Intel依然強大！FPGA設計是現代電子業的奇蹟，用軟體設計的方式來完成硬體核心的佈建，加上人工智慧更是如虎添翼。
本書主要從技術基礎、開發方法和人工智慧應用三個方麵介紹FPGA的開發工具與開發技巧，圍繞FPGA的基礎知識，Verilog硬體描述語言，FPGA在Quartus中的開發流程，FPGA的SOPC、HLS、OpenCL設計方法，FPGA在人工智慧領域的應用等方麵進行闡述，使開發人員能理解FPGA的核心知識，掌握FPGA的開發方法和開發工具。
以FPGA基礎知識為切入點，透過對開發方法和設計思路的講解，幫助讀者快速掌握FPGA開發技術及FPGA在人工智慧上的應用。
全書包含FPGA技術基礎篇、FPGA開發方法篇和人工智慧應用篇三大篇，內容如下
■ 第一部分 FPGA的基礎知識及開發流程
首先，介紹瞭FPGA的基本概念和入門知識，從FPGA的抽象化解釋，到FPGA如何從早期的邏輯門器件演變為當前的現場可程式化邏輯閘陣列的整個發展歷程，讓讀者明白FPGA的概念及特點。其次，介紹瞭FPGA的內部結構，進一步解讀FPGA的晶片內建資源，包括查閱資料錶、可程式化暫存器、自我調整邏輯模組、內部儲存模組和時脈網路等，讓讀者能夠從FPGA的最基本邏輯單元和最底層結構的角度加深對FPGA的瞭解。然後，介紹瞭FPGA的Verilog HDL語言開發方法，包括基本語法，如if-else敘述、case敘述等和進階開發技巧，如鎖相器和暫存器的區別、阻塞與非阻塞的區別，並且根據編碼器、解碼器、雙嚮暫存器和上浮排序等實例具體介紹Verilog HDL語言的開發。最後，介紹瞭FPGA在Quartus Prime軟體中的開發流程，結閤FPGA基礎知識、FPGA的內部結構及Verilog硬體描述語言係列內容，形成瞭一個基本的FPGA開發知識係統。
■ 第二部分 FPGA開發方法和工具
在對第一部分內容進行深化的同時，進一步介紹瞭針對軟體工程師的FPGA開發方法。首先，介紹瞭FPGA傳統開發過程中使用到的分析與偵錯工具，如綜閤工具、約束工具、時序分析工具、偵錯工具等，介紹瞭編譯報告和網路錶查看工具。其次，介紹瞭基於FPGA的可程式化係統單晶片（SOPC）的建構方法及其軟硬體的開發流程，介紹瞭IP核心與Nios處理器。然後，介紹瞭使用高層次綜閤設計的FPGA設計工具HLS進行FPGA開發的方法，包括基於HLS的開發流程、程式最佳化、Modelsim模擬及HLS多種介麵的使用場景分析。最後，介紹瞭在異質計算場景下，如何使用OpenCL進行FPGA開發的方法，包括主機端和裝置端的程式編寫。
■ 第三部分 FPGA開發的擴充
主要介紹FPGA在人工智慧領域的應用。首先，介紹瞭人工智慧的發展歷史和深度學習技術的基礎，包括常用的深度學習網路模型和程式設計框架。其次，介紹瞭深度學習的概念、基本組成及深度學習的應用挑戰，包括神經網路基本組成、常見的神經網路模型和資料集。最後，以電腦機器視覺為例，介紹瞭如何使用英特爾OpenVINO工具在英特爾FPGA上部署深度學習推理計算。
圖書描述
好的，這是一份不涉及《FPGA的AI之路：Intel FPGA開發技術昇華實戰》的圖書簡介，內容詳實，力求自然流暢。 《現代嵌入式係統設計與應用：從基礎到前沿》 內容簡介 在當今數字化與智能化浪潮的驅動下，嵌入式係統已成為連接物理世界與數字智能的核心橋梁。本書旨在為工程師、研究人員及高年級學生提供一個全麵、深入且兼具實踐指導意義的現代嵌入式係統設計與應用教程。全書以嚴謹的工程思維為導嚮，係統地剖析瞭從微控製器基礎選型到復雜異構係統構建的全過程，重點聚焦於係統性能優化、實時性保障以及麵嚮特定領域（如物聯網、邊緣計算）的定製化解決方案。 第一部分：嵌入式係統基石與硬件選型 本部分奠定瞭堅實的理論基礎。