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基于FPGA的U-Net网络硬件加速系统的实现 被引量:6
1
作者 梅亚军 王唯佳 彭析竹 《电子与封装》 2020年第6期38-43,共6页
随着深度学习的快速发展,神经网络算法被广泛应用于图像处理领域。由于硬件算力限制了神经网络的实现与应用,基于FPGA的神经网络硬件加速器相继被提出。U-Net网络作为一种特殊的卷积神经网络,在生物医学图像分割方向具有重要的意义。U-... 随着深度学习的快速发展,神经网络算法被广泛应用于图像处理领域。由于硬件算力限制了神经网络的实现与应用,基于FPGA的神经网络硬件加速器相继被提出。U-Net网络作为一种特殊的卷积神经网络,在生物医学图像分割方向具有重要的意义。U-Net网络的运算瓶颈是卷积运算,采用循环展开、循环流水等硬件电路设计方法,通过提高FPGA内部硬件资源利用率增加卷积运算硬件加速器的并行度,提升硬件系统的整体运算性能。最终在Pynq-Z1异构平台上实现了卷积运算硬件加速器的设计,完成了整个U-Net网络的软硬件系统开发。试验表明,整个U-Net网络硬件加速器的运算性能提升为原来的19.690倍,是一种有效的神经网络加速方案。 展开更多
关键词 fpga U-net网络 硬件加速 卷积运算
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并行计算的Petri网建模和FPGA实现 被引量:4
2
作者 万军 赵不贿 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第9期2660-2663,共4页
在分析现有Petri网建模及其FPGA实现方法的基础上,首先探讨了并行计算的Petri网建模方法,将并行计算任务分解成多个并行处理单元,用IOPT网为系统进行建模;然后提出了构造监控层和算法层的双层结构以实现模型到FPGA实现的具体映射,有效... 在分析现有Petri网建模及其FPGA实现方法的基础上,首先探讨了并行计算的Petri网建模方法,将并行计算任务分解成多个并行处理单元,用IOPT网为系统进行建模;然后提出了构造监控层和算法层的双层结构以实现模型到FPGA实现的具体映射,有效解决了Petri网模型中变迁只能表示简单加减运算的问题。通过矩阵乘法的应用示例,表明了上述方法的正确性和通用性。最后提出了进一步的研究方向。 展开更多
关键词 并行计算 PETRI网 建模 fpga
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基于FPGA的网络电话终端的研究 被引量:3
3
作者 刘颖 苗长云 厉彦峰 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第1期75-78,83,共5页
提出了一种基于FPGA的网络电话终端的设计方案.以ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片EP1C3T144C8为控制核心,设计了电话终端的电话机接口电路、FPGA控制电路、以太网接口电路等硬件电路,给出了各模块的设计框图.采用ADPCM压缩算法实现了... 提出了一种基于FPGA的网络电话终端的设计方案.以ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片EP1C3T144C8为控制核心,设计了电话终端的电话机接口电路、FPGA控制电路、以太网接口电路等硬件电路,给出了各模块的设计框图.采用ADPCM压缩算法实现了语音信号16kb/s速率的压缩,并且对PF-GA内部的逻辑设计进行了详细描述.实践结果表明,该电话终端性能稳定,成本低,可广泛应用. 展开更多
关键词 fpga 网络电话 以太网 电话通信系统
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FPGA的系统设计方法解析 被引量:10
4
作者 程耀林 《现代电子技术》 2005年第19期90-93,共4页
对FPGA的系统设计思想和方法做了简要的介绍,并总结了FPGA设计的通用流程,重点对设计流程中的每一个环节以及相关的概念进行了详细的分析,并谈了作者个人的一些经验。FPGA的设计包括系统设计和设计实现。系统设计一般要对系统进行行为... 对FPGA的系统设计思想和方法做了简要的介绍,并总结了FPGA设计的通用流程,重点对设计流程中的每一个环节以及相关的概念进行了详细的分析,并谈了作者个人的一些经验。FPGA的设计包括系统设计和设计实现。系统设计一般要对系统进行行为仿真。设计实现是以系统方案为输入,进行RTL级描述、功能仿真、逻辑综合、布线前门级仿真、适配、时序仿真、时序分析、器件编程、系统验证一系列流程的处理才能完成FPGA芯片的设计。设计过程中涉及到模型库、测试激励和约束等重要概念。本文最后简单地介绍了FPGA常见的开发工具,并总结了可编程器件的基本特点。 展开更多
