CNN卷积神经网络 FPGA加速器实现(小型)CNN FPGA加速器实现(小型) 仿真通过，用于foga和cnn学习 通过本工程可以学习深度学习cnn算法从软件到硬件fpga的部署。 网络软件部分基于tf2实现，通过python导出权值，硬件部分verilog实现，纯手写代码，可读性高，高度参数化配置，可以针对速度或面积要求设置不同加速效果。 参数量化后存储在片上ram，基于vivado开发。 直接联系提供本项目实现中所用的所有软件( python)和硬件代码( verilog)。 本篇文档主要探讨了如何将CNN卷积神经网络算法从软件层面迁移到硬件层面，具体来说就是使用FPGA硬件加速器来实现CNN模型。文档中提到的“小型CNN FPGA加速器”指的是针对卷积神经网络的小型化硬件实现，该项目已经通过了仿真测试，并且可用于深度学习领域的研究与教学。 文档描述了整个CNN算法的软件部分是基于TensorFlow 2框架实现的，这一部分主要是用Python编程语言来完成。在软件层面上，它包括了将CNN模型的权重导出的步骤。硬件实现则是通过Verilog硬件描述语言来完成的，这部分代码是完全手动编写的，保证了高可读性和便于理解。此外，该FPGA加速器设计是高度参数化的，允许用户根据对速度或面积的不同需求来配置加速效果。 在设计过程中，对参数进行了量化处理，并将这些量化后的数据存储在片上RAM中。整个设计过程是在Xilinx的Vivado开发环境中进行的。文档还提到，提供本项目实施中所使用的所有软件代码和硬件代码，这表明项目具有开放性，便于其他研究者和开发者进行学习和实验。 从文档提供的文件名称列表来看，包含了多个与项目相关的文件，这些文件很可能包含了项目的设计细节、实现方法、仿真结果和版图解析等内容。例如，“卷积神经网络加速器实现小版图解析”可能详细描述了FPGA加速器的硬件布局，“卷积神经网络加速器实现从软件到”可能探讨了从软件算法到硬件实现的转换过程。这些文件是了解和学习该项目不可或缺的资源。 本项目是一个将深度学习算法从软件迁移到FPGA硬件平台的实践案例，通过结合TensorFlow 2和Verilog语言，实现了一个可配置参数的CNN模型加速器。项目的设计充分考虑到了代码的可读性和灵活性，并提供了完整的实现代码，便于研究和教育使用。

《基于FPGA的ASK信号调制技术详解》 在现代通信系统中，调制技术扮演着至关重要的角色，它能够有效地传输信息并适应各种复杂的通信环境。本文将深入探讨一种基于现场可编程门阵列（FPGA）实现的幅度键控（ASK）信号调制技术。我们将使用Vivado 18.3这一强大的FPGA开发工具，结合正弦信号生成IP核，以及载波频率为500kHz的设置，来解析这一技术的核心原理与实现步骤。 我们需要理解什么是幅度键控（ASK）。ASK是一种最基本的数字调制方式，它通过改变载波信号的幅度来编码信息。在ASK系统中，通常将数字“1”和“0”分别对应于载波信号的两个不同幅度状态。因此，通过监控信号幅度的变化，接收端可以解码出发送的信息。 接下来，我们关注Vivado 18.3这一FPGA开发平台。Xilinx的Vivado是一款综合性的设计套件，提供了从硬件描述语言编程、逻辑综合、仿真验证到硬件部署的全流程支持。在这个项目中，我们将使用Vivado来实现ASK调制器的逻辑设计。 在设计过程中，正弦信号生成IP核是关键部分。IP核（ Intellectual Property Core）是预先设计好的功能模块，可以直接在FPGA设计中复用。在这个工程中，正弦信号IP核负责产生500kHz的载波信号。这一载波频率的选择是基于实际通信需求和频谱利用率的考虑，500kHz通常处于低频无线电通信的范畴，适合短距离无线通信。 