首先，詳細闡述瞭嵌入式係統的架構演進，對比分析瞭不同指令集架構（如ARM Cortex-M/A係列、RISC-V）的優劣及其在功耗、性能和生態係統上的權衡。深入探討瞭存儲器層次結構（SRAM、DRAM、非易失性存儲器）的工作原理、訪問時序及其對係統性能的瓶頸影響。 核心章節聚焦於片上係統（SoC）的設計要素。我們不僅講解瞭處理器核心、總綫結構（如AHB/AXI）的仲裁機製與帶寬分配，還細緻解析瞭係統級互連對數據流的影響。此外，針對功耗敏感型應用，本書提供瞭詳盡的低功耗設計策略，包括時鍾門控、電源域管理和深度睡眠模式的軟件喚醒機製。 第二部分：實時操作係統與軟件架構 現代嵌入式係統離不開高效的操作係統支持。本部分著重講解瞭實時操作係統（RTOS）的核心概念，如任務調度算法（固定優先級、輪轉、搶占式）、中斷處理流程以及上下文切換的開銷分析。我們選取瞭如FreeRTOS和Zephyr等主流RTOS進行深入的代碼級剖析，幫助讀者理解內核如何保證係統的確定性和可預測性。 軟件架構方麵，本書倡導模塊化與分層設計。詳細介紹瞭設備驅動程序（Device Driver）的編寫規範，特彆是針對復雜外設（如高速ADC、高速通信接口）的編程技巧。同時，探討瞭中間件的應用，如文件係統（如FATFS、eMMC驅動）、網絡協議棧（TCP/IP, MQTT）在資源受限環境下的移植與優化。書中特彆強調瞭安全啓動（Secure Boot）和固件空中更新（OTA）機製的設計與實現，以應對日益增長的安全挑戰。 第三部分：高性能I/O與異構計算加速 隨著數據量的激增，嵌入式係統對數據吞吐能力的要求越來越高。本部分深入研究瞭直接內存訪問（DMA）的精細控製，解析瞭多通道DMA的衝突避免策略，並展示瞭如何通過優化DMA傳輸塊大小來最大限度地提高CPU的有效利用率。 在通信接口方麵，我們不僅覆蓋瞭傳統的UART、SPI、I2C，更著重講解瞭高速串行接口（如PCIe、Gigabit Ethernet）在嵌入式場景下的配置與驅動開發。 針對性能瓶頸，本書深入探討瞭異構計算在嵌入式平颱上的應用。詳細介紹瞭現場可編程門陣列（FPGA）作為協處理器在數據預處理、圖像處理和控製迴路加速中的集成方法，以及圖形處理單元（GPU）/專用加速器（NPU）的軟件接口與數據傳輸優化。讀者將學習如何有效地在CPU與加速器之間劃分任務，並利用共享內存模型實現高效的數據交換。 第四部分：係統集成、測試與驗證 成功的嵌入式項目不僅需要精妙的代碼，更依賴於嚴格的測試與驗證流程。本部分提供瞭實用的調試與診斷技術，包括使用邏輯分析儀、示波器進行時序分析，以及如何利用JTAG/SWD接口進行斷點調試和內存狀態監控。 在係統層麵，我們引入瞭硬件在環（HIL）和軟件在環（SIL）的測試方法，用以驗證復雜的控製邏輯和實時性能指標。書中還探討瞭嵌入式Linux係統的裁剪與優化，包括內核模塊的加載、用戶空間服務的管理（如systemd/init腳本），以及如何通過構建係統（如Yocto Project）來生成定製化的發行版。 第五部分：前沿應用與未來趨勢 最後，本書展望瞭嵌入式係統領域的最新發展方嚮。深入剖析瞭邊緣智能的實現路徑，包括輕量級機器學習模型的量化與部署，以及如何在資源受限的微控製器上運行簡單的推理算法。同時，對時間敏感網絡（TSN）在工業自動化中的應用前景進行瞭探討，並分析瞭量子計算對未來嵌入式安全架構可能帶來的潛在影響。 本書的每一章都配有豐富的代碼示例、工程實踐案例和關鍵性能指標分析，確保讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“如何做”。通過對這些先進技術的係統學習，讀者將有能力設計齣性能卓越、功耗優化且麵嚮未來的復雜嵌入式解決方案。
著者信息
作者簡介
張瑞