关键词 fpga系统设计 网表 综合 仿真 适配
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基于FPGA的环网柜数据采集及其检验技术 被引量:3
5
作者 陈俊杰 缪希仁 《低压电器》 2013年第21期55-58,共4页
提出了一种基于FPGA的环网柜在线监测系统的终端解决方案,并将实时性要求高的计算任务集中在FPGA上实现,开发了环网柜数据采集监测终端的软硬件。基于环网柜拓扑结构,对在线监测参量加以实时数据融合检验,以提高环网柜终端监测系统的实... 提出了一种基于FPGA的环网柜在线监测系统的终端解决方案,并将实时性要求高的计算任务集中在FPGA上实现,开发了环网柜数据采集监测终端的软硬件。基于环网柜拓扑结构,对在线监测参量加以实时数据融合检验,以提高环网柜终端监测系统的实时性与监测参量数据的可靠性。 展开更多
关键词 环网柜 在线监测 fpga 融合校验
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基于FPGA的测井数据遥传测试板设计及应用 被引量:1
6
作者 吴文河 鞠晓东 +1 位作者 成向阳 卢俊强 《测井技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期580-584,共5页
设计了一种基于FPGA(EP1C12Q240)的数据遥传测试板,将其应用到(EILog测井系统的测试台架中。测试板具有CAN、DTB主控端和DTB仪器端通讯功能。CAN接口功能由FPGA内部控制逻辑和SJA1000芯片共同实现;DTB接口除少量外围电平转换电路外,控... 设计了一种基于FPGA(EP1C12Q240)的数据遥传测试板,将其应用到(EILog测井系统的测试台架中。测试板具有CAN、DTB主控端和DTB仪器端通讯功能。CAN接口功能由FPGA内部控制逻辑和SJA1000芯片共同实现;DTB接口除少量外围电平转换电路外,控制逻辑及数据缓存功能均在FPGA中实现。该卡在软件的配合下既能模拟高性能地面系统及遥测短节对CAN和DTB总线井下仪器进行调试,也能模拟CAN和DTB总线井下仪器对高性能地面系统和遥测短节进行调试。 展开更多
关键词 测井仪器 数据遥传 可编程门阵列 控制局域网 仪器总线 模拟
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基于VHDL的Petri网系统的FPGA实现
7
作者 王玲玲 刘惊雷 马晓敏 《微计算机信息》 北大核心 2008年第11期205-206,221,共3页
在EDA软件Max+PlusⅡ中,采用VHDL语言,几种Petri网系统的硬件实现方法,包括同步PN、时延PN及高级网系统有色PN,可以实现从系统的Petri网模型直接获得相应的逻辑电路;并分别给出实例,绘制系统电路图,仿真结果证明了Petri网元件设计的正... 在EDA软件Max+PlusⅡ中,采用VHDL语言,几种Petri网系统的硬件实现方法,包括同步PN、时延PN及高级网系统有色PN,可以实现从系统的Petri网模型直接获得相应的逻辑电路;并分别给出实例,绘制系统电路图,仿真结果证明了Petri网元件设计的正确性。 展开更多
关键词 PETRI网 fpga 硬件描述语言VHDL 并发
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基于FPGA的超短脉冲激光调制系统驱动器的研究 被引量:1
8
作者 张秀峰 《光电子技术》 CAS 北大核心 2011年第1期42-45,共4页
分析了原有超短脉冲激光调制系统驱动器存在的不足,提出了改进方案。研制的调制系统驱动器运用声光调制技术,采用了FPGA器件,代替了分立元件;在芯片内实现高频信号的产生,并且完成了射频信号分频、鉴频和鉴相以及信号调制的功能,解决了... 分析了原有超短脉冲激光调制系统驱动器存在的不足,提出了改进方案。研制的调制系统驱动器运用声光调制技术,采用了FPGA器件,代替了分立元件;在芯片内实现高频信号的产生,并且完成了射频信号分频、鉴频和鉴相以及信号调制的功能,解决了高频信号传输的难题。研制的超短脉冲激光调制系统驱动器能够输出4 M,800 k,400 k,80 k,40 k,8 k,4 k,800,400 H z等不同重复频率的脉冲信号,输出功率达到瓦级,满足了声光布拉格池的要求。匹配网络的加入使声光换能器充分吸收腔倒空驱动器输出的功率,增加衍射效率。激光脉冲调制系统已应用在皮秒时间相关单光子计数光谱仪系统中,在实际应用中取得了理想的效果。 展开更多
关键词 超短脉冲激光 声光调制 现场可编程门阵列 匹配网络
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基于FPGA的通信卡设计和实现 被引量:2
9
