按理说(shuō)‘高(gāo)大上(shàng)’的(de)FPGA,多(duō)出(chū)現(xiàn)在(zài)航天(tiān)航空(如(rú)火星(xīng)探测器)、通(tòng)信(xìn)(如(rú)基站、數據(jù)中(zhōng)心(xīn))、测試测量(liàng)等高(gāo)端應(yìng)用(yòng)场景。但麥迪卻也(yě)發(fà)現(xiàn),近(jìn)期(qī),在(zài)很多(duō)創客的(de)作品內(nèi)部(bù)都有(yǒu)FPGA的(de)影子。这(zhè)或(huò)许也(yě)從側面(miàn)看(kàn)出(chū),打(dǎ)從總(zǒng)理先(xiān)生(shēng)的(de)“双(shuāng)創”态度(dù)以(yǐ)来(lái),開(kāi)發(fà)者(zhě)们(men)踴躍的(de)态度(dù),創客们(men)的(de)智能(néng)硬(yìng)件(jiàn)作品已經(jīng)不(bù)再是(shì)小打(dǎ)小鬧,更(gèng)多(duō)的(de)向(xiàng)尖端技術(shù)靠攏,也(yě)更(gèng)贴近(jìn)産業化(huà)應(yìng)用(yòng)。
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但畢竟,FPGA在(zài)開(kāi)發(fà)者(zhě)心(xīn)目中(zhōng)有(yǒu)着‘開(kāi)發(fà)入(rù)門(mén)難’、‘貴’等等初印(yìn)象(xiàng),对(duì)于(yú)FPGA在(zài)創客作品中(zhōng)的(de)開(kāi)發(fà)與(yǔ)應(yìng)用(yòng),麥迪想(xiǎng)從两(liǎng)个(gè)角(jiǎo)度(dù)和(hé)大家(jiā)探讨:“何时(shí)考慮在(zài)自(zì)己的(de)設計(jì)中(zhōng)應(yìng)用(yòng)FPGA?”、“如(rú)何能(néng)用(yòng)好(hǎo)FPGA?”
别看(kàn)这(zhè)两(liǎng)个(gè)問(wèn)題(tí)簡單,要(yào)想(xiǎng)在(zài)天(tiān)马行空的(de)創客作品中(zhōng)形成(chéng)具體(tǐ)的(de)答(dá)案(àn)卻也(yě)是(shì)极(jí)为(wèi)不(bù)易的(de)。所(suǒ)以(yǐ)麥迪也(yě)特(tè)别邀請到(dào)了(le)赛靈思(sī)(赛靈思(sī)公司是(shì)FPGA的(de)發(fà)明(míng)者(zhě),)全(quán)球高(gāo)級副總(zǒng)裁湯立人(rén)先(xiān)生(shēng)陪着我(wǒ)们(men)一(yī)起尋找(zhǎo)答(dá)案(àn)。这(zhè)位華裔高(gāo)級副總(zǒng)裁是(shì)技術(shù)出(chū)身(shēn),在(zài)赛靈思(sī)工作了(le)20餘年(nián),身(shēn)怀好(hǎo)幾(jǐ)个(gè)相關(guān)領域專利,所(suǒ)以(yǐ)他(tā)的(de)見(jiàn)解(jiě)絕对(duì)有(yǒu)權威性(xìng)。當然这(zhè)位高(gāo)級副總(zǒng)裁也(yě)沒(méi)空手(shǒu)来(lái),還(huán)带(dài)来(lái)了(le)十(shí)幾(jǐ)款在(zài)創客活動(dòng)上(shàng)被(bèi)圍观的(de)FPGA基因(yīn)的(de)作品,希望借(jiè)由(yóu)实例多(duō)給(gěi)大家(jiā)些许啟發(fà)。
關(guān)注1:何时(shí)考慮在(zài)自(zì)己的(de)設計(jì)中(zhōng)應(yìng)用(yòng)FPGA?