現任英特爾FPGA中國創新中心總經理，負責英特爾中國區晶元對外閤作戰略以及自動駕駛和FPGA等領域的生態建設，同時兼任中國汽車電子產業聯盟副理事長和副秘書長的職務，緻力於推動包括5G、機器視覺、感測器融閤，和自主決策等多項關鍵自動駕駛相關技術。
張瑞
現任英特爾FPGA中國創新中心總經理，負責英特爾中國區晶元對外閤作戰略以及自動駕駛和FPGA等領域的生態建設，同時兼任中國汽車電子產業聯盟副理事長和副秘書長的職務，緻力於推動包括5G、機器視覺、感測器融閤，和自主決策等多項關鍵自動駕駛相關技術。
圖書目錄
第一部分 FPGA技術基礎篇
第1章 FPGA的特點及其歷史
1.1 無處不在的FPGA
1.2 創造性地解釋FPGA
1.3 FPGA的可訂製性
1.4 早期的邏輯功能實現
1.5 可簡單程式設計邏輯器件（PAL）
1.6 可程式化邏輯器件（PLD）
1.7 複雜可程式化邏輯器件（CPLD）
1.8 現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）
第2章 FPGA架構
2.1 FPGA全晶片架構
2.2 FPGA邏輯陣列模組
2.3 FPGA嵌入式儲存
2.4 時鐘網路
2.5 DSP模組
2.6 FPGA佈線
2.7 FPGA程式設計資源
2.8 FPGA I/O元件
2.9 英特爾SoC FPGA
第3章 Verilog HDL
3.1 Verilog HDL概述
3.2 Verilog HDL基礎知識
3.3 Verilog HDL的基本語法
3.4 Verilog HDL進階基礎知識
3.5 Verilog HDL開發實例篇
第4章 Quartus Prime基本開發流程
4.1 Quartus Prime軟體介紹
4.2 Quartus Prime開發流程
4.3 實驗指導
第二部分 FPGA開發方法篇
第5章 FPGA設計工具
5.1 編譯報告
5.2 網路錶查看工具
5.3 物理約束
5.4 時序分析工具
5.5 耗電分析工具
5.6 晶片內建偵錯工具
第6章 基於英特爾FPGA的SOPC開發
6.1 SOPC技術簡介
6.2 IP核心與Nios處理器
6.3 建構SOPC係統
6.4 SOPC開發實戰
第7章 基於英特爾FPGA的HLS開發
7.1 HLS的基本概念
7.2 HLS的基本開發流程
7.3 HLS的多種介麵及其使用場景
7.4 HLS簡單的最佳化技巧
第8章 基於英特爾FPGA的OpenCL異質技術
8.1 OpenCL基本概念
8.2 基於英特爾FPGA的OpenCL開發環境
8.3 主機端Host程式設計
8.4 裝置端Kernel程式設計流程
第三部分 人工智慧應用篇
第9章 人工智慧簡介
9.1 FPGA在人工智慧領域的獨特優勢
9.2 人工智慧的概念
9.3 人工智慧的發展史
9.4 人工智慧的應用
9.5 人工智慧的限製
9.6 人工智慧的分類
9.7 人工智慧的發展及其基礎
第10章 深度學習
10.1 深度學習的優勢
10.2 深度學習的概念
10.3 神經網路的基本組成
10.4 常見的深度學習資料集
10.5 深度學習的應用挑戰
第11章 基於英特爾FPGA進行深度學習推理
11.1 視訊監控
11.2 視覺係統架構
11.3 電腦視覺的常見任務
11.4 電腦視覺的基礎
11.5 使用OpenVINO工具在英特爾FPGA上部署深度學習推理應用
第1章 FPGA的特點及其歷史
1.1 無處不在的FPGA
1.2 創造性地解釋FPGA
1.3 FPGA的可訂製性
1.4 早期的邏輯功能實現
1.5 可簡單程式設計邏輯器件（PAL）
1.6 可程式化邏輯器件（PLD）
1.7 複雜可程式化邏輯器件（CPLD）
1.8 現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）