实现调制的关键步骤包括载波信号生成、数据编码和幅度控制。载波信号生成通常使用数字信号处理（DSP）技术，通过查找表（LUT）或者直接数字频率合成（DDS）来实现。数据编码则将二进制数据转化为适合调制的格式，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码。幅度控制根据输入的二进制数据改变载波信号的幅度，从而完成ASK调制。 在Vivado中，我们需要进行以下步骤： 1. 创建新工程，并导入正弦信号生成IP核。 2. 设定IP核参数，如频率为500kHz。 3. 设计调制逻辑，连接IP核输出到幅度控制单元。 4. 实现数据编码模块，将二进制数据流转换为调制信号。 5. 逻辑综合和仿真验证，确保设计正确无误。 6. 将设计下载到FPGA硬件中，进行实际信号生成和测试。 在压缩包文件“Pro_ASK_18.3”中，包含了整个项目的源代码、仿真文件和其他相关资源。通过这些文件，开发者可以深入学习和理解基于FPGA的ASK信号调制实现细节，进一步提高在FPGA开发领域的技能。 基于FPGA的ASK信号调制是一个涉及数字通信理论、FPGA设计和数字信号处理的综合性课题。通过Vivado 18.3和正弦信号生成IP核，我们可以构建一个高效的ASK调制器，为实际通信系统提供有力的支持。对于希望深入了解FPGA应用和数字通信技术的工程师来说，这是一个极具价值的学习案例。

SPI (Serial Peripheral Interface) 是一种常见的串行通信协议，常用于微控制器如 ARM 和 FPGA 之间的数据传输。在本文中，我们将深入探讨 ARM 通过 SPI 协议与 FPGA 进行通信的细节，包括管脚分配、依赖性、中断处理以及 SPI 寄存器的配置。 1. SPI 背景知识 SPI 是一个同步串行接口，由主机（Master）控制数据传输速率和时序，从机（Slave）按照主机的指令进行数据发送或接收。SPI 协议通常包含四个信号线：MISO（主机输入/从机输出）、MOSI（主机输出/从机输入）、SCK（时钟）和 SS（片选信号），在某些配置中可能还包括额外的 CS（芯片选择）信号。 2. ARM 的 SPI 功能设计 在 ARM 设备中，SPI 功能通常集成在片上系统（SoC）中，允许与外部设备（如 FPGA）建立通信。以下是关键的设计方面： 2.1 管脚分配 在实现 SPI 通信时，需要正确地分配 ARM 的 SPI 端口到相应的 I/O 引脚。例如，MISO、MOSI、SCK 和 SS 需要连接到 FPGA 上相应的 SPI 接口。 2.2 与其他组件的依赖性 2.2.1 I/O 线 确保 I/O 线路正确配置，具有正确的电平转换和驱动能力，以适应 FPGA 的接口要求。 2.2.2 能量管理 SPI 通信可能受制于 ARM 内部电源管理策略，如低功耗模式或时钟门控，需要确保在通信过程中供电和时钟是激活的。 2.2.3 中断 中断是提高系统效率的关键，当传输完成或出现错误时，ARM 可以通过中断通知处理器进行后续处理。 2.3 SPI 寄存器详解 SPI 控制寄存器（SPI_CR）、模式寄存器（SPI_MR）、传输数据寄存器（SPI_TDR）、片选寄存器（SPI_CSR）和外围时钟使能寄存器（PMC_PCER）等是用来配置和控制 SPI 模块的。 2.3.1 SPI Control Register（SPI_CR） SPI_CR 用于启动或停止 SPI 传输，设置传输模式，以及处理其他控制功能。 2.3.2 Mode Register（SPI_MR） SPI_MR 用来设置 SPI 工作模式，如主模式或从模式，数据宽度，时钟极性和相位等。 