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FPGA進階開發與實踐/英特爾FPGA中國創新中心系列叢書

  • 作者：編者:田亮//張瑞//蔡偉//張家龍//萬毅等|責編:劉志紅
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121402340
  • 出版日期：2020/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：512
人民幣：RMB 108 元      售價：元
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內容大鋼
    本書內容共6章，主要介紹FPGA設計與優化方法，以及使用FPGA解決實際問題的具體過程。其中，硬體設計方法包括FPGA高階設計方法，以及基於FPGA的SOPC和SoC設計方法；軟體設計方法包括基於FPGA的HLS、OpenCL、OpenVINO高階設計方法。
    本書可作為相關開發人員進行FPGA設計、應用與優化的參考用書。
作者介紹
編者:田亮//張瑞//蔡偉//張家龍//萬毅等|責編:劉志紅
目錄
第1章  FPGA高階設計方法
  1.1  可編程邏輯設計原則
    1.1.1  面積與速度互換原則
    1.1.2  數字電路硬體原則
    1.1.3  系統設計原則
    1.1.4  同步設計原則
  1.2  可編程邏輯常用設計思想和技巧
    1.2.1  乒乓操作
    1.2.2  串並轉換
    1.2.3  流水操作
    1.2.4  非同步時鐘域的數據同步
    1.2.5  英特爾推薦的Coding Style
  1.3  英特爾FPGA器件的高級特性與應用
    1.3.1  時鐘管理
    1.3.2  片內存儲器
    1.3.3  數字信號處理
    1.3.4  片外存儲器
    1.3.5  高速差分介面
    1.3.6  高速串列收發器
  1.4  時序約束與時序分析
    1.4.1  時序約束和分析基礎
    1.4.2  高級時序分析
  1.5  區域約束
    1.5.1  Logic Lock設計方法簡介
    1.5.2  Logic Lock區域
  1.6  命令行與Tcl腳本
    1.6.1  命令行
    1.6.2  Tcl基礎知識
    1.6.3  創建和執行Tcl腳本
    1.6.4  Tcl腳本實驗
  1.7  FPGA系統設計技術
    1.7.1  信號完整性設計
    1.7.2  電源完整性設計
    1.7.3  高速I/O設計
    1.7.4  高速I/O的PCB設計
第2章  基於FPGA的SOPC設計
  2.1  SOPC開發流程
    2.1.1  硬體開發流程
    2.1.2  軟體開發流程
  2.2  系統集成工具Qsys
    2.2.1  Qsys簡介
    2.2.2  Qsys系統設計流程
    2.2.3  Qsys用戶界面
    2.2.4  用戶自定義元件
  2.3  Nios嵌入式處理器
    2.3.1  第一代Nios嵌入式處理器
    2.3.2  第二代Nios嵌入式處理器
    2.3.3  可配置的軟核嵌入式處理器的優勢
    2.3.4  軟體設計實例
    2.3.5  HAL系統庫

  2.4  基於FPGA的SOPC設計實驗
    2.4.1  實驗一：流水燈實驗
    2.4.2  實驗二：中斷控制實驗
    2.4.3  實驗三：定時器實驗
第3章  基於FPGA的SoC設計
  3.1  SoC FPGA簡介
  3.2  英特爾SoC FPGA的特點
  3.3  Cyclone Ⅴ SoC FPGA資源組成
  3.4  開發SoC FPGA所需的工具
    3.4.1  Quartus Prime
    3.4.2  SoC EDS
  3.5  SoC FPGA中HPS與FPGA的介面
    3.5.1  H2F_AXI_Master
    3.5.2  F2H_AXI_Slave
    3.5.3  H2F_LW_AXI_Master
    3.5.4  連接AXI匯流排與Avalon-MM匯流排
    3.5.5  MPU外設地址映射
  3.6  SoC FPGA開發
    3.6.1  SoC FPGA開發流程
    3.6.2  SoC FPGA啟動過程
    3.6.3  使用GHRD
    3.6.4  生成Preloader Image
    3.6.5  編譯生成u-boot文件
    3.6.6  生成Root Filesystem
    3.6.7  配置和編譯Linux內核
    3.6.8  系統鏡像製作及刻錄方法
    3.6.9  DS-5程序的編寫、調試及運行
  3.7  Linux相關知識
    3.7.1  安裝Ubuntu虛擬機
    3.7.2  下載Linux系統源碼
  3.8  常見問題
  3.9  基於FPGA的SoC設計實驗
    3.9.1  實驗一：生成Preloader源碼
    3.9.2  實驗二：編譯Preloader源碼
    3.9.3  實驗三：編譯生成u-boot文件
    3.9.4  實驗四：配置和編譯Linux內核
第4章  基於FPGA的HLS技術與應用
  4.1  HLS簡介
  4.2  優化的依據
  4.3  循環優化
    4.3.1  並行與管道
    4.3.2  性能度量
    4.3.3  循環依賴
    4.3.4  明確循環的退出條件
    4.3.5  線性操作
    4.3.6  循環展開
    4.3.7  嵌套循環
  4.4  代碼優化
    4.4.1  避免指針別名
    4.4.2  最小化內存依賴