对(duì)于(yú)第(dì)一(yī)个(gè)問(wèn)題(tí),湯立人(rén)先(xiān)生(shēng)認为(wèi):首先(xiān)FPGA在(zài)算法处理、計(jì)算性(xìng)能(néng)和(hé)功耗方(fāng)面(miàn)有(yǒu)软(ruǎn)件(jiàn)和(hé)其它(tā)硬(yìng)件(jiàn)不(bù)具備的(de)能(néng)力。目前(qián)看(kàn)来(lái)FPGA或(huò)者(zhě)说(shuō)赛靈思(sī)當前(qián)所(suǒ)側重(zhòng)的(de)全(quán)可(kě)編程(All Programmable)器件(jiàn),在(zài)最(zuì)前(qián)沿技術(shù)領域的(de)應(yìng)用(yòng)集中(zhōng)在(zài)以(yǐ)下(xià)幾(jǐ)類(lèi):數據(jù)融合和(hé)图(tú)像处理;控制和(hé)分(fēn)析一(yī)體(tǐ)化(huà)人(rén)機(jī)界面(miàn);加密/安(ān)全(quán)/实时(shí)控制;從傳感(gǎn)器/機(jī)器到(dào)互聯网(wǎng)的(de)无縫連(lián)接等方(fāng)面(miàn)。通(tòng)俗来(lái)说(shuō)可(kě)以(yǐ)應(yìng)用(yòng)在(zài)可(kě)視化(huà)、智能(néng)分(fēn)析、感(gǎn)知和(hé)反(fǎn)應(yìng)等过(guò)程中(zhōng)。
應(yìng)用(yòng)场景則主(zhǔ)要(yào)集中(zhōng)在(zài):視頻/視覺(8K顯示;无人(rén)機(jī);沉浸式顯示);ADAS(环(huán)視系(xì)統;自(zì)主(zhǔ)泊車;半自(zì)動(dòng)化(huà)駕駛);5G无線(xiàn)(海量(liàng)MIMO;雲(yún)RAN);工業物(wù)聯网(wǎng)(智能(néng)電(diàn)网(wǎng);電(diàn)機(jī)控制;M2M)等方(fāng)面(miàn)。
“就(jiù)ADAS为(wèi)例,”湯立人(rén)先(xiān)生(shēng)解(jiě)釋道(dào):“目前(qián)全(quán)球範圍內(nèi)參與(yǔ)ADAS或(huò)无人(rén)駕駛的(de)項目中(zhōng),大多(duō)都采用(yòng)了(le)全(quán)可(kě)編程FPGA進(jìn)行攝像头(tóu)前(qián)端的(de)視頻实时(shí)數據(jù)处理和(hé)控制。目前(qián)看(kàn)来(lái),ADAS攝像头(tóu)对(duì)高(gāo)速环(huán)境、高(gāo)像素、行人(rén)偵测追蹤、等方(fāng)面(miàn)有(yǒu)較高(gāo)要(yào)求,如(rú)果(guǒ)有(yǒu)傳輸延遲可(kě)能(néng)造成(chéng)重(zhòng)大交通(tòng)事(shì)故。所(suǒ)以(yǐ)将FPGA放(fàng)在(zài)攝像头(tóu)端可(kě)以(yǐ)快(kuài)速实时(shí)進(jìn)行視頻处理直(zhí)接对(duì)車輛或(huò)者(zhě)駕駛員發(fà)布(bù)控制信(xìn)号(hào),无需对(duì)獲取(qǔ)的(de)信(xìn)息進(jìn)行二(èr)次(cì)分(fēn)析和(hé)处理,所(suǒ)以(yǐ)大大減少(shǎo)了(le)傳輸延遲問(wèn)題(tí),同(tóng)时(shí)減輕(qīng)了(le)後(hòu)端处理資源消耗。”
对(duì)于(yú)創客们(men)參與(yǔ)的(de)開(kāi)發(fà),也(yě)有(yǒu)類(lèi)似的(de)應(yìng)用(yòng)场景。目前(qián)看(kàn)来(lái)主(zhǔ)要(yào)集中(zhōng)在(zài)機(jī)器視覺、智能(néng)機(jī)器人(rén)、虛拟現(xiàn)实、機(jī)器控制、運動(dòng)控制等方(fāng)面(miàn)。其中(zhōng)尤以(yǐ)視頻和(hé)視覺(Video/Vision)处理居多(duō)。
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6款FPGA典型創客实例
話(huà)不(bù)多(duō)说(shuō),先(xiān)看(kàn)两(liǎng)款機(jī)器視覺的(de)應(yìng)用(yòng)案(àn)例:
1.智能(néng)交互機(jī)器人(rén)
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小巧可(kě)爱(ài)、能(néng)與(yǔ)人(rén)互動(dòng)的(de)“Nao”機(jī)器人(rén)具備有(yǒu)一(yī)定(dìng)水(shuǐ)平的(de)人(rén)工智能(néng),能(néng)够與(yǔ)人(rén)親切(qiè)的(de)互動(dòng)。其使用(yòng)基于(yú)Zynq Z7010的(de)NI myRIO,实时(shí)控制Nao的(de)走(zǒu)動(dòng),同(tóng)时(shí)借(jiè)助基于(yú)Spartan-6 FPGA的(de)处理能(néng)力,幫助機(jī)器人(rén)实現(xiàn)智能(néng)立體(tǐ)視覺。使用(yòng)NAO SDK for NI LabVIEW即可(kě)快(kuài)速地(dì)編写機(jī)器人(rén)應(yìng)用(yòng)程序,将它(tā)打(dǎ)造成(chéng)一(yī)个(gè)物(wù)聯网(wǎng)的(de)人(rén)機(jī)交互入(rù)口(kǒu)。