2.3.3 Transmit Data Register（SPI_TDR） SPI_TDR 用于写入待发送的数据，并在传输完成后自动清空。 2.3.4 Chip Select Register 0（SPI_CSR0） SPI_CSR0 用于配置特定从机的片选信号，如延迟时间、数据校验等。 2.3.5 Peripheral Clock Enable Register（PMC_PCER） PMC_PCER 用于启用或禁用 SPI 模块的时钟，确保在操作前 SPI 接口已激活。 2.4 SPI 寄存器配置 2.4.1 管脚复用 配置 ARM 的 GPIO 管脚为 SPI 功能，可能需要在系统级的配置寄存器中设定。 2.4.2 SPI 使能 在 SPI 控制寄存器中设置适当的标志来启用 SPI 接口。 2.4.3 时钟 通过模式寄存器设置 SPI 时钟的速度和相位，以匹配 FPGA 的时序要求。 调试 SPI 通信时，需关注信号的同步性、数据完整性、时钟速度匹配以及片选信号的正确管理。通过理解并精确配置这些参数，可以有效地建立 ARM 与 FPGA 之间的 SPI 通信链路，从而实现高效的双向数据传输。

内容概要：本文深入探讨了埃斯顿伺服控制器的软硬件设计，涵盖TMS320F28335的C代码实现、FPGA的VHDL代码、AD电路图与PCB布局、不同功率驱动板设计、显示板与编码器接口、MODBUS和CANopen通讯协议的实现，以及量产技术生产方案。文中详细介绍了电机参数自动识别、编码器信号处理、通讯协议栈设计、硬件布局优化、老化测试工装等关键技术点。此外，还分享了一些实用的小技巧和注意事项，如死区时间控制、滤波电路设计、通讯协议的动态映射等。 适合人群：从事伺服控制系统开发的工程师和技术人员，尤其是对工业自动化领域有兴趣的专业人士。 使用场景及目标：帮助读者深入了解伺服控制器的工作原理和设计思路，掌握关键技术和实践经验，提升在工业自动化领域的技术水平。适用于产品研发、系统集成、故障排除等场景。 其他说明：文章不仅提供了详细的代码和硬件设计解析，还分享了许多实战经验和教训，有助于读者在实际工作中少走弯路，提高工作效率。

埃斯顿伺服控制器C代码与硬件全套解析：TMS320F28335+FPGA代码、AD电路与PCB图、功能强大的程序及量产方案,埃斯顿伺服控制器C代码与硬件全套解析：TMS320F28335+FPGA代码、AD电路与PCB图、智能电机参数识别及通讯技术方案,埃斯顿量产伺服控制器C代码和硬件图纸 1）TMS320F28335+FPGA全套代码；全C写的DSP代码，VHDL写的FPGA代码(Lattice MXO1200)。 2）AD电路图和PCB图，主控板、显示板、驱动板(含1KW、2KW和5KW)，增量式编码器。 3）程序代码能自动识别电机参数、惯量识别、低频振动抑制，含MODBUS、CANopen通讯。 4）量产技术生产方案。 5）需慎重，有一定基础从业者最好。 ,DSP; C代码; 硬件图纸; TMS320F28335; FPGA代码; MODBUS通讯; CANopen通讯; 电机参数识别; 量产技术生产方案,埃斯顿伺服控制器：全C+FPGA代码与硬件图纸详解