作者 马尚行 倪美强 《电子技术应用》 北大核心 2007年第12期36-38,41,共4页
基于FPGA的通信卡设计原理。通信卡实现了4路ISDNU接口、4路RS232串口、2路音频接口及1路PCI总线之间的通信,该卡以FPGA(现场可编程门阵列)和MPC860为核心进行设计,利用FPGA的可编程性灵活实现了各接口之间的数据通信。本文给出了系统... 基于FPGA的通信卡设计原理。通信卡实现了4路ISDNU接口、4路RS232串口、2路音频接口及1路PCI总线之间的通信,该卡以FPGA(现场可编程门阵列)和MPC860为核心进行设计,利用FPGA的可编程性灵活实现了各接口之间的数据通信。本文给出了系统的硬件构架,并对串口传输功能和数字交换网络功能的FPGA实现进行了分析。 展开更多
关键词 通信卡 fpga 串口传输 数字交换网络
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一种基于FPGA的实时光纤环网通信技术 被引量:2
10
作者 邱岳烽 宾志湘 +2 位作者 黄红光 李淼 杨胜 《控制与信息技术》 2018年第1期71-75,80,共6页
针对多变流器系统中控制系统通信拓扑架构的难题,文章提出了一种基于FPGA的实时光纤环网通信技术,采用单向光纤环网拓扑大幅提高了控制器通信端口设备扩展能力;同时,通过采用基于曼彻斯特编码的复合型长数据帧结构、节点自动延迟补偿、... 针对多变流器系统中控制系统通信拓扑架构的难题,文章提出了一种基于FPGA的实时光纤环网通信技术,采用单向光纤环网拓扑大幅提高了控制器通信端口设备扩展能力;同时,通过采用基于曼彻斯特编码的复合型长数据帧结构、节点自动延迟补偿、从节点自动排序数据上传、节点自动递增编址等技术,解决了传统环网在通信效率、数据延迟、动作一致性和地址管理等方面存在的问题。通过所搭建的三变流器光纤环网实验平台,验证了设计方案的有效性和安全性。 展开更多
关键词 光纤环网 fpga 接入控制 自增编址 同步补偿
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基于FPGA的有色Petri网仿真系统设计 被引量:1
11
作者 陈成官 张小军 +2 位作者 周韬略 张德学 郭华 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第1期236-241,共6页
为了实现大规模有色Petri网模型的性能测试,设计了基于FPGA的高速仿真系统。该系统实现了库所、变迁模块到硬件结构的映射,采用C语言实现了有色Petri网的硬件自动生成工具。通过分析有色Petri网的特征,该工具生成对应的Verilog代码和基... 为了实现大规模有色Petri网模型的性能测试,设计了基于FPGA的高速仿真系统。该系统实现了库所、变迁模块到硬件结构的映射,采用C语言实现了有色Petri网的硬件自动生成工具。通过分析有色Petri网的特征,该工具生成对应的Verilog代码和基于Quartus的自动脚本。以通信中"包传输"的模型为例,在FPGA中对生成的代码进行测试,验证了设计的正确性。 展开更多
关键词 有色PETRI网 自动生成工具 fpga Verilog HDL 仿真系统
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一种基于线网划分的并行FPGA布线算法 被引量:1
12
作者 朱春 来金梅 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第3期287-293,共7页
针对在现场可编程门阵列(FPGA)软件系统中大规模电路设计布线时间较长的问题,提出一种基于线网引脚位置划分且具有平台独立性的多线程FPGA布线算法。对高扇出线网采用将单根线网拆分成子线网并同时布线的方法,对低扇出线网采用选择若干... 针对在现场可编程门阵列(FPGA)软件系统中大规模电路设计布线时间较长的问题,提出一种基于线网引脚位置划分且具有平台独立性的多线程FPGA布线算法。对高扇出线网采用将单根线网拆分成子线网并同时布线的方法,对低扇出线网采用选择若干位置不相交叠的线网进行同时布线的方法,给出线网边界框图的数据结构来缩短选择若干低扇出线网的时间,采取负载平衡机制和同步措施,分别提高布线效率和保证布线结果的确定性。实验结果证明,在Intel 4核处理器平台上,与单线程VPR算法相比,该并行算法的平均布线效率提高了90%,平均布线质量下降不超过2.3%,并能够得到确定的布线结果,在EDA方面具有重要的理论与实用价值。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 多线程 布线 高扇出线网 低扇出线网 边界框图 确定性
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基于STM32及FPGA的双冗余网路切换系统的设计与实现 被引量:1
13
