在FPGA上实现及优化加速卷积神经网络的方法

本文在FPGA芯片zynq7020上实现了一种基于Lenet-5卷积神经网络的AI芯片设计,采用了将卷积操作转换为矩阵乘法、并行计算、流水线计算等技术来加速CNN的运算速度,提高了片上系统性能,并利用该芯片,实现了对手写数字集MNIST的快速准确识别.实验证明,在分类准确率几乎相同的前提下,该AI芯片与ARM Cortex-A9 CPU在处理相同批量MNIST数据集时实现了大约22倍的加速.并且该AI芯片在实现CNN的设计时采用了Vivado软件编程替代传统的硬件语言,降低了软件开发人员开发FPGA的门槛.     

基于FPGA的小功率立体声发射机的设计

介绍了基于FPGA,利用数字频率合成技术实现的小功率立体声FM调频发射机的设计.采用FPGA完成对核心芯片MC145152的控制,可自动改变并测量发射频率并用液晶显示;同时实现了频率扩展、自制音源、立体声编码等功能,使该方案更加完善、实用.本设计基于超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的XC2S2005PQ-208芯片上编程实现,经测试,整机功能齐全,性能指标优良.     

基于FPGA的液晶驱动智能片上系统设计

基于FPGA的液晶驱动智能片上系统的设计方法.SOPC系统以FPGA为核心控制器,在Altera公司CycloneⅢ系列芯片EP3C25F324C8Z上,以SOPC Builder为设计环境,搭建了NiosⅡ嵌入式处理器及相应的外围驱动电路;利用FPGA丰富的逻辑资源及结合按各个功能分块的模块化设计思想,设计了SDRAM模块、FLASH模块、VGA模块、PLL模块等IP软核,并将多个模块组建到一片FPGA芯片上,实现了640×480液晶显示驱动控制.经过调试验证了基于FPGA硬件设计的正确性、可行性.     

基于FPGA的M4K块配置ROM字符数据存储VGA显示

为了克服通用VGA控制系统核心体系结构不易修改的问题,设计并实现了一种基于FPGA显示控制系统。采用Altera的CycloneⅡEP2C5Q208C8为核心控制芯片,用Verilog HDL语言实现了各个模块,并利用FPGA内部的RAM实现了VGA对汉字的显示。设计结果表明,图像和彩带信号以及文字能由FPGA处理器控制、显示。     

基于NiosⅡ软核的网络化病人监护系统设计

介绍了利用32位NiosⅡ软核处理器和FPGA芯片来实现网络化病人生理参数监护系统的方法,讨论了硬件系统的基本构成、操作系统移植以及系统软件部分的设计问题。     

基于NiosⅡ的电子收费专用芯片验证与测试平台设计

通过NiosⅡ处理器及可编程片上系统（SOPC）,设计了一套电子收费（ETC）专用芯片的验证与测试平台．该平台采用Altera CyeloneⅡ EP2C35F672C6N现场可编程门阵列（FPGA）芯片,根据ETC专用芯片的功能,对FPGA芯片内的NiosⅡ处理器核配置相关外设．并编写NiosⅡ应用软件,完成ETC专用芯片的FPGA验证和测试．实践表明。该平台可以提高系统的可复用性,缩短芯片开发周期,降低成本．     

基于NiosⅡ软核的LCD控制器的设计

可编程片上系统SOPC是Altera公司提出的一种灵活、高效的片上系统解决方案。由于液晶显示器在便携式仪器仪表中的应用日益广泛,着重介绍一种以嵌入了NiosⅡ软核处理器的可编程逻辑芯片FPGA为控制器,以KS 0108-LCD为主要外设,利用SOPC技术实现的液晶显示控制系统的软硬件设计方法,给出了部分程序代码。系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、便于扩展等优势。     

基于FPGA的QPSK调制器设计与实现

采用FPGA设计芯片技术对多进制数字通信技术的QPSK调制器实现进行了设计研究,将调制器中原有多种专用芯片的功能集成在一片大规模可编程逻辑器件FPGA芯片上,实现了高度集成化、小型化.实际研究仿真表明,该方案具有突出的灵活性和高效性,为设计者提供了多种可自由选择的设计方法和工具.     

一种应用于FPGA设计的GSFAP算法的优化

自适应滤波是应用在时变的未知系统中的关键技术,基于高斯-赛德迭代的快速仿射投影算法（FAP）是自适应滤波中解决输入信号相关性较高问题的一种较优算法,通过对这个算法的深入研究,以变换矩阵运算为基础,提出了一种应用于FPGA设计的优化方法.优化后的算法与原算法相比,运算更加简单,并易于在FPGA上实现.以ALTERA公司的CYCLONEⅡ芯片为目标设计芯片,为利用该芯片上集成的嵌入式乘法器对优化后的算法进行模拟设计建立了基础.     

