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AI架构师必知必会系列:FPGA加速与AI

作者:禅与计算机程序设计艺术1.简介在云计算、边缘计算和物联网等新兴技术的推动下,云端AI已经成为行业的热点话题。云端AI一般采用软件实现,比如开源框架Tensorflow、Pytorch等。但是,在实际应用中,对于高性能要求的场景(例如视频流处理),往往需要硬件加速,否则会严重影响效率。而FPGA是一种可编程门阵列,可以高效地进行逻辑功能处理。所以,本文将从硬件加速的基本原理出发,结合FPGA硬件加速技术,对AI领域的硬件加速进行系统性的介绍。并基于FPGA实践,分析其在AI领域的应用前景和优势。最后,会分享一些真实案例,通过展现AI的落地实践,让读者能够感受到FPGA的强大威力,也能够引起

FPGA驱动AD9240实现AD转换

文章目录一、前言二、时序原理三、代码设计四、结果验证一、前言在做项目中,经常会用到AD转换模块。前段时间做毕业设计的时候需要用到FPGA驱动AD9240模块实现模拟数据的采集和转换,尽管相对来说AD9240算比较简单的驱动模块,但是也想记录下分析和设计过程。二、时序原理首先通过芯片手册可以看到AD9240是14位,最高速率可达10Mbps的模数转换器件。然后就是重要的时序转换图:可以看出:在采样时钟第一个周期的上升沿芯片对当前模拟输入进行采样,然后在采样时钟第四个周期的下降沿完成模拟数值的转换和输出,这意味着整个输出的转换采样值滞后采样时钟4个周期。如果需要将模拟值与转换值相对应,这个延迟是需

基于FPGA的图像RGB转HSV实现,包含testbench和MATLAB辅助验证程序

目录1.算法运行效果图预览2.算法运行软件版本3.部分核心程序4.算法理论概述4.1.RGB与HSV色彩空间4.2.RGB到HSV转换原理5.算法完整程序工程1.算法运行效果图预览将FPGA的仿真结果导入到matlab中:2.算法运行软件版本vivado2019.2matlab2022a3.部分核心程序`timescale1ns/1ps////Company://Engineer:////CreateDate:2023/08/01//DesignName://ModuleName:RGB2gray//ProjectName://TargetDevices://ToolVersions://De

FPGA编程入门——基于Quartus件完成一个1位全加器的设计

基于Quartus件完成一个1位全加器的设计,分别采用:1)原理图输入以及2)Verilog编程这两种设计方法。开发板基于IntelDE2-115。在此基础上,用原理图以及Verilog编程两种方式,完成4位全加器的设计,对比二者生成的RTL差别;使用modelsim验证逻辑设计的正确性,并在DE2-115开发板上实际验证。1位全加器可以用两个半加器及一个或门连接而成,因此需要先完成半加器的设计。下面将给出使用原理图输入的方法进行底层元件设计和层次化设计的主要步骤。一,半加器设计一,建立工程,创建工程过程(启动QuartusII软件,选择File->NewProjectWizard,在出现的界

基于FPGA的图像高斯滤波实现,包括tb测试文件和MATLAB辅助验证

目录1.算法运行效果图预览2.算法运行软件版本3.部分核心程序4.算法理论概述5.算法完整程序工程1.算法运行效果图预览2.算法运行软件版本matlab2022avivado2019.23.部分核心程序`timescale1ns/1ps////Company://Engineer:////CreateDate:2022/07/2801:51:45//DesignName://ModuleName:test_image//ProjectName://TargetDevices://ToolVersions://Description:////Dependencies:////Revision:/

千兆以太网传输层 UDP 协议原理与 FPGA 实现(UDP发送)

文章目录前言心得体会一、UDP协议介绍二、UDP数据报格式三、UDP数据发送测试四、Verilog实现UDP数据发送1、IP头部检验IPchecksun的计算2、以太网报文的校验字段FCS的计算3、以太网报文发送模块实现五、以太网数据发送测试六、仿真代码七、仿真波形展示八、上板测试九、UDP发送逻辑调试验证要点前言本章将讲解千兆以太网传输层UDP协议的相关内容。学习UDP层协议的内容,核心也是明确该协议的数据字段格式。在此基础上,理解其“不可靠、无连接”的传输特性。同时,结合前面章节的内容,进一步深化理解用户数据、UDP、IP、MAC层的层层打包嵌套关系。提示:任何文章不要过度深思!万事万物都

【FPGA常见逻辑门:与、或、非、异或】——深入理解并掌握

【FPGA常见逻辑门:与、或、非、异或】——深入理解并掌握FPGA(现场可编程门阵列)是一种用于构建数字电路的集成电路,它具有可编程性和可重构性,可满足各种应用需求。而在FPGA中,逻辑门是实现数字电路的基本部件。本文将介绍FPGA中四种常见逻辑门:与门、或门、非门和异或门,并给出相应代码和描述。与门与门(ANDGate)在输入全部为高电平时输出高电平,否则输出低电平。代码示例:moduleand_gate(inputa,inputb,outputy);assigny=a&b;endmodule或门或门(ORGate)在输入至少有一个高电平时输出高电平,否则输出低电平。代码示例:moduleo

Xilinx Kintex7中端FPGA解码MIPI视频,基于MIPI CSI-2 RX Subsystem架构实现,提供工程源码和技术支持

目录1、前言免责声明2、我这里已有的MIPI编解码方案3、本MIPICSI2模块性能及其优缺点4、详细设计方案设计原理框图OV5640及其配置权电阻硬件方案MIPICSI-2RXSubsystemSensorDemosaic图像格式转换GammerLUT伽马校正VDMA图像缓存AXI4-StreamtoVideoOutHDMI输出5、vivado工程详解FPGA逻辑设计VitisSDK软件设计VitisHLS补丁6、工程移植说明vivado版本不一致处理FPGA型号不一致处理其他注意事项7、上板调试验证8、福利:工程代码的获取XilinxKintex7中端FPGA解码MIPI视频,基于MIPI

孩子都能学会的FPGA:第八课——状态机

(原创声明:该文是作者的原创,面向对象是FPGA入门者,后续会有进阶的高级教程。宗旨是让每个想做FPGA的人轻松入门,作者不光让大家知其然,还要让大家知其所以然!每个工程作者都搭建了全自动化的仿真环境,只需要双击top_tb.bat文件就可以完成整个的仿真(前提是安装了modelsim),降低了初学者的门槛。如需整个工程请留言(微信Blue23Light),不收任何费用,但是仅供参考,不建议大家获得资料后从事一些商业活动!)前面几课的时间都是在讲计数器模块,相信大家掌握的都差不多了,那这节课我们开启一个新的模块——状态机。为什么要用状态机呢?这要从硬件设计的并行思维讲起,FPGA芯片只要一上电

基于FPGA的五子棋游戏设计

基于FPGA的五子棋游戏设计本文基于FPGA设计五子棋游戏,使用按键输入,使用VGA接口输出。五子棋的棋具与围棋相同,棋子分为黑白两色,棋盘为10×10,棋子放置于棋盘线交叉点上。两人对局,各执一色,轮流下一子,先将横、竖或斜线的5个或5个以上同色棋子连成不间断的一排者为胜。VGA技术介绍:VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口,也叫D-Sub接口。VGA接口是一种D型口,上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是目前中低端电脑配置上的主流口。VGA显示中,FPGA需要产生5个信号:R、G、B三基色信号,行同步信号HS,场同步信号VS。以上接口的5个孔对应着我们FPGA中产生的5个重要