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怎么建設(shè)高性能多核DSP+FPGA實(shí)驗(yàn)室?一起來(lái)河北工程大學(xué)看看

創(chuàng)龍教儀 ? 2024-06-08 08:32 ? 次閱讀

1?

院校簡(jiǎn)介

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河北工程大學(xué)是河北省重點(diǎn)骨干大學(xué),河北省人民政府與水利部共建高校,河北省重點(diǎn)支持的國(guó)內(nèi)一流大學(xué)建設(shè)高校,河北省文明單位,坐落在中國(guó)歷史文化名城、“成語(yǔ)典故之都”邯鄲市。

學(xué)校現(xiàn)有工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、文學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、藝術(shù)學(xué)、教育學(xué)、歷史學(xué)11個(gè)學(xué)科門(mén)類(lèi)。招生專(zhuān)業(yè)72個(gè),其中工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)47個(gè),占比達(dá)65.2%。擁有河北省唯一的服務(wù)國(guó)家特殊需求博士人才培養(yǎng)項(xiàng)目—水資源水環(huán)境調(diào)控及綜合管理,擁有河北省唯一的水利工程博士后科研流動(dòng)站。工程學(xué)學(xué)科進(jìn)入ESI排名全球前1%。擁有水利工程、地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、機(jī)械工程、管理科學(xué)與工程等17個(gè)碩士學(xué)位授權(quán)一級(jí)學(xué)科

機(jī)械與裝備工程學(xué)院是河北工程大學(xué)辦學(xué)歷史最悠久的學(xué)院之一,學(xué)院設(shè)有6個(gè)教學(xué)系,建設(shè)有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、車(chē)輛工程、材料成型及控制工程機(jī)器人工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、機(jī)械電子工程(3+4)等6個(gè)本科專(zhuān)業(yè)。建設(shè)有1個(gè)國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”,1個(gè)省級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)“車(chē)輛工程”,1個(gè)新工科專(zhuān)業(yè)“機(jī)器人工程”,“測(cè)控技術(shù)與儀器”專(zhuān)業(yè)已經(jīng)通過(guò)工程教育認(rèn)證申請(qǐng)。

2?

實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)

創(chuàng)龍教儀聯(lián)合河北工程大學(xué)共同建設(shè)高性能DSP+FPGA教學(xué)平臺(tái),在機(jī)械與裝備工程學(xué)院-精密測(cè)量實(shí)驗(yàn)室,針對(duì)DSP+FPGA課程,探討了該課程的應(yīng)用方向,制定學(xué)生課程學(xué)習(xí)的培養(yǎng)計(jì)劃。

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TL6678F-TEB相關(guān)實(shí)驗(yàn)(部分)

DSP實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建與CCS開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)

安裝CCS與串口調(diào)試工具

CCS工程新建、編譯和導(dǎo)入

DSP算法實(shí)驗(yàn)

有限沖激響應(yīng)濾波器(FIR)算法

無(wú)限沖激響應(yīng)濾波器(IIR)算法

快速傅立葉變換(FFT)算法

一維FFT性能測(cè)試算法

圖像類(lèi)實(shí)驗(yàn)

圖像旋轉(zhuǎn)、縮放和反色

灰度圖像直方圖、直方圖均衡化

邊緣檢測(cè)

灰度圖像二值化

RGB24圖像灰度轉(zhuǎn)換

SYS/BIOS實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)建任務(wù)實(shí)驗(yàn)

定時(shí)器控制實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)建硬件中斷實(shí)驗(yàn)

執(zhí)行軟件中斷實(shí)驗(yàn)

SYS/BIOS時(shí)間戳實(shí)驗(yàn)

SYS/BIOS時(shí)間戳實(shí)驗(yàn)

MultiCore實(shí)驗(yàn)

圖像旋轉(zhuǎn)

圖像縮放

邊緣檢測(cè)

RGB24圖像灰度轉(zhuǎn)換

綜合類(lèi)實(shí)驗(yàn)

CameraLink 工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)與處理

圖像拼接、復(fù)原、超分辨率重建

目標(biāo)跟蹤、人臉檢測(cè)

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參與交流的黃老師,孫老師等和學(xué)生們對(duì)TL6678F-TEB相關(guān)實(shí)驗(yàn)案例表現(xiàn)出十足的熱情,并對(duì)創(chuàng)龍教儀專(zhuān)業(yè)的技術(shù)能力與認(rèn)真的工作態(tài)度表示了肯定。


面對(duì)日新月異的技術(shù)發(fā)展,創(chuàng)龍教儀在不斷學(xué)習(xí)與探索新技術(shù)與高校新需求之間的聯(lián)系,并通過(guò)與高校間的交流學(xué)習(xí)助力高校培養(yǎng)能夠適應(yīng)新社會(huì)生產(chǎn)需求的高級(jí)人才,以響應(yīng)國(guó)家二十大“產(chǎn)教融合”的方針!

3?