    4.4.3  將嵌套循環改為單層循環
  4.5  指令優化
    4.5.1  ivdep指令
    4.5.2  loop_coalesce指令
    4.5.3  ii和max_concurrency指令
  4.6  內存優化
    4.6.1  本地內存
    4.6.2  內存架構
    4.6.3  本地內存的屬性
    4.6.4  靜態變數
    4.6.5  寄存器的使用
  4.7  介面優化
    4.7.1  標準介面
    4.7.2  Avalon MM Master介面
    4.7.3  Avalon MM Slave介面
    4.7.4  流式介面
    4.7.5  不使用指針的標準介面
  4.8  數據類型優化
    4.8.1  任意精度的整數
    4.8.2  任意精度的定點數
    4.8.3  特殊數據類型與普通數據類型之間的轉換
  4.9  浮點運算優化
  4.10  其他優化建議
  4.11  基於FPGA的HLS實驗
    4.11.1  實驗一：簡單的乘法器
    4.11.2  實驗二：介面
    4.11.3  實驗三：循環優化
第5章  基於FPGA的OpenCL技術與應用
  5.1  OpenCL簡介
  5.2  OpenCL環境搭建
  5.3  OpenCL基本架構
    5.3.1  平台模型
    5.3.2  執行模型
    5.3.3  存儲模型
    5.3.4  執行流程
  5.4  OpenCL主機端程序設計
    5.4.1  OpenCL平台
    5.4.2  OpenCL設備
    5.4.3  OpenCL上下文
    5.4.4  OpenCL命令隊列
    5.4.5  OpenCL程序對象
    5.4.6  OpenCL內核對象
    5.4.7  OpenCL對象回收與錯誤處理
  5.5  OpenCL設備端程序設計
    5.5.1  基本語法和關鍵字
    5.5.2  數據類型
    5.5.3  維度和工作項
    5.5.4  其他注意事項
  5.6  OpenCL常用優化方法
    5.6.1  單工作項優化

    5.6.2  循環優化
    5.6.3  任務並行優化
    5.6.4  NDRange類型內核的優化
    5.6.5  內存訪問優化
  5.7  OpenCL編程原則
    5.7.1  避免「昂貴」的函數和方法
    5.7.2  使用「廉價」的數據類型
  5.8  基於FPGA的OpenCL實驗
    5.8.1  準備工作
    5.8.2  實驗一：hello
    5.8.3  實驗二：platform
    5.8.4  實驗三：device
    5.8.5  實驗四：ctxt_and_queue
    5.8.6  實驗五：program_and_kernel
    5.8.7  實驗六：sample
    5.8.8  實驗七：first
第6章  基於FPGA的OpenVINO人工智慧應用
  6.1  OpenVINO簡介
    6.1.1  OpenVINO工具套件堆棧
    6.1.2  OpenVINO的優勢
    6.1.3  應用前景
  6.2  OpenVINO的安裝與驗證
    6.2.1  安裝步驟
    6.2.2  驗證安裝結果
  6.3  OpenVINO中的模型優化器
    6.3.1  模型優化器的作用
    6.3.2  優化模型
    6.3.3  模型優化器高級應用
    6.3.4  模型優化器定製層
  6.4  OpenVINO深度學習推理引擎
    6.4.1  推理引擎簡介
    6.4.2  推理引擎的組成
    6.4.3  推理引擎的使用方法
    6.4.4  擴展推理引擎內核
    6.4.5  集成推理引擎
    6.4.6  神經網路構建器
    6.4.7  動態批處理
    6.4.8  形狀推理
    6.4.9  低精度8位整數推理
    6.4.10  模型轉換驗證

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