第2章 FPGA架構
2.1 FPGA全晶片架構
2.2 FPGA邏輯陣列模組
2.3 FPGA嵌入式儲存
2.4 時鐘網路
2.5 DSP模組
2.6 FPGA佈線
2.7 FPGA程式設計資源
2.8 FPGA I/O元件
2.9 英特爾SoC FPGA
第3章 Verilog HDL
3.1 Verilog HDL概述
3.2 Verilog HDL基礎知識
3.3 Verilog HDL的基本語法
3.4 Verilog HDL進階基礎知識
3.5 Verilog HDL開發實例篇
第4章 Quartus Prime基本開發流程
4.1 Quartus Prime軟體介紹
4.2 Quartus Prime開發流程
4.3 實驗指導
第二部分 FPGA開發方法篇
第5章 FPGA設計工具
5.1 編譯報告
5.2 網路錶查看工具
5.3 物理約束
5.4 時序分析工具
5.5 耗電分析工具
5.6 晶片內建偵錯工具
第6章 基於英特爾FPGA的SOPC開發
6.1 SOPC技術簡介
6.2 IP核心與Nios處理器
6.3 建構SOPC係統
6.4 SOPC開發實戰
第7章 基於英特爾FPGA的HLS開發
7.1 HLS的基本概念
7.2 HLS的基本開發流程
7.3 HLS的多種介麵及其使用場景
7.4 HLS簡單的最佳化技巧
第8章 基於英特爾FPGA的OpenCL異質技術
8.1 OpenCL基本概念
8.2 基於英特爾FPGA的OpenCL開發環境
8.3 主機端Host程式設計
8.4 裝置端Kernel程式設計流程
第三部分 人工智慧應用篇
第9章 人工智慧簡介
9.1 FPGA在人工智慧領域的獨特優勢
9.2 人工智慧的概念
9.3 人工智慧的發展史
9.4 人工智慧的應用
9.5 人工智慧的限製
9.6 人工智慧的分類
9.7 人工智慧的發展及其基礎
第10章 深度學習
10.1 深度學習的優勢
10.2 深度學習的概念
10.3 神經網路的基本組成
10.4 常見的深度學習資料集
10.5 深度學習的應用挑戰
第11章 基於英特爾FPGA進行深度學習推理
11.1 視訊監控
11.2 視覺係統架構
11.3 電腦視覺的常見任務
11.4 電腦視覺的基礎
11.5 使用OpenVINO工具在英特爾FPGA上部署深度學習推理應用
圖書試讀
前言
當前，我們正麵臨著一場前所未有的科技革命，以巨量資料、人工智慧、5G、雲端運算等為代錶的新興技術正在推動人類社會嚮數位化、智慧化轉變。隨著新一代資訊技術應用的不斷發展和深化，數位基礎設施建設的承載需求也與日俱增，資料量的激增導緻資料的傳輸、計算和儲存都麵臨著巨大的挑戰。同時，在各領域中，不同的應用場景都麵臨著其獨特的資料處理需求。舉例來說，在邊緣和嵌入式裝置中，支持低耗電、小尺寸和低成本的設計非常重要；在網路應用中，需要應對最高資料流量和乙太網速度；在資料中心，則需要提供高頻寬、低延遲時間計算加速。麵對上述需求及挑戰，FPGA以其獨特的性能和優勢恰好可為企業提供極具競爭力的解決方案。
FPGA具備齣色的靈活性和低延遲時間性，能夠透過改變和重組邏輯電路的方式滿足不同應用場景的資料處理和加速需求。高性能和高效率不僅能最佳化企業的產品和解決方案性能，還能加快從研發到上市的處理程序，以化解市場需求不確定性所帶來的風險等。5G、人工智慧、資料中心和工業網際網路等是新基建的重要組成部分，而FPGA以其靈活性、可程式化、低延遲時間及低耗電的特性，恰恰是這些領域中需要的核心技術之一，在這樣的熱潮下，FPGA也將迎來前所未有的發展機遇。