特色案例

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng):

CameraLink工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)與處理綜合實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>

(1)了解TI C66x DSP和Xilinx FPGA平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。

(2)了解CameraLink工業(yè)相機(jī)和MJPEG。

(3)學(xué)習(xí)基于TI C6678 DSP和Xilinx FPGA實(shí)現(xiàn)CameraLink工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)與處理。

實(shí)驗(yàn)原理:

CameraLink工業(yè)相機(jī)簡(jiǎn)介

CameraLink工業(yè)相機(jī)是指具有CameraLink接口滿(mǎn)足工業(yè)要求的相機(jī)。CameraLink接口是由AIA協(xié)會(huì)推出的數(shù)字圖像信號(hào)串行通訊接口協(xié)議,是在ChannelLink技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。CameraLink標(biāo)準(zhǔn)支持的最高數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)680MB/s。

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FPGA端作為SRIO Initiator,DSP端作為SRIO Target。FPGA端通過(guò)SRIO SWRITE和乒乓方式,將數(shù)據(jù)傳輸至DSP端的0x90000000和0x90500000的DDR地址空間。

DSP端project目錄下包括兩個(gè)工程,分別為主核工程與從核工程。主核工程編譯后默認(rèn)生成的可執(zhí)行文件適用于DSP ETH1網(wǎng)口,如需重新生成適用于DSP ETH0網(wǎng)口的可執(zhí)行文件,請(qǐng)參考關(guān)鍵代碼小節(jié)進(jìn)行源碼修改。從核工程編譯后生成的可執(zhí)行文件為srio_image_processing_slave.out。

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工程解析

Image_processing_master任務(wù)調(diào)用mc_process_init函數(shù),初始化和打開(kāi)對(duì)應(yīng)消息隊(duì)列,用于傳輸消息。

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默認(rèn)使用DHCP模式自動(dòng)獲取DSP ETH1網(wǎng)口IP地址。如需修改為靜態(tài)IP地址,或修改為使用DSP ETH0網(wǎng)口,可參考如下說(shuō)明進(jìn)行配置。

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本案例使用Serial RapidIO Gen2 IP核實(shí)現(xiàn)SRIO Initiator,使用HELLO(Header Encoded Logical Layer Optimized)格式,支持NREAD、NWRITE、NWRITE_R、NWRITE_R、DOORBELL、MESSG等Response Packet操作。

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實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件:TL6678F-TEB,CameraLink黑白相機(jī)(型號(hào):RS-A5241-CM107-S00),CameraLink視頻采集模塊(型號(hào):TLCameraLinkF),路由器(動(dòng)態(tài)IP需要,如采用靜態(tài)IP方式可不需要)。

軟件:Vivado2017.4,CCS5.5,Windows7以上操作系統(tǒng)

硬件連接

(1)用Micro USB串口線(xiàn)將PC端連接實(shí)驗(yàn)主板調(diào)試串口。

(2)連接好實(shí)驗(yàn)箱的電源仿真器

(3)將FPGA下載器連接開(kāi)發(fā)板FPGA端JTAG接口(CON10)到PC端。

(4)打開(kāi)設(shè)備管理器查看Enhanced COM port口的COM口號(hào)、查看仿真器和下載器連接是否正常。

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(5)打開(kāi)并設(shè)置串口調(diào)試軟件,波特率為115200。

(6)將TLCameraLinkF模塊連接至評(píng)估板FPGA FMC2接口,評(píng)估板J1跳線(xiàn)帽選擇2.5V檔位,以配置FMC IO的BANK電壓為2.5V。請(qǐng)將CameraLink相機(jī)的CL0通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)連接至TLCameraLinkF模塊的CON1接口,將CameraLink相機(jī)的CL1通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)連接至TLCameraLinkF模塊的CON2接口。

(7)用網(wǎng)線(xiàn)連接實(shí)驗(yàn)主板和路由器,實(shí)驗(yàn)主板默認(rèn)ETH1口,要保證開(kāi)發(fā)板與PC端保持在同一網(wǎng)段下。

(8)撥碼開(kāi)關(guān)撥到NO BOOT模式:000XX(備注:XX為1或0均可)。

(9)實(shí)驗(yàn)箱上電。

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實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在PC機(jī)瀏覽器輸入評(píng)估板IP地址打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)界面,在網(wǎng)頁(yè)界面中選擇處理核心數(shù)量為Eight cores,選擇本案例所使用相機(jī)的最高處理幀率為107fps。

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點(diǎn)擊"Program Item",網(wǎng)頁(yè)將顯示經(jīng)DSP端進(jìn)行Sobel(邊緣檢測(cè))算法處理后的圖像。

同時(shí),DSP端串口調(diào)試終端將會(huì)打印處理信息。

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4?

設(shè)備概述

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產(chǎn)品型號(hào):TL6678F-TEB

處理器類(lèi)型:TI TMS320C6678 + Xilinx Kintex-7

應(yīng)用領(lǐng)域:圖像處理、信號(hào)處理、通信、自動(dòng)化、航空電子、機(jī)器視覺(jué)

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    的頭像 發(fā)表于 06-27 16:40 ?529次閱讀