2026年,想用一块小巧的FPGA核心板(比如GoWin的GW1N系列)完成“基于FPGA的智能物联网节点-环境数据加密上传”的趣味项目,在实现传感器数据采集、AES轻量级加密和LoRa/Wi-Fi通信协议栈时,如何克服超低资源FPGA的逻辑和存储限制?
我是一名电子爱好者,手头有一块国产高云GW1N系列的小FPGA核心板,逻辑资源只有几K LUTs,想做一个完整的物联网终端节点。功能规划是:采集温湿度传感器数据,在FPGA内部用硬件实现AES-128加密,然后通过SPI接口控制一个LoRa或Wi-Fi模块将加密数据发送出去。最大的挑战在于资源极其有限。AES算法本身就需要不少逻辑和S盒存储,再加上传感器接口、通信协议的状态机,很担心资源不够。请问在这种资源受限的设计中,有哪些通用的优化策略?比如:1. 是否可以分时复用部分计算单元?2. AES的S盒是用逻辑搭还是用有限的Block RAM实现更划算?3. 如何精简通信协议栈的状态机?有没有类似项目的开源参考设计?