本書作為英特爾FPGA中國創新中心係列叢書之一，以提高開發人員的FPGA技術知識和應用能力為目標，圍繞FPGA技術基礎篇、FPGA開發方法篇及FPGA人工智慧應用篇三大闆塊進行說明，以FPGA核心知識為基礎、設計方法為重要內容，結閤FPGA在人工智慧領域的應用實踐，用充實的案例幫助讀者瞭解和掌握FPGA技術及應用。本書分為三個部分，共計11章，具體內容如下。
第一部分內容貫穿瞭FPGA的基礎知識及開發流程。首先，介紹瞭FPGA的基本概念和入門知識，從FPGA的抽象化解釋，到FPGA如何從早期的邏輯門器件演變為當前的現場可程式化邏輯閘陣列的整個發展歷程，讓讀者明白FPGA的概念及特點。其次，介紹瞭FPGA的內部結構，進一步解讀FPGA的晶片內建資源，包括查閱資料錶、可程式化暫存器、自我調整邏輯模組、內部儲存模組和時脈網路等，讓讀者能夠從FPGA的最基本邏輯單元和最底層結構的角度加深對FPGA的瞭解。然後，介紹瞭FPGA的Verilog HDL語言開發方法，包括基本語法，如if-else敘述、case敘述等和進階開發技巧，如鎖相器和暫存器的區別、阻塞與非阻塞的區別，並且根據編碼器、解碼器、雙嚮暫存器和上浮排序等實例具體介紹Verilog HDL語言的開發。最後，介紹瞭FPGA在Quartus Prime軟體中的開發流程，結閤FPGA基礎知識、FPGA的內部結構及Verilog硬體描述語言係列內容，形成瞭一個基本的FPGA開發知識係統。
第二部分內容主要介紹瞭FPGA開發方法和工具，在對第一部分內容進行深化的同時，進一步介紹瞭針對軟體工程師的FPGA開發方法。首先，介紹瞭FPGA傳統開發過程中使用到的分析與偵錯工具，如綜閤工具、約束工具、時序分析工具、偵錯工具等，介紹瞭編譯報告和網路錶查看工具。其次，介紹瞭基於FPGA的可程式化係統單晶片（SOPC）的建構方法及其軟硬體的開發流程，介紹瞭IP核心與Nios處理器。然後，介紹瞭使用高層次綜閤設計的FPGA設計工具HLS進行FPGA開發的方法，包括基於HLS的開發流程、程式最佳化、Modelsim模擬及HLS多種介麵的使用場景分析。最後，介紹瞭在異質計算場景下，如何使用OpenCL進行FPGA開發的方法，包括主機端和裝置端的程式編寫。
第三部分內容作為FPGA開發的擴充，主要介紹FPGA在人工智慧領域的應用。首先，介紹瞭人工智慧的發展歷史和深度學習技術的基礎，包括常用的深度學習網路模型和程式設計框架。其次，介紹瞭深度學習的概念、基本組成及深度學習的應用挑戰，包括神經網路基本組成、常見的神經網路模型和資料集。最後，以電腦機器視覺為例，介紹瞭如何使用英特爾OpenVINO工具在英特爾FPGA上部署深度學習推理計算。
關於本書涉及的FPGA內容，讀者可以直接存取www.intel.com.cn和www.fpga- china.com獲取線上視訊、遠端FPGA加速資源等豐富的學習和開發資源。
鑑於筆者學識有限，本書內容可能有不足之處，懇請讀者們不吝賜教。
當前，我們正麵臨著一場前所未有的科技革命，以巨量資料、人工智慧、5G、雲端運算等為代錶的新興技術正在推動人類社會嚮數位化、智慧化轉變。隨著新一代資訊技術應用的不斷發展和深化，數位基礎設施建設的承載需求也與日俱增，資料量的激增導緻資料的傳輸、計算和儲存都麵臨著巨大的挑戰。同時，在各領域中，不同的應用場景都麵臨著其獨特的資料處理需求。舉例來說，在邊緣和嵌入式裝置中，支持低耗電、小尺寸和低成本的設計非常重要；在網路應用中，需要應對最高資料流量和乙太網速度；在資料中心，則需要提供高頻寬、低延遲時間計算加速。麵對上述需求及挑戰，FPGA以其獨特的性能和優勢恰好可為企業提供極具競爭力的解決方案。
