachXO3 FPGA开发了全新的通用控制板（GPCB），该控制板配备512兆位伪静态随机存取存储器。FPGA负责管理多种嵌入式逻辑功能：座舱与助推器状态机、高速信号采集，以及推进系统、悬浮系统和助推器系统的控制环。助推器采用三相线性同步电机，在运行初始阶段为座舱加速，横跨4个轨道单元，由另外6个通用功率转换器供电。助推器、悬浮系统和推进系统的所有控制逻辑均通过莱迪思FPGA实现——这为系统赋予了低延迟、稳定可靠的运行特性，满足了真空环境下高速安全运行的需求。
在高速环境中，精度至关重要。Swissloop的座舱采用二进制光闸传感器来追踪其在轨道上的位置。莱迪思MachXO3 FPGA对这些传感器数据进行实时读取和处理，实现了亚毫米级的位置追踪精度。悬浮系统配备8个电磁铁，每个电磁铁都需要独立的电流控制环，以维持座舱在轨道内的垂直高度和横向对准。单个MachXO3 FPGA可同时处理所有控制环和传感器数据采集——在不影响响应时间的前提下最大化硬件效率。
另外的MachXO3 FPGA还用于助推器部分，它们同时管理电流控制和座舱在助推器区域内的定位。这种能够并行处理控制任务并将其集成到低功耗可编程架构中的能力，是Swissloop系统稳定性和可扩展性的关键。
搭载莱迪思MachXO3 9400C的2024年版通用控制板
Swissloop的模块化系统设计使团队能够独立构建、测试和改进每个子系统。所有推进、悬浮和助推器系统都依赖于由FPGA逻辑板控制的通用功率转换器。这种逻辑分离提高了系统可靠性，并缩短了故障排查时间——这对于每个赛季都在研发全新原型机的团队而言至关重要。
目前，Swissloop团队正在研发其下一代FPGA控制板，同样基于莱迪思MachXO3系列。新设计将把电流控制直接集成到每个功率转换器上，以减少延迟并进一步提升系统级效率。
搭载MachXO3 9400C的FPGA控制板
今年在荷兰格罗宁根举办的欧洲超级高铁周上，Swissloop团队再次展示了其对推进超级高铁技术的投入。他们不仅体现了学生工程师们的创新才智与技术实力，也彰显了技术赋能的影响力——这些技术帮助他们将宏大构想转化为屡获殊荣的强大系统。
像Swissloop这样的创新团队选择莱迪思FPGA解决方案，正是看重其低功耗特性、可靠的性能和灵活的架构。凭借低功耗优势、设计灵活性和精准控制能力，莱迪思解决方案支持快速原型开发、可靠的系统管理和可扩展性能，赋能下一代工程师将大胆构想变为现实。
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