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2.智能(néng)人(rén)脸識别攝像头(tóu)
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人(rén)脸檢测、識别以(yǐ)及(jí)跟蹤可(kě)以(yǐ)说(shuō)是(shì)應(yìng)用(yòng)最(zuì)廣泛的(de)一(yī)種(zhǒng)視頻分(fēn)析應(yìng)用(yòng)。傳統的(de)解(jiě)決方(fāng)案(àn)通(tòng)常是(shì)将視頻回(huí)傳到(dào)後(hòu)台(tái)或(huò)上(shàng)傳到(dào)雲(yún)端,利用(yòng)後(hòu)台(tái)服(fú)务器的(de)強(qiáng)大性(xìng)能(néng)对(duì)視頻進(jìn)行分(fēn)析和(hé)处理。而(ér)基于(yú)Zynq的(de)智能(néng)攝像头(tóu)方(fāng)案(àn),可(kě)以(yǐ)提(tí)供最(zuì)小體(tǐ)積功耗的(de)人(rén)脸識别解(jiě)決方(fāng)案(àn),直(zhí)接嵌入(rù)攝像头(tóu)內(nèi)部(bù)完成(chéng)相應(yìng)处理,大大节(jié)約了(le)处理时(shí)間(jiān),节(jié)省(shěng)了(le)服(fú)务器的(de)处理資源。这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)来(lái)自(zì)瑞为(wèi)技術(shù)的(de)智能(néng)攝像头(tóu)解(jiě)決方(fāng)案(àn)。ZynqSoC在(zài)这(zhè)个(gè)應(yìng)用(yòng)中(zhōng)完成(chéng)了(le)視頻图(tú)像的(de)預处理以(yǐ)及(jí)基于(yú)DNN(深度(dù)神經(jīng)网(wǎng)絡)算法的(de)智能(néng)人(rén)脸檢测識别,ZynqSoC的(de)架構輔以(yǐ)高(gāo)度(dù)优化(huà)的(de)人(rén)工智能(néng)算法使得这(zhè)个(gè)解(jiě)決方(fāng)案(àn)的(de)性(xìng)價比很高(gāo)。这(zhè)樣(yàng)一(yī)个(gè)高(gāo)度(dù)集成(chéng)的(de)智能(néng)攝像头(tóu)可(kě)以(yǐ)实时(shí)处理720p高(gāo)清(qīng),30幀/秒(miǎo)的(de)視頻,同(tóng)时(shí)可(kě)以(yǐ)最(zuì)多(duō)識别32张(zhāng)人(rén)脸。
麥迪观察:很多(duō)时(shí)候機(jī)器視覺是(shì)和(hé)機(jī)器控制配合使用(yòng),開(kāi)發(fà)者(zhě)可(kě)以(yǐ)選擇独立的(de)FPGA芯片(piàn),但創客们(men)更(gèng)适合采用(yòng)带(dài)有(yǒu)FPGA的(de)第(dì)三(sān)方(fāng)開(kāi)發(fà)板,或(huò)是(shì)直(zhí)接使用(yòng)带(dài)有(yǒu)FPGA內(nèi)核的(de)單芯片(piàn)(SoC)進(jìn)行開(kāi)發(fà)。采用(yòng)诸如(rú)ZynqSoC(ARM+FPGA异(yì)構單芯片(piàn))進(jìn)行開(kāi)發(fà),能(néng)有(yǒu)較好(hǎo)的(de)體(tǐ)積和(hé)功耗优勢。
下(xià)面(miàn)是(shì)两(liǎng)款視頻方(fāng)面(miàn)的(de)典型案(àn)例:
3. 3D头(tóu)戴顯示設備(来(lái)自(zì)某知名品牌(pái))
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这(zhè)是(shì)一(yī)款为(wèi)3D而(ér)生(shēng)的(de)头(tóu)戴式观影設備。內(nèi)置5.5寸(cùn)2K屏幕,虛拟屏幕可(kě)以(yǐ)达(dá)到(dào)15米(mǐ)遠(yuǎn),1000英寸(cùn)大小的(de)效果(guǒ)。支持(chí)800度(dù)近(jìn)視調节(jié),單眼(yǎn)清(qīng)晰度(dù)高(gāo)达(dá)280x1440。在(zài)这(zhè)一(yī)案(àn)例中(zhōng),赛靈思(sī)的(de)ZYNQ器件(jiàn)主(zhǔ)要(yào)用(yòng)来(lái)实現(xiàn)高(gāo)清(qīng)图(tú)像的(de)視頻旋轉(zhuǎn)、縮放(fàng)、畸變(biàn)矯正(zhèng)、色(sè)差補償等功能(néng)。
4. CarmVision-智能(néng)電(diàn)子顯微鏡(jìng)
該智能(néng)電(diàn)子顯微鏡(jìng)通(tòng)过(guò)图(tú)像采集,处理,可(kě)完成(chéng)高(gāo)分(fēn)辨率的(de)图(tú)像顯示,测量(liàng)和(hé)细(xì)节(jié)檢查。其中(zhōng),ZynqSoC由(yóu)于(yú)其內(nèi)部(bù)擁有(yǒu)双(shuāng)核的(de)Cortex A9处理器,在(zài)完成(chéng)複雜的(de)图(tú)像处理之餘,還(huán)能(néng)完成(chéng)操作界面(miàn)(UI),菜單等操作系(xì)統的(de)工作。
