目录

1:verilog和HDL

2: Fpga和stm32等单片机的区别

3 :asic和fpga的区别

4: zynq的资源介绍

1:什么是zynq:

开发过程:

算法部分介绍

实现过程

1:verilog和HDL

HDL(硬件描述语言)是用于描述和设计电子系统的计算机语言,特别是数字系统如集成电路和打印电路板。HDL允许设计师编写可执行规范来描述他们的系统应该做什么,而不仅仅是如何做。最常见的两种类型的HDL是VHDL和Verilog。

Verilog是一种用于模拟和硬件描述的HDL。它旨在允许设计师以文本形式表达他们的设计,并在电子表格设计中提供一个验证工具。Verilog因其语法简洁和易于学习而流行,并由IEEE标准化为IEEE Std 1364。

以下是HDL和Verilog之间的联系和区别:

联系:

Verilog是一种HDL,因此是HDL家族中的一个分支。Verilog和其他HDL都用于描述电子硬件的功能和行为。它们都可以用于仿真环境中对电子设计的行为进行建模和验证。Verilog和其他HDL可以用来指导数字电路制造过程中的自动化工具。

区别:

语法和表达方式:每种HDL都有自己独特的语法规则和表达形式。Verilog的语法接近于C语言,而VHDL的语法则更接近Ada。设计思路:不同HDL支持不同的设计思维方式。例如,VHDL有更强的类型系统,倾向于支持较为正式的设计 方法,而Verilog相对较为宽松,使得快速原型设计更为容易。功能和扩展性:随着各自的发展,不同的HDL在一些高级功能和扩展性上也可能有所不同。社区和生态系统:尽管Verilog和VHDL都是非常流行的HDL,但它们各自的用户社区、支持的工具链和资料库可能会有所不同。这种差异可能会影响设计师选择HDL时的考虑。

在实际应用中,无论选择使用Verilog还是其他类型的HDL,最重要的是选择最适合特定项目需求和设计团队技能的工具。

2: Fpga和stm32等单片机的区别

fpga(field programmable gate array)

现场可编程门阵列,不同于stm32等引脚固定的单片机,其包含了大量的可重配置逻辑块和可编程的互连,这些功能允许工程师或设计师在现场自行配置或修改其功能。

 其灵活性也远远高于stm32等单片机

3 :asic和fpga的区别

ASIC 是专用定制电路,比如华为麒麟类芯片就属于此芯片类型,成本大耗时高,适合短期内不升级迭代的版本

Fpga由于其灵活编辑的特点克服了内部电路固定的缺点   

可以配置的部分包括 输入输出 双向 驱动电流 电频标准 

4: zynq的资源介绍

1:什么是zynq:

PS和PL是指特定类型的FPGA,如赛灵思(Xilinx)公司的Zynq-7000系列SoC(System on Chip,系统级芯片),中的两个主要部分:

PS(Processing System): PS是处理系统的缩写,它包含了一个或多个硬核处理器(例如,ARM Cortex-A9双核处理器),以及与处理器相关的组件,例如内存控制器、外设接口(USB, Ethernet, I2C等)和其他可以用来支持处理器运行的系统资源。PS部分是预先设计好的,用户不能修改其硬件结构,但可以进行软件编程。 PL(Programmable Logic): PL是可编程逻辑的缩写,它指的是FPGA中的可编程逻辑资源部分。PL部分由可编程的逻辑块(CLB),输入/输出块(IOB),以及用于实现各种数字电路功能的连线资源构成。用户可以通过编写硬件描述语言(HDL,如VHDL或Verilog)来配置PL以实现自定义的逻辑电路。(注pl中 bank上电压都为3.3V)

PS和PL之间通常有一定的接口用以通信和协作,有时被称为AXI总线(Advanced eXtensible Interface)。这种设计结合了传统的微处理器系统(PS)和高度灵活的FPGA逻辑(PL),可以充分利用微处理器的高性能处理能力和FPGA的灵活性和并行处理能力。这样的设计特别适用于需要定制硬件加速及高性能数据处理的嵌入式系统设计。

核心板资源

接口资源

Xilinx 7020引脚口 以信号灯led所需的bank34为例:

开发过程:

1安装软件

为了运行的稳定性 选择的版本是Vivado 2018.3版本,

安装过程:参考了站内文章如下

(一) vivado2018.3安装注册指南_vivado注册 2035-CSDN博客

Vivado 2018.3 安装步骤及 license 获取_vivado2018.3安装流程-CSDN博客

算法部分介绍

图像预处理:首先,对输入图像进行预处理,包括去噪、增强和分割等步骤,以提高后续字符识别的准确性。 特征提取:从预处理后的图像中提取出用于识别的特征。常用的特征提取方法包括灰度直方图、边缘检测、角点检测等。 字符分类:通过训练一个分类器,将提取的特征与事先定义好的字符模板进行比对,从而识别出图像中的字符。常用的分类器包括支持向量机(SVM)、卷积神经网络(CNN)等。 后处理:对于识别结果进行后处理,如去除错误识别的字符、校正误差等,以提高整体的识别准确性。

FPGA的并行计算能力和低延迟特性使其成为实现字符识别算法的理想平台。通过在FPGA上实现字符识别算法,可以实现高效的实时识别性能,并且适用于各种应用场景,如自动化生产线、文档数字化等

实现过程

要实现FPGA的字符识别算法,可以按照以下步骤进行:

算法设计:首先,确定所采用的字符识别算法,如基于模板匹配的方法、基于特征提取和分类器的方法等。根据算法选择,设计出相应的数据流架构和计算模块。 开发工具选择:选择适合FPGA开发的工具,如Xilinx Vivado、Intel Quartus等。这些工具提供了硬件描述语言(如Verilog、VHDL)的开发环境,以及优化和综合工具。 硬件描述语言编写:使用选定的硬件描述语言编写字符识别算法的代码。根据算法设计,创建适当的模块和接口,并实现数据流的传输和处理。 仿真和验证:使用仿真工具对设计的硬件描述语言进行验证,确保其功能正确性和性能可行性。通过仿真可以检查和优化设计,提高识别准确性和速度。 综合和实现:使用开发工具中的综合工具将硬件描述语言代码综合为逻辑网表,然后进行布局布线、时序分析和优化,最终生成FPGA可编程位流文件。 下载和调试:将生成的位流文件下载到FPGA芯片中,并使用FPGA开发板进行调试和测试。通过调试和测试,验证字符识别算法在FPGA上的正确性和性能。

需要注意的是,FPGA的设计和开发需要具备一定的硬件描述语言和电路设计知识。同时,优化算法和硬件设计的匹配,合理利用FPGA的并行计算能力和资源分配,可以进一步提高字符识别算法的性能和效果。

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