在数字信号处理领域，插值是一种基本而重要的技术，它允许我们在已知数据点之间估算新的数据点。Farrow滤波器作为分数延迟滤波器的一种，因其设计灵活、效率高而被广泛应用于通信系统、音频处理和各种数字信号处理领域。FPGA（现场可编程门阵列）由于其高度的并行处理能力和可重配置性，是实现高性能数字信号处理算法的理想平台。Matlab作为一种强大的数值计算和仿真环境，提供了一种简便的方式来进行算法的开发和验证。 Farrow滤波器的设计和仿真是数字信号处理教学和工程实践中的一个高级主题，涉及到信号处理理论、数字滤波器设计、Matlab编程以及FPGA开发等多个方面。设计Farrow滤波器需要深入理解其工作原理，包括其多相滤波器结构、多项式系数的计算方法以及如何实现分数延迟功能。然后，可以通过Matlab进行算法仿真，利用Matlab提供的工具箱和函数库，构建Farrow滤波器模型，并对各种输入信号进行处理和分析，以验证设计的正确性和性能。 在Matlab仿真阶段，通常需要关注几个关键点：Farrow滤波器的系数计算、插值精度、频率响应以及对不同延迟量的适应性。通过仿真实验，可以对Farrow滤波器在不同条件下的性能进行评估，如信噪比、失真度和计算复杂度等。完成Matlab仿真后，为了将Farrow滤波器应用于实际硬件，需要将其算法映射到FPGA上。这涉及到硬件描述语言（如VHDL或Verilog）的编写，以及对FPGA内部资源的合理分配和时序约束的设置。 FPGA实现Farrow滤波器的关键在于如何有效地实现多项式系数的计算和系数的快速更新。通过硬件描述语言编程，可以在FPGA上构建多相滤波器结构，并设计有效的数据路径来处理分数延迟。此外，由于FPGA的并行处理特性，可以实现Farrow滤波器的流水线化处理，从而提高整体的处理速度和吞吐量。 在FPGA上实现Farrow滤波器，还需要解决一些硬件设计的挑战，例如资源消耗、时钟频率和功耗。这就要求设计者在保证算法性能的同时，进行适当的算法优化和资源管理。此外，FPGA的调试工作也十分关键，通过使用逻辑分析仪和FPGA开发工具，可以对FPGA上的Farrow滤波器进行实时调试和性能评估。 Farrow滤波器插值的Matlab仿真及FPGA实现是一个涉及信号处理、Matlab编程和FPGA硬件设计的复杂项目。它不仅需要扎实的理论基础，还需要良好的编程能力和对硬件设计流程的深刻理解。通过这个项目，可以从理论到实践完整地掌握Farrow滤波器的设计、仿真和硬件实现的全过程，对提升数字信号处理的工程能力具有重要意义。

在现代电子工程领域，FPGA（现场可编程门阵列）技术的应用越来越广泛。随着其灵活性和高性能的特点，FPGA在电机控制领域的应用尤为突出，尤其是用于控制小型伺服电机，也就是常说的舵机。舵机广泛应用于模型飞机、机器人等精确控制角度的场合。舵机的角度控制是通过控制信号的脉冲宽度来实现的，这个宽度与舵机转角之间存在一定的对应关系。FPGA因其高速处理能力，能实时产生精确的控制脉冲，从而达到精确控制舵机的目的。 在本次项目中，将采用FPGA技术实现对舵机角度的控制，并通过数码管实时显示当前舵机的角度。数码管作为一种常见的数字显示设备，通过不同的发光组合来显示数字信息，能直观地展示舵机当前的角度值。这不仅增强了系统的交互性，还提高了观察角度变化的便捷性。 SG90舵机是一款常用的微型舵机，其尺寸小巧、价格低廉，且控制简便，非常适合用在各种DIY项目和教学实验中。SG90舵机具有较好的性能与可靠性，能够满足一般小型机器人的运动需求。在本次开发中，SG90舵机将作为控制对象，FPGA则负责生成符合SG90舵机要求的PWM（脉冲宽度调制）信号，用以驱动舵机转动到指定角度。 在FPGA开发中，需要编写硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来实现信号处理逻辑。设计者需要编写代码来控制PWM信号的产生，使得舵机能够按照预设的角度进行旋转。同时，还需要设计数码管驱动电路，使其能够准确地显示舵机的角度信息。整个系统的设计需要考虑信号的同步、稳定性和实时性等因素。 