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麥迪观察:由(yóu)于(yú)FPGA應(yìng)用(yòng)于(yú)視頻領域已比較成(chéng)熟,很多(duō)視頻應(yìng)用(yòng)案(àn)例都是(shì)来(lái)自(zì)于(yú)已商用(yòng)的(de)展(zhǎn)示。不(bù)同(tóng)于(yú)原型開(kāi)發(fà),这(zhè)類(lèi)商用(yòng)産品中(zhōng)多(duō)選擇像ZynqSoC(ARM+FPGA的(de)SoC),受訪人(rén)表(biǎo)示,这(zhè)对(duì)于(yú)提(tí)高(gāo)産品集成(chéng)度(dù),实現(xiàn)快(kuài)速上(shàng)市(shì)会(huì)有(yǒu)很大助益。
再来(lái)看(kàn)两(liǎng)款年(nián)輕(qīng)創客的(de)FPGA作品,主(zhǔ)要(yào)用(yòng)在(zài)運動(dòng)控制
5. 爬牆(qiáng)機(jī)器人(rén)
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東(dōng)南(nán)大学学生(shēng)此(cǐ)次(cì)展(zhǎn)示的(de)爬牆(qiáng)機(jī)器人(rén)是(shì)在(zài)開(kāi)源硬(yìng)件(jiàn)大赛中(zhōng)産生(shēng)的(de)优秀獲奖作品,这(zhè)一(yī)項目为(wèi)降低高(gāo)空作業的(de)潛在(zài)危险提(tí)供了(le)方(fāng)案(àn)。此(cǐ)次(cì)展(zhǎn)示的(de)爬牆(qiáng)機(jī)器人(rén)能(néng)够在(zài)牆(qiáng)壁(bì)上(shàng)吸附和(hé)移動(dòng),并且能(néng)够改變(biàn)方(fāng)向(xiàng),实現(xiàn)牆(qiáng)面(miàn)二(èr)維運動(dòng)。該設計(jì)采用(yòng)Artix-35T FPGA具備豐富的(de)I/O接口(kǒu)及(jí)硬(yìng)件(jiàn)邏輯資源,可(kě)以(yǐ)完成(chéng)十(shí)个(gè)以(yǐ)上(shàng)的(de)步進(jìn)電(diàn)機(jī)控制,实現(xiàn)了(le)本(běn)設計(jì)的(de)完整解(jiě)決方(fāng)案(àn)。
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6. Ancient Wall – E
機(jī)器人(rén)瓦(wǎ)力現(xiàn)身(shēn),这(zhè)个(gè)機(jī)器人(rén)演示是(shì)東(dōng)南(nán)大学学生(shēng)利用(yòng)Basys3開(kāi)發(fà)板的(de)作品。機(jī)械手(shǒu)通(tòng)过(guò)读(dú)取(qǔ)人(rén)手(shǒu)佩戴的(de)傳感(gǎn)器信(xìn)息,实时(shí)操控機(jī)械手(shǒu)臂,完成(chéng)模仿人(rén)手(shǒu)的(de)某些動(dòng)作。它(tā)实現(xiàn)了(le)遠(yuǎn)程对(duì)機(jī)器人(rén)機(jī)械臂的(de)體(tǐ)感(gǎn)控制,也(yě)可(kě)用(yòng)于(yú)按固定(dìng)程序抓取(qǔ)、搬運物(wù)件(jiàn)或(huò)操作工具。在(zài)工業生(shēng)産中(zhōng)可(kě)用(yòng)于(yú)在(zài)危险环(huán)境下(xià)工作,提(tí)高(gāo)人(rén)的(de)安(ān)全(quán)性(xìng)。其基于(yú)赛靈思(sī)Artix-7 FPGA完成(chéng),Artix-7在(zài)IO數量(liàng)、外(wài)設接口(kǒu)方(fāng)面(miàn)的(de)优勢使得單芯片(piàn)可(kě)以(yǐ)同(tóng)时(shí)支持(chí)16路(lù)電(diàn)機(jī)的(de)控制,快(kuài)速精準地(dì)完成(chéng)对(duì)機(jī)械手(shǒu)臂的(de)控制。
麥迪观察:據(jù)上(shàng)述两(liǎng)个(gè)方(fāng)案(àn)的(de)設計(jì)者(zhě)表(biǎo)述,采用(yòng)FPGA進(jìn)行機(jī)器控制的(de)主(zhǔ)要(yào)优勢在(zài)于(yú)其擁有(yǒu)豐富I/O口(kǒu),可(kě)以(yǐ)实現(xiàn)多(duō)路(lù)并行控制,一(yī)般串口(kǒu)難以(yǐ)实現(xiàn)。这(zhè)也(yě)极(jí)大豐富了(le)他(tā)们(men)設計(jì)的(de)可(kě)拓展(zhǎn)性(xìng)。例如(rú)在(zài)爬牆(qiáng)機(jī)器人(rén)設計(jì)中(zhōng),機(jī)器人(rén)可(kě)以(yǐ)控制‘脚’位移,同(tóng)时(shí)控制機(jī)械臂執行诸如(rú)擦玻璃的(de)操作。虽然这(zhè)些学生(shēng)作品看(kàn)上(shàng)去(qù)還(huán)有(yǒu)些簡單甚至(zhì)是(shì)簡陋,但也(yě)欣喜的(de)看(kàn)到(dào)FPGA的(de)開(kāi)發(fà)應(yìng)用(yòng)已經(jīng)真(zhēn)实走(zǒu)進(jìn)了(le)校(xiào)園(yuán),未来(lái)的(de)創客们(men)已經(jīng)借(jiè)助于(yú)FPGA的(de)平台(tái)将他(tā)们(men)的(de)想(xiǎng)法展(zhǎn)現(xiàn)在(zài)了(le)衆人(rén)面(miàn)前(qián)。
關(guān)注2:如(rú)何能(néng)用(yòng)好(hǎo)FPGA?