基于VHDL自动售货机系统的设计

本文使用VHDL语言在QuartusⅡ集成开发环境中设计了自动售货机,实现了商品选择、钱币投掷、找零退币、状态显示等功能,并将编程结果下载到FPGA芯片上实现完整的购买流程。     

基于FPGA的数字通信系统同步电路设计

在MAXPLUSⅡ平台上采用图形设计和VHDL硬件描述语言设计方式，设计了数字通信系统的位同步电路和帧同步电路，编译仿真后下载到一片FPGA芯片上，形成在线可编程嵌入式系统。整个电路集成在一片FPGA芯片上，不仅集成度高、功耗小、可靠性好、调试维护方便，而且形成了自己的技术内核。     

基于FPGA的QPSK解调器设计与实现

全数字调制解调技术具有多速率、多制式、智能性等特点,这极大的提高了通信系统的灵活性和通用性,符合未来通信技术发展的方向。采用FPGA设计芯片技术对QPSK解调器实现了设计研究,将解调器中原有多种专用芯片的功能集成在一片大规模可编程逻辑器件FPGA芯片上,实现了高度集成化、小型化。实际研究仿真表明,该方案具有突出的灵活性和高效性,为设计者提供了多种可自由选择的设计方法和工具。     

利用UART 对FPGA 进行升级的方法

为节省FPGA( Field Programmable Gate Array) 升级工作的时间和成本,设计了一种利用UART( Universal Asynchronous Receiver /Transmitter) 替代传统JTAG( Joint Test Action Group) 方式升级的FPGA 程序方法,该设计 主要由Xilinx FPGA、UART 芯片、Flash 芯片和串口连接线等组成。通过将MicroBlaze 处理器、ICAP( Internal Configuration Access Port) 、IP( Intellectual Property) 核及UART 控制模块等集成在FPGA 芯片中实现可编程片上 系统的搭建。同时采用MultiBoot 双镜像技术,实现了即使在更新失败的情况下,依旧可加载备份镜像保证系 统正常工作,以此保证设计的稳定性。实验结果表明,此设计可以替代传统FPGA 升级方法,节省升级工作的 时间和成本。本设计具有更新效率高、维护成本低、稳定性高等优点,且可用于FPGA 远程更新。     

基于NiosⅡ的数字图像回放系统的设计

研究了一种基于SOPC技术的嵌入式数字图像回放系统的设计方案.该系统通过在FPGA芯片上配置NiosⅡ软核处理器和相关的接口模块来实现其主要硬件电路,并在视频D/A转换芯片AD7123的支持下,结合系统的软件设计,实现了图像的高速D/A转换和回放等功能.由于采用了SOPC和DMA控制技术,该系统具有设计灵活、数据处理速度快和扩展性好等优点.     

用于FPGA快速重构的配置电路

提出了一种适于FPGA芯片的快速重构配置电路,并在FDP2009Ⅱ-SOPCFPGA芯片里设计实现.其主要特点为:配置电路使芯片最小配置单元由Xilinx的Spartan和Virtex系列芯片的一帧变为32 bit,减少了重配置传送的配置数据,缩短了芯片重构时间.FDP2009-Ⅱ-SOPC FPGA采用SMIC0.13μm一层多晶八层金属工艺设计,芯片总面积为4.5 mm×6.3 mm,配置电路面积为1.7 mm~2.版图后仿真结果表明,配置电路能够正确的完成数据重配置功能,芯片重构时间是Xilinx公司的Virtex系列相同规模FPGA芯片的34%左右.     

用FPGA实现RS编码器

介绍了数字系统自上而下的设计思想以及 FPGA和 VHDL的基本特点 ,并根据 RS编码器原理 ,按照自上而下的思想 ,利用 VHDL 在 FPGA芯片上实现了 RS编码器     

基于FPGA的GPS信号采集及网络传输

基于NiosII软核处理器和Altera的FPGA芯片技术,以SOPC技术为实现手段,对GPS中频信号的采集和网络传输进行了研究与设计。用FPGA硬件逻辑资源实现了ADC的控制和数据量化,量化后的数据通过两个乒乓操作的双口RAM进行缓存。自定制双口RAM的读取组件,以实现信号采集模块与SOPC系统的对接。为了提高系统的工作效率,由DMA控制器完成数据的搬移。利用以太网控制器LAN91C111设计了基于NiosⅡ的以太网通信接口,实现了数据的网络传输。     

FPGA在数字示波器中的应用研究

以Altera公司的现场可编程门陈列EP1C6Q240为核心器件,研究FPGA在数字示波器中的应用.充分利用FPGA内部可定制的宏功能模块及其他丰富的资源,将数字示波器中的时钟分频电路、锁存器和数据缓存电路等集成在一片FPGA芯片上.给出了系统结构图和FPGA实现的各功能模块电路,并利用QuartusⅡ9.0对各模块进行设计、编译和仿真.实验测试表明,该系统能精确地测量各种信号波形,运行可靠,有效地降低了系统的成本.     

基于FPGA的高精度A/D采样实现

研究了基于FPGA的高精度A/D采样实现,FPGA连用altera公司cycloneⅡ系列芯片,AD转换器采用AD7606-4,该转换器具有4通道16位精度.     

基于FPGA的DDS设计

本文首先论述了直接数字频率合成(DDS)技术的发展,并将直接数字频率合成技术与传统的频率合成技术进行了比较。然后深入研究了DDS的工作原理和基本结构,阐述了基于可编程逻辑器件(FPGA)实现DDS技术的意义。重点介绍了DDS技术在FPGA中的实现方法。在系统设计的过程中,本文以Altera公司的FPGA芯片EP2C5T144C8为核心,利用开发工具Quartus II软件,实现DDS设计。