考虑到FPGA的可编程特性，系统在设计完成后还可以进行功能扩展，如增加多个舵机的控制、实现更复杂的控制算法等。这种灵活性是传统微控制器难以比拟的。开发板作为FPGA开发的重要组成部分，提供了必需的硬件接口和资源。在此项目中，EGO1开发板将作为核心硬件平台，承载着FPGA芯片，并提供必要的外围接口电路。 在实际操作过程中，将首先对FPGA进行编程，编写PWM信号产生逻辑，确保能够生成符合SG90舵机要求的控制信号。接着，设计数码管的显示逻辑，实现角度信息的准确显示。将两者结合，通过调试确保系统稳定运行，达到预期的控制效果。 本次项目不仅展示FPGA在实际应用中的强大功能，还体现出它在提高硬件控制精度和系统交互能力方面的优势。通过这个项目的学习，可以加深对FPGA编程和硬件接口控制的理解，为未来在更复杂的系统设计中应用FPGA打下坚实的基础。

在数字信号处理领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）因其可编程性和高性能而被广泛用于实现各种算法，包括IIR（无限 impulse response）滤波器。本项目主要探讨如何在FPGA中实现IIR滤波器，并利用MATLAB进行数据源生成和结果验证。 IIR滤波器是一种具有无限响应的滤波器，其输出不仅取决于当前输入，还与过去的输入和输出有关。这种滤波器结构通常比FIR（有限 impulse response）滤波器更节省硬件资源，但设计和实现相对复杂。在FPGA中实现IIR滤波器，通常会采用并行或流水线结构，以提高处理速度。 在本项目中，首先我们需要在MATLAB中设计和生成IIR滤波器的系数。MATLAB提供了丰富的信号处理工具箱，可以方便地完成滤波器的设计，如`designfilt`函数可以用于创建IIR滤波器，根据所需频率响应特性（低通、高通、带通或带阻）设定参数。 生成的数据源是FPGA仿真的输入，这一步可以通过MATLAB的随机数生成函数或者特定信号生成函数实现。例如，我们可以用`randn`函数生成加性高斯白噪声，或者使用`sin`、`cos`等函数生成正弦、余弦信号，以模拟实际应用场景中的信号。 文件`test_fpga_iir.m`可能是MATLAB脚本，用于执行上述数据源生成和结果验证的过程。在这个脚本中，我们可能看到对FPGA产生的数据进行读取、处理和分析的代码，以评估FPGA实现的IIR滤波器性能。例如，脚本可能会包含读取FPGA仿真输出的函数，以及计算和绘制频谱、信噪比等性能指标的代码。 接下来，`iir_lpf.v`和`aatb_iir_lpf.v`是Verilog代码文件，它们实现了IIR滤波器的逻辑电路。在Verilog中，我们可以用结构化文本描述滤波器的运算过程，如使用乘法器、累加器等基本逻辑单元构建滤波器的差分方程。`iir_lpf.v`可能表示一个基本的IIR滤波器实现，而`aatb_iir_lpf.v`可能是添加了额外功能或优化的版本，比如使用并行处理、流水线结构以提高吞吐率。 在FPGA实现过程中，需要将Verilog代码综合成适配目标FPGA的门级网表，然后进行布局布线。使用像Xilinx的Vivado或Intel的Quartus这样的工具，我们可以完成这一系列流程，并生成配置文件下载到FPGA中进行硬件仿真。 验证阶段，MATLAB读取FPGA仿真输出的数据并与理论值进行比较，以确保FPGA实现的滤波器行为正确。这通常涉及到计算误差、绘制时域和频域的响应曲线，以及对比理想的滤波效果。如果发现不匹配，可能需要检查Verilog代码是否有误，或者调整滤波器参数以优化性能。 这个项目涵盖了从数字信号处理理论到硬件实现的完整流程，结合了MATLAB的软件仿真优势和FPGA的硬件加速能力，对于理解IIR滤波器的设计和实现具有很高的实践价值。