作者 孙振涛 《工业控制计算机》 2022年第8期10-11,共2页
针对批量双冗余网络切换测试效率低的问题,设计了一种使用LCD触摸屏作为人机交互界面,可根据输入要求定时、外部触发、手动切换自动完成双冗余网络切换的测试模块。模块包括STM32单片机电路、FAGA控制电路、触摸液晶屏单路与双冗余网络... 针对批量双冗余网络切换测试效率低的问题,设计了一种使用LCD触摸屏作为人机交互界面,可根据输入要求定时、外部触发、手动切换自动完成双冗余网络切换的测试模块。模块包括STM32单片机电路、FAGA控制电路、触摸液晶屏单路与双冗余网络切换电路组成,通过触摸屏输入控制或者串口命令控制可实现8路双冗余网络A、B通道的切换。实际测试结果表明,切换后的网络信号质量良好、性能稳定。该设计使用简单,运行稳定可靠。 展开更多
关键词 双冗余网络 切换 STM32 fpga
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FPGA供电网络工作在亚稳态的解决方案研究
14
作者 杨东亮 田琳宇 +1 位作者 姬进 闫稳 《山西电子技术》 2022年第6期90-92,共3页
本文阐述了FPGA供电网络的特点及设计方案。FPGA供电网络工作在亚稳态造成了通用输入输出(GIO)模块的工作异常,针对该问题,提出了一种FPGA供电网络工作在亚稳态的解决方案,旨在减小供电网络亚稳态给整个模块正常工作带来的影响,提高模... 本文阐述了FPGA供电网络的特点及设计方案。FPGA供电网络工作在亚稳态造成了通用输入输出(GIO)模块的工作异常,针对该问题,提出了一种FPGA供电网络工作在亚稳态的解决方案,旨在减小供电网络亚稳态给整个模块正常工作带来的影响,提高模块工作的稳定性。通过优化FPGA复位信号的处理方法,且在供电网络输入输出端分别增加大容量去耦电容,并经实验验证,该方案可有效改善FPGA供电网络的稳定性。 展开更多
关键词 fpga 供电网络 亚稳态 复位信号 去耦电容
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面向分布式卷积神经训练网络的FPGA加速器设计
15
作者 张小军 王俊英 +3 位作者 王晓静 韩钦 王正荣 张德学 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第9期100-104,113,共6页
为提高卷积神经网络(CNN)训练速度,设计一种基于FPGA的分布式CNN加速器。采用数据并行分布式架构,通过多FPGA并行计算提高CNN的训练速度。分析各层数据依赖性,调整矩阵卷积运算顺序,实现层内和层间的细粒度流水线。针对卷积运算消耗过... 为提高卷积神经网络(CNN)训练速度,设计一种基于FPGA的分布式CNN加速器。采用数据并行分布式架构,通过多FPGA并行计算提高CNN的训练速度。分析各层数据依赖性,调整矩阵卷积运算顺序,实现层内和层间的细粒度流水线。针对卷积运算消耗过多存储资源,设计一种数据拼接存储结构,有效节省存储资源。为实现多FPGA互联,采用40G光纤传输数据,同时优化Ring-Allreduce传输模式,减少板间数据传递的延迟。针对Mnist数据集,选用16 bit定点量化,不同层间选用不同量化方案,减小梯度下降误差。测试表明,基于Intel Arria 10硬件平台,设计的2 FPGA和3 FPGA架构相对于单FPGA可分别实现1.99、2.98的加速比。 展开更多
关键词 分布式 现场可编程门阵列 卷积神经网络训练 定点量化
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基于FPGA的Petri网模拟器设计及应用研究
16
作者 张东莹 《电子测试》 2021年第6期59-60,共2页
Petri网模拟器是程序设计与测定的主要方法。本文结合Petri网的相关理论,着重从程序编译、网库变更等方面,分析了基于FPGA的Petri网模拟器设计思路及实际应用方法。
关键词 fpga Petri网模拟器设计 技术运用
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基于FPGA的Petri网模拟器设计与实现
17
作者 周韬略 张小军 +2 位作者 陈成官 曾庆田 张德学 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第11期152-156,174,共6页
为加速Petri网的性能测试,设计一个Petri网硬件代码自动生成器,通过Petri网对应的关联矩阵自动生成Verilog文件,可编译下载到FPGA中。对Petri网的硬件模型、库所、变迁进行分析。为模拟Petri网系统中的变迁操作,采用组合逻辑和存储器实... 为加速Petri网的性能测试,设计一个Petri网硬件代码自动生成器,通过Petri网对应的关联矩阵自动生成Verilog文件,可编译下载到FPGA中。对Petri网的硬件模型、库所、变迁进行分析。为模拟Petri网系统中的变迁操作,采用组合逻辑和存储器实现P/T系统,并采用随机策略对资源冲突等情况加以控制。对10个库所、8个变迁的硬件Petri网在Altera Stratix V 5SGXEA7N2F45C2进行综合,工作频率可达300 MHz,可运行1.5×10^8/s步仿真。 展开更多