这(zhè)个(gè)問(wèn)題(tí)和(hé)FPGA開(kāi)發(fà)難度(dù)相關(guān)。
一(yī)般我(wǒ)们(men)会(huì)認为(wèi)創客可(kě)能(néng)缺乏软(ruǎn)硬(yìng)件(jiàn)基礎,做相關(guān)開(kāi)發(fà)会(huì)有(yǒu)難度(dù)。但沒(méi)想(xiǎng)到(dào),对(duì)这(zhè)个(gè)顧慮,湯立人(rén)先(xiān)生(shēng)反(fǎn)倒給(gěi)出(chū)出(chū)人(rén)意(yì)料的(de)答(dá)案(àn),“我(wǒ)个(gè)人(rén)更(gèng)看(kàn)好(hǎo)創客的(de)技術(shù)实力。很多(duō)創客来(lái)自(zì)初創型公司或(huò)完全(quán)是(shì)一(yī)个(gè)人(rén),在(zài)这(zhè)些公司中(zhōng),个(gè)人(rén)的(de)開(kāi)發(fà)能(néng)力和(hé)項目控制能(néng)力往往更(gèng)強(qiáng),一(yī)般软(ruǎn)件(jiàn)或(huò)硬(yìng)件(jiàn)都会(huì)懂一(yī)些,会(huì)很适合FPGA的(de)編程。當然更(gèng)重(zhòng)要(yào)的(de)是(shì),对(duì)于(yú)赛靈思(sī)而(ér)言,目前(qián)全(quán)面(miàn)推出(chū)的(de)全(quán)可(kě)編程(All Programmable)器件(jiàn),就(jiù)更(gèng)進(jìn)一(yī)步降低了(le)硬(yìng)件(jiàn)編程的(de)難度(dù)。因(yīn)为(wèi)其所(suǒ)有(yǒu)編程环(huán)境(例如(rú)全(quán)新的(de)SDSoC開(kāi)發(fà)环(huán)境)都是(shì)基于(yú)C語(yǔ)言的(de)环(huán)境,能(néng)完成(chéng)‘软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義硬(yìng)件(jiàn)’‘软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義系(xì)統’的(de)開(kāi)發(fà)。这(zhè)樣(yàng)做的(de)好(hǎo)处是(shì)打(dǎ)破了(le)原先(xiān)只(zhī)有(yǒu)少(shǎo)數硬(yìng)件(jiàn)工程师(shī)才能(néng)使用(yòng)FPGA的(de)門(mén)檻。很多(duō)創客工程师(shī)是(shì)软(ruǎn)件(jiàn)工程师(shī),懂C語(yǔ)言,就(jiù)能(néng)進(jìn)行編程開(kāi)發(fà)。这(zhè)點(diǎn)從好(hǎo)多(duō)大学生(shēng)利用(yòng)我(wǒ)们(men)的(de)器件(jiàn)進(jìn)行開(kāi)發(fà)就(jiù)可(kě)以(yǐ)看(kàn)到(dào),他(tā)们(men)很多(duō)并沒(méi)有(yǒu)FPGA的(de)相關(guān)開(kāi)發(fà)經(jīng)验(yàn)。”
湯立人(rén)進(jìn)一(yī)步表(biǎo)示,“從大环(huán)境来(lái)看(kàn),软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義会(huì)是(shì)趨勢,幾(jǐ)乎現(xiàn)在(zài)每个(gè)系(xì)統都在(zài)呼喚可(kě)編程,從可(kě)編程的(de)數據(jù)中(zhōng)心(xīn),到(dào)可(kě)編程的(de)智能(néng)汽車開(kāi)發(fà)。所(suǒ)以(yǐ)为(wèi)了(le)方(fāng)便来(lái)自(zì)各(gè)領域的(de)開(kāi)發(fà)者(zhě)使用(yòng),赛靈思(sī)在(zài)工具和(hé)開(kāi)發(fà)环(huán)境方(fāng)面(miàn)花了(le)很大的(de)精力完善,把編程開(kāi)發(fà)門(mén)檻降到(dào)最(zuì)低。當然硬(yìng)件(jiàn)方(fāng)面(miàn),为(wèi)了(le)方(fāng)便開(kāi)發(fà)者(zhě)使用(yòng),我(wǒ)们(men)也(yě)和(hé)许多(duō)具體(tǐ)的(de)參考板設計(jì)公司合作,開(kāi)發(fà)适合各(gè)領域應(yìng)用(yòng)的(de)具體(tǐ)板子給(gěi)到(dào)大家(jiā),我(wǒ)们(men)有(yǒu)一(yī)面(miàn)開(kāi)發(fà)板牆(qiáng)(下(xià)图(tú)),上(shàng)面(miàn)有(yǒu)很多(duō)合作方(fāng)的(de)開(kāi)發(fà)板,入(rù)門(mén)的(de)開(kāi)發(fà)者(zhě)可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)这(zhè)些板子或(huò)合作方(fāng)得到(dào)技術(shù)支持(chí)。”