FPGA（现场可编程门阵列）是一种通过硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编程的集成电路，它允许工程师根据需求对芯片内部逻辑进行重新配置。FPGA最小系统电路是指一个基本的FPGA开发板，它包含了FPGA芯片正常工作所需的基本电路组件。 本文档介绍的内容是关于FPGA最小系统电路原理图的免费下载。这些原理图详细描述了FPGA芯片所需的外围电路设计，包括但不限于电源模块、时钟发生器、配置接口、用户输入/输出接口等关键组件。 FPGA最小系统电路需要稳定的电源模块。描述中提到了5V、3.3V、2.5V和1.2V等多个电压级别，这些是FPGA芯片正常工作所必需的不同电压等级。例如，U2、U3和U4可能指的是线性稳压器LM1117，它们能够将5V输入电压转换为所需的3.3V、2.5V或其他电压等级输出。为了保证电路稳定，每个稳压器的输入端（IN）和输出端（OUT）都连接了电容（C1, C2等），用于滤除噪声和稳定供电。 FPGA最小系统电路原理图中包含了多个电容（C1, C2, C3...C47等），它们通常用作去耦电容，可以有效地稳定电源线并减少电源噪声。在数字电路中，这些电容是非常重要的元件，它们有助于确保各电路模块稳定运行。 描述中还提到了晶振（Xtal）和相关电阻（R2, R33等），它们用于提供精确的时钟信号给FPGA芯片。FPGA工作时需要一个稳定的时钟信号来同步其内部的逻辑操作。晶振可以是外部的，也可以是内置的，取决于具体的FPGA型号。 另外，FPGA芯片的配置通常通过JTAG接口完成。在原理图中，可以看到JTAG接口的各个信号线，包括TCK、TDO、TMS、TDI等，这些信号线用于在FPGA芯片上载入初始配置数据。因此，JTAG接口是FPGA开发过程中不可或缺的。 FPGA最小系统电路还需要包含用户接口电路，这可能包括按钮、开关、指示灯以及连接器等。它们允许用户与FPGA板进行交互，例如通过按钮进行复位操作，或者通过指示灯来监控板上的状态。此外，还可能包括诸如高速串行接口（如PCIe接口）或其他通信接口（如RS-232串口），用于外部通信。 在实际应用中，设计FPGA最小系统电路需要考虑信号完整性、电源完整性、电磁兼容性和热管理等多方面因素，以确保电路板的稳定性和可靠性。此外，还应考虑到电路板的布局和布线，以最大限度地减少信号干扰和传输损耗。 FPGA最小系统电路原理图是进行FPGA开发的基础，它为工程师提供了一张蓝图，以便他们可以构建出适合自己项目需求的硬件平台。通过提供原理图的免费下载，开发者可以节省设计和布局的时间，快速开始他们的项目。

数字多道脉冲幅度分析器（Digital Multi-Channel Analyzer, DMCA） 是一种用于核辐射探测与信号处理的关键设备，主要用于分析探测器输出的脉冲幅度分布。它通过高精度模数转换器（ADC）对脉冲信号进行数字化采样，并利用FPGA对数据进行实时处理，生成能谱图。工程主要包括AD采集控制模块、梯形成形算法模块、峰值提取模块、双口RAM谱线生成模块 、命令解析模块和上位机数据接口传输模块。本工程移植性非常好，只用到锁相环和双口RAM IP核，可轻松移植兼容XILINX和ALTERA等FPGA平台，工程经过反复验证，适合核电子学研究生、核电子学工程师、FPGA工程师等研究学习使用和拓展二次开发。在这里你将详细学到FPGA内部结构资源逻辑知识、数字信号处理知识、FPGA接口知识和完整的FPGA项目开发流程等。本工程使用AD9226高速ADC和FPGA实现数字多道脉冲幅度分析器的功能。