关键词 PETRI网 代码自动生成器 现场可编程逻辑门阵列 VERILOG语言
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SHINE加速器快联锁系统设计与开发
18
作者 于春蕾 陈广花 +3 位作者 丁建国 李明 肖庆雯 阎映炳 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期25-33,共9页
上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)是我国在建的大型科学工程,SHINE高达1 MHz的重复频率和长达数千米的超大规模对加速器联锁系统提出了新的挑战。大型加速器联锁系... 上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)是我国在建的大型科学工程,SHINE高达1 MHz的重复频率和长达数千米的超大规模对加速器联锁系统提出了新的挑战。大型加速器联锁系统必须具有微秒级响应速度、并能同时处理数万个信号需求。通过对SHINE联锁需求的分析,采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)技术、分布式控制技术、高速网络通讯技术,完成了快联锁系统设计,并通过可编程控制技术及接口程序开发实现了快联锁与常规慢联锁系统在同一平台上的集成。测试结果表明:研制的加速器联锁系统实现了快、慢联锁之间以及任意站点间的数据交互和扩展,采用1 m电缆连接的多站点响应时间平均值为903.32 ns,800 m电缆连接的多站点响应时间平均值为5.33µs。各项联锁功能和响应时间测试结果均满足SHINE运行要求,同时基于EPICS系统实现了系统的远程控制。 展开更多
关键词 快联锁 fpga 数据传输 FL-net 响应时间
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Kautz算法在印刷电路板光板故障检测中的应用 被引量:2
19
作者 杨光友 王鹏 +1 位作者 周国柱 苏旭武 《国外电子测量技术》 2007年第6期12-15,共4页
本文提出了一种以PC104+FPGA架构为硬件基础的印刷电路板(PCB)的测试方法。在分析Kautz算法的基础上,根据FPGA和PC104的特点,同时采用并行检测与诊断法,快速准确地获取了PCB所有的电气网络。本文研究了在系统中Kautz算法的实现方法,给... 本文提出了一种以PC104+FPGA架构为硬件基础的印刷电路板(PCB)的测试方法。在分析Kautz算法的基础上,根据FPGA和PC104的特点,同时采用并行检测与诊断法,快速准确地获取了PCB所有的电气网络。本文研究了在系统中Kautz算法的实现方法,给出了算法的实现步骤。实验表明,该方法是一快速有效的PCB故障检测方法。 展开更多
关键词 Kautz算法 印刷电路板 电气网络 PC104 fpga
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基于无线传感器网络节点的高速无线组网传输方法 被引量:4
20
作者 唐强 骆海涛 +2 位作者 郑小燕 宋鑫霞 杨明齐 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期69-73,共5页
针对在恶劣或危险的环境中大范围区域性参数测量和数据中继传输困难的问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和无线传感器网络节点的数据无线传输方法。该方法采用FPGA和无线传感器组成单个无线传感器网络节点,并在此基础上,通过利... 针对在恶劣或危险的环境中大范围区域性参数测量和数据中继传输困难的问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和无线传感器网络节点的数据无线传输方法。该方法采用FPGA和无线传感器组成单个无线传感器网络节点,并在此基础上,通过利用ACK收发应答机制和无线收发芯片多通道传输特性,将各个无线传感器网络节点通过层次路由协议进行数据组网传输。实验测试结果表明无线传感器网络节点的通信性能良好,数据传输速率高、传输时延较小;路由协议不仅能保证节点间全局组网,而且数据传输的稳定性好,能够适用于大多数测试场合。 展开更多
关键词 数据传输 现场可编程门阵列 无线传感器网络节点
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