最(zuì)後(hòu),湯總(zǒng)也(yě)開(kāi)玩笑地(dì)对(duì)麥迪说(shuō):“你在(zài)大学里(lǐ)学过(guò)C語(yǔ)言,也(yě)能(néng)来(lái)試試。”(对(duì)此(cǐ),麥迪表(biǎo)示壓力仍大。)
附:所(suǒ)有(yǒu)其他(tā)9个(gè)基于(yú)FPGA的(de)創客实例展(zhǎn)示
由(yóu)于(yú)當天(tiān)带(dài)的(de)实例太多(duō),麥迪就(jiù)不(bù)多(duō)一(yī)一(yī)解(jiě)釋了(le),毫(háo)无保留的(de)列在(zài)下(xià)面(miàn),想(xiǎng)看(kàn)实例的(de)小夥伴们(men)請随意(yì)吧。
7.极(jí)米(mǐ)(Gimi)微型投影儀
看(kàn)電(diàn)視不(bù)需要(yào)屏幕了(le)!这(zhè)款极(jí)米(mǐ)微型投影儀作为(wèi)便攜式投影系(xì)統,不(bù)但具備傳統投影儀的(de)投影功能(néng),其本(běn)身(shēn)還(huán)是(shì)一(yī)部(bù)輕(qīng)便的(de)家(jiā)庭影院(yuàn)系(xì)統,有(yǒu)上(shàng)万(wàn)種(zhǒng)片(piàn)源可(kě)供選擇观看(kàn)。
赛靈思(sī)Spartan-6系(xì)列FPGA在(zài)整个(gè)系(xì)統中(zhōng)主(zhǔ)要(yào)完成(chéng)接口(kǒu)擴展(zhǎn),系(xì)統外(wài)設整合及(jí)視頻校(xiào)正(zhèng)的(de)功能(néng)。借(jiè)助可(kě)編程邏輯的(de)特(tè)性(xìng),完美地(dì)支持(chí)了(le)産品的(de)高(gāo)集成(chéng)度(dù)及(jí)快(kuài)速上(shàng)市(shì)周期(qī)。
8.智能(néng)象(xiàng)棋对(duì)弈機(jī)器人(rén)
本(běn)演示利用(yòng)Basler相機(jī)進(jìn)行图(tú)像采集,并基于(yú)Compact RIO、NI SoftMotion、NI Vision等平台(tái)進(jìn)行图(tú)像分(fēn)析处理,可(kě)以(yǐ)完成(chéng)象(xiàng)棋識别、抓取(qǔ)和(hé)移動(dòng),并結合智能(néng)象(xiàng)棋算法实現(xiàn)自(zì)動(dòng)布(bù)局(jú)、人(rén)機(jī)对(duì)戰等功能(néng)。
基于(yú)Xilinx Kintex-7 FPGA 的(de)NI Compact RIO平台(tái)实現(xiàn)機(jī)器視覺和(hé)運動(dòng)控制,完成(chéng)对(duì)棋子的(de)抓取(qǔ)和(hé)移動(dòng)功能(néng)。
應(yìng)用(yòng)領域:機(jī)器視覺和(hé)運動(dòng)控制可(kě)以(yǐ)應(yìng)用(yòng)于(yú)工程領域的(de)各(gè)行各(gè)業,比如(rú)機(jī)械制造、醫藥醫療、電(diàn)子電(diàn)气(qì)、自(zì)動(dòng)测量(liàng)等等。
9.高(gāo)清(qīng)无線(xiàn)图(tú)形傳輸模块(kuài)
实現(xiàn)高(gāo)清(qīng)图(tú)像的(de)遠(yuǎn)距離(1~50公里(lǐ))双(shuāng)向(xiàng)傳輸,同(tóng)时(shí)可(kě)以(yǐ)提(tí)供數據(jù)傳輸通(tòng)道(dào),可(kě)廣泛應(yìng)用(yòng)于(yú)无人(rén)機(jī)图(tú)傳、宽(kuān)带(dài)无線(xiàn)電(diàn)台(tái)、廣電(diàn)視頻中(zhōng)繼等領域。
Zynq芯片(piàn)中(zhōng)邏輯部(bù)分(fēn)完成(chéng)无線(xiàn)通(tòng)信(xìn)的(de)物(wù)理层調制解(jiě)調信(xìn)号(hào)处理功能(néng),处理器部(bù)分(fēn)实行MAC层協議和(hé)网(wǎng)絡层協議。單芯片(piàn)完成(chéng)整个(gè)通(tòng)信(xìn)系(xì)統功能(néng)。