FPGA具備齣色的靈活性和低延遲時間性，能夠透過改變和重組邏輯電路的方式滿足不同應用場景的資料處理和加速需求。高性能和高效率不僅能最佳化企業的產品和解決方案性能，還能加快從研發到上市的處理程序，以化解市場需求不確定性所帶來的風險等。5G、人工智慧、資料中心和工業網際網路等是新基建的重要組成部分，而FPGA以其靈活性、可程式化、低延遲時間及低耗電的特性，恰恰是這些領域中需要的核心技術之一，在這樣的熱潮下，FPGA也將迎來前所未有的發展機遇。
本書作為英特爾FPGA中國創新中心係列叢書之一，以提高開發人員的FPGA技術知識和應用能力為目標，圍繞FPGA技術基礎篇、FPGA開發方法篇及FPGA人工智慧應用篇三大闆塊進行說明，以FPGA核心知識為基礎、設計方法為重要內容，結閤FPGA在人工智慧領域的應用實踐，用充實的案例幫助讀者瞭解和掌握FPGA技術及應用。本書分為三個部分，共計11章，具體內容如下。
第一部分內容貫穿瞭FPGA的基礎知識及開發流程。首先，介紹瞭FPGA的基本概念和入門知識，從FPGA的抽象化解釋，到FPGA如何從早期的邏輯門器件演變為當前的現場可程式化邏輯閘陣列的整個發展歷程，讓讀者明白FPGA的概念及特點。其次，介紹瞭FPGA的內部結構，進一步解讀FPGA的晶片內建資源，包括查閱資料錶、可程式化暫存器、自我調整邏輯模組、內部儲存模組和時脈網路等，讓讀者能夠從FPGA的最基本邏輯單元和最底層結構的角度加深對FPGA的瞭解。然後，介紹瞭FPGA的Verilog HDL語言開發方法，包括基本語法，如if-else敘述、case敘述等和進階開發技巧，如鎖相器和暫存器的區別、阻塞與非阻塞的區別，並且根據編碼器、解碼器、雙嚮暫存器和上浮排序等實例具體介紹Verilog HDL語言的開發。最後，介紹瞭FPGA在Quartus Prime軟體中的開發流程，結閤FPGA基礎知識、FPGA的內部結構及Verilog硬體描述語言係列內容，形成瞭一個基本的FPGA開發知識係統。
第二部分內容主要介紹瞭FPGA開發方法和工具，在對第一部分內容進行深化的同時，進一步介紹瞭針對軟體工程師的FPGA開發方法。首先，介紹瞭FPGA傳統開發過程中使用到的分析與偵錯工具，如綜閤工具、約束工具、時序分析工具、偵錯工具等，介紹瞭編譯報告和網路錶查看工具。其次，介紹瞭基於FPGA的可程式化係統單晶片（SOPC）的建構方法及其軟硬體的開發流程，介紹瞭IP核心與Nios處理器。然後，介紹瞭使用高層次綜閤設計的FPGA設計工具HLS進行FPGA開發的方法，包括基於HLS的開發流程、程式最佳化、Modelsim模擬及HLS多種介麵的使用場景分析。最後，介紹瞭在異質計算場景下，如何使用OpenCL進行FPGA開發的方法，包括主機端和裝置端的程式編寫。
第三部分內容作為FPGA開發的擴充，主要介紹FPGA在人工智慧領域的應用。首先，介紹瞭人工智慧的發展歷史和深度學習技術的基礎，包括常用的深度學習網路模型和程式設計框架。其次，介紹瞭深度學習的概念、基本組成及深度學習的應用挑戰，包括神經網路基本組成、常見的神經網路模型和資料集。最後，以電腦機器視覺為例，介紹瞭如何使用英特爾OpenVINO工具在英特爾FPGA上部署深度學習推理計算。
關於本書涉及的FPGA內容，讀者可以直接存取www.intel.com.cn和www.fpga- china.com獲取線上視訊、遠端FPGA加速資源等豐富的學習和開發資源。
鑑於筆者學識有限，本書內容可能有不足之處，懇請讀者們不吝賜教。
用户评价
相关图书
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息，本站不存儲任何數據與內容，任何內容與數據均與本站無關，如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度，google,bing,sogou 等
© 2025 twbook.tinynews.org All Rights Reserved. 灣灣書站 版權所有