物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也是“信息化”時代的重要發(fā)展產(chǎn)物,更是繼互聯(lián)網(wǎng)之后,改變?nèi)祟惿钚螒B(tài)的重大產(chǎn)業(yè)革命。目前,基于云平臺的各種物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)包括智能社區(qū)、智能醫(yī)療、智能家居等已逐漸被建立起來,極大地方便了人類的生產(chǎn)生活。但是,隨著大量的智能物端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長,這將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓,物端反應(yīng)遲緩,甚至存在安全隱患。為克服物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)帶來的影響,設(shè)計一款具備智能設(shè)備感知能力和數(shù)據(jù)處理能力的智能物端核心芯片具有深遠的戰(zhàn)略意義和應(yīng)用價值。本文采用IP核復(fù)用方法,提出了一款具備智能識別能力的物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計方案,該芯片通過AMBA4.0 AXI總線搭載RI5CY開源處理器核、AHB高速子系統(tǒng)和APB低速子系統(tǒng),其中AHB高速子系統(tǒng)掛載了CameraIP、MemCtrl、ANN等高性能智能模塊,而APB低速子系統(tǒng)掛載智能設(shè)備常規(guī)接口UART、IIC、GPIO以及PWM等。本文主要基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固有的并行性,完成了ANN硬件加速模塊設(shè)計。其中,運算單元鏈模塊采用脈動陣列以流水線方式解決了ANN運算過程中數(shù)據(jù)阻塞問題,可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)大小動態(tài)調(diào)整、合理使用PE單元,即對于小型網(wǎng)絡(luò)可用較少的PE單元以更低的功耗完成網(wǎng)絡(luò)運算,對于大型網(wǎng)絡(luò)則同時調(diào)用8個PE單元并行執(zhí)行神經(jīng)元運算,相對其他的ANN串行執(zhí)行,可提速64.25倍。最后,針對整個智能芯片系統(tǒng)搭建了完備的系統(tǒng)驗證平臺,對系統(tǒng)進行了Modelsim功能仿真和FPGA原型驗證,并在系統(tǒng)中完成基于ANN硬件加速模塊實時識別攝像頭采集到的字符圖像的應(yīng)用測試。本文設(shè)計的智能物聯(lián)網(wǎng)芯片首次搭載了AI模塊,能夠在智能設(shè)備終端處實現(xiàn)實時識別手寫字符,有效地減少了邊緣數(shù)據(jù)的傳輸;同時,對系統(tǒng)芯片整體性能及系統(tǒng)功耗進行了評估,結(jié)果表明本文設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)智能芯片系統(tǒng)的功能、性能、功耗等指標(biāo)符合設(shè)計要求。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5;TN402
【部分圖文】：

碩士學(xué)位論文手機制線的五個通道都有一組 xVALID/xREADY 信號，它EADY 握手機制進行通信。傳輸端使用 xVALID 標(biāo)識地址是否有效，目的端使用 xREADY 表明是否可以接收消息。ALID、xREADY 同時有效的情況下。線的握手依賴關(guān)系主要分為三類：是寫傳輸?shù)奈帐忠蕾囮P(guān)系，如圖 2.8 所示。

ALID、xREADY 同時有效的情況下。線的握手依賴關(guān)系主要分為三類：是寫傳輸?shù)奈帐忠蕾囮P(guān)系，如圖 2.8 所示。圖 2.8 寫傳輸握手依賴關(guān)系圖動 AWVALID 或 WVLAID 信號之前不等待從機斷言 AW 信號；從機的 AWREADY 信號和 WREADY 信號可以在 A信號之前或之后有效；從機的寫響應(yīng)信號 BVALID 必須在 ADY 信號都有效后且 WLAST 被斷言后才有效，此外，從 BREADY 無先后順序要求。是寫響應(yīng)的握手依賴關(guān)系，如圖 2.9 所示。

之前或之后有效；從機的寫響應(yīng)信號 BVALID 必須Y 信號都有效后且 WLAST 被斷言后才有效，此外，READY 無先后順序要求。寫響應(yīng)的握手依賴關(guān)系，如圖 2.9 所示。圖 2.9 寫響應(yīng)握手依賴關(guān)系圖VALID 之前，從機必須等待 AWVALID，AWREADY，此外，從機還必須等 WLAST 置位，因為寫響應(yīng)最后一組數(shù)據(jù)傳輸后才發(fā)送。讀傳輸?shù)奈帐忠蕾囮P(guān)系，如圖 2.10 所示。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李昂;王沁;李占才;萬勇;;基于FPGA的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)方法[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2007年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王智國;嵌入式人機語音交互系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

本文編號：2870901