利用(yòng)Zynq單芯片(piàn)代(dài)替傳統通(tòng)信(xìn)ASIC,实現(xiàn)動(dòng)态調整通(tòng)信(xìn)體(tǐ)制、頻段(duàn)、带(dài)宽(kuān)的(de)具備認知功能(néng)的(de)智能(néng)无線(xiàn)通(tòng)信(xìn)系(xì)統。
10.智能(néng)PAD 示波(bō)器
将電(diàn)路(lù)信(xìn)号(hào)的(de)波(bō)形呈現(xiàn)在(zài)手(shǒu)機(jī)或(huò)者(zhě)平板電(diàn)腦上(shàng),用(yòng)于(yú)智能(néng)硬(yìng)件(jiàn)産品的(de)調試,也(yě)可(kě)以(yǐ)應(yìng)用(yòng)于(yú)K12青(qīng)少(shǎo)年(nián)課外(wài)科技活動(dòng)的(de)輔助工具。
Zynq芯片(piàn)完成(chéng)对(duì)高(gāo)速數模轉(zhuǎn)換器(ADC)的(de)數據(jù)采集,分(fēn)析和(hé)处理,然後(hòu)利用(yòng)其中(zhōng)的(de)ARM处理器支持(chí)无線(xiàn)WiFi网(wǎng)絡,與(yǔ)手(shǒu)機(jī)或(huò)平板電(diàn)腦通(tòng)信(xìn)。
利用(yòng)Zynq單芯片(piàn)代(dài)替傳統的(de)FPGA+ARM或(huò)DSP+ARM模式,産品體(tǐ)積減小为(wèi)原来(lái)的(de)50%,性(xìng)能(néng)提(tí)升(shēng)20%
明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓
11.魔方(fāng)機(jī)器人(rén)
東(dōng)南(nán)大学学生(shēng)的(de)优秀作品。系(xì)統通(tòng)过(guò)完全(quán)閉环(huán)的(de)運動(dòng)控制,識别魔方(fāng)各(gè)个(gè)面(miàn)的(de)顔色(sè)实現(xiàn)魔方(fāng)還(huán)原步驟的(de)解(jiě)算,并控制舵機(jī)精确還(huán)原魔方(fāng)。
Artix-35T器件(jiàn)实現(xiàn)了(le)图(tú)像采集、顔色(sè)識别及(jí)計(jì)算处理功能(néng),同(tóng)时(shí)提(tí)供多(duō)路(lù)PWM信(xìn)号(hào)完成(chéng)对(duì)舵機(jī)的(de)驅動(dòng)控制
12.智能(néng)工業相機(jī)
高(gāo)度(dù)集成(chéng)化(huà)的(de)微小型機(jī)器視覺系(xì)統,将图(tú)像的(de)采集、处理與(yǔ)通(tòng)信(xìn)功能(néng)集成(chéng)于(yú)單一(yī)相機(jī)內(nèi),從而(ér)提(tí)供了(le)具有(yǒu)多(duō)功能(néng)、模块(kuài)化(huà)、高(gāo)可(kě)靠性(xìng)、易于(yú)实現(xiàn)的(de)機(jī)器視覺解(jiě)決方(fāng)案(àn)。
基于(yú)Zynq單芯片(piàn)的(de)工業相機(jī)方(fāng)案(àn),不(bù)僅可(kě)以(yǐ)完成(chéng)複雜的(de)图(tú)像处理功能(néng),還(huán)能(néng)同(tóng)步实現(xiàn)運動(dòng)控制、軌迹跟蹤、總(zǒng)線(xiàn)通(tòng)信(xìn)等功能(néng),实現(xiàn)一(yī)體(tǐ)化(huà)機(jī)器視覺解(jiě)決方(fāng)案(àn)
應(yìng)用(yòng)領域:工業機(jī)器視覺産品廣泛應(yìng)用(yòng)于(yú)運動(dòng)控制、機(jī)器人(rén)控制、印(yìn)刷設備、包(bāo)裝(zhuāng)機(jī)械、自(zì)動(dòng)分(fēn)檢、自(zì)動(dòng)識别等多(duō)个(gè)領域。該公司産品不(bù)僅包(bāo)括工業相機(jī),還(huán)提(tí)供視頻分(fēn)析以(yǐ)及(jí)相關(guān)的(de)運動(dòng)控制等一(yī)體(tǐ)化(huà)解(jiě)決方(fāng)案(àn)。
明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓
13.SDN软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義网(wǎng)絡阵(zhèn)列
借(jiè)助Zynq芯片(piàn)單板的(de)堆(duī)疊阵(zhèn)列实現(xiàn)四(sì)个(gè)千(qiān)兆(zhào)端口(kǒu)的(de)软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義网(wǎng)絡設備,可(kě)用(yòng)于(yú)软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義网(wǎng)絡系(xì)統開(kāi)發(fà),以(yǐ)及(jí)定(dìng)制化(huà)小型网(wǎng)絡産品開(kāi)發(fà),可(kě)組合成(chéng)專用(yòng)可(kě)編程計(jì)算加速阵(zhèn)列。
Zynq芯片(piàn)中(zhōng)邏輯部(bù)分(fēn)实現(xiàn)软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義网(wǎng)絡系(xì)統的(de)OpenFlow數據(jù)面(miàn),ARM处理器部(bù)分(fēn)实現(xiàn)软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義网(wǎng)絡系(xì)統的(de)控制面(miàn)。單芯片(piàn)实現(xiàn)一(yī)个(gè)完整的(de)软(ruǎn)件(jiàn)定(dìng)義网(wǎng)絡設備。利用(yòng)Zynq将計(jì)算和(hé)网(wǎng)絡融合在(zài)一(yī)起,用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)用(yòng)软(ruǎn)件(jiàn)編程的(de)方(fāng)式快(kuài)速实現(xiàn)特(tè)定(dìng)的(de)网(wǎng)絡設備,比如(rú)路(lù)由(yóu)器和(hé)防 火 牆(qiáng)等
14.智能(néng)老(lǎo)鼠迷宮
这(zhè)是(shì)華中(zhōng)科技大学的(de)作品。智能(néng)電(diàn)腦鼠可(kě)自(zì)行尋找(zhǎo)最(zuì)佳路(lù)徑,快(kuài)速完成(chéng)路(lù)徑規劃(huà)。操控者(zhě)也(yě)可(kě)選擇为(wèi)電(diàn)腦鼠采用(yòng)紅(hóng)外(wài)傳感(gǎn)器或(huò)視覺傳感(gǎn)器。該設計(jì)基于(yú)Zynq芯片(piàn)上(shàng)的(de)可(kě)編程邏輯部(bù)分(fēn)可(kě)快(kuài)速完成(chéng)100幀/秒(miǎo)以(yǐ)上(shàng)的(de)高(gāo)速图(tú)像处理、低延时(shí)的(de)紅(hóng)外(wài)傳感(gǎn)器數據(jù)獲取(qǔ)、以(yǐ)及(jí)快(kuài)速的(de)電(diàn)機(jī)控制确保電(diàn)腦鼠的(de)運動(dòng)速度(dù)。同(tóng)时(shí)Zynq的(de)Cortex-A9双(shuāng)核可(kě)完成(chéng)判斷等算法和(hé)对(duì)外(wài)通(tòng)訊,以(yǐ)及(jí)後(hòu)續智能(néng)應(yìng)用(yòng)。
明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓 明(míng)德揚fpga培訓
15.智能(néng)書(shū)法器
機(jī)器人(rén)也(yě)能(néng)写書(shū)法?沒(méi)錯,東(dōng)南(nán)大学学生(shēng)利用(yòng)FPGA驅動(dòng)控制毛(máo)笔(bǐ)写字(zì),将書(shū)法这(zhè)一(yī)中(zhōng)國(guó)特(tè)色(sè)傳統文(wén)化(huà)同(tóng)現(xiàn)代(dài)科技巧妙結合在(zài)了(le)一(yī)起。
Artix-35T器件(jiàn)內(nèi)存儲了(le)相應(yìng)的(de)字(zì)庫信(xìn)息,在(zài)書(shū)写时(shí)读(dú)取(qǔ)字(zì)庫,并計(jì)算出(chū)毛(máo)笔(bǐ)的(de)位移、輕(qīng)重(zhòng)等信(xìn)息,産生(shēng)PWM信(xìn)号(hào)控制步進(jìn)電(diàn)機(jī),進(jìn)而(ér)控制毛(máo)笔(bǐ)移動(dòng)完成(chéng)智能(néng)書(shū)写器。















