基于RI5CY处理器的智能物联网芯片设计

发布时间：2020-11-05 01:21

　　 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展产物,更是继互联网之后,改变人类生活形态的重大产业革命。目前,基于云平台的各种物联网产业包括智能社区、智能医疗、智能家居等已逐渐被建立起来,极大地方便了人类的生产生活。但是,随着大量的智能物端设备接入网络,网络数据量呈爆炸式增长,这将会导致网络瘫痪,物端反应迟缓,甚至存在安全隐患。为克服物联网海量数据带来的影响,设计一款具备智能设备感知能力和数据处理能力的智能物端核心芯片具有深远的战略意义和应用价值。本文采用IP核复用方法,提出了一款具备智能识别能力的物联网芯片设计方案,该芯片通过AMBA4.0 AXI总线搭载RI5CY开源处理器核、AHB高速子系统和APB低速子系统,其中AHB高速子系统挂载了CameraIP、MemCtrl、ANN等高性能智能模块,而APB低速子系统挂载智能设备常规接口UART、IIC、GPIO以及PWM等。本文主要基于人工神经网络结构固有的并行性,完成了ANN硬件加速模块设计。其中,运算单元链模块采用脉动阵列以流水线方式解决了ANN运算过程中数据阻塞问题,可根据网络大小动态调整、合理使用PE单元,即对于小型网络可用较少的PE单元以更低的功耗完成网络运算,对于大型网络则同时调用8个PE单元并行执行神经元运算,相对其他的ANN串行执行,可提速64.25倍。最后,针对整个智能芯片系统搭建了完备的系统验证平台,对系统进行了Modelsim功能仿真和FPGA原型验证,并在系统中完成基于ANN硬件加速模块实时识别摄像头采集到的字符图像的应用测试。本文设计的智能物联网芯片首次搭载了AI模块,能够在智能设备终端处实现实时识别手写字符,有效地减少了边缘数据的传输;同时,对系统芯片整体性能及系统功耗进行了评估,结果表明本文设计的物联网智能芯片系统的功能、性能、功耗等指标符合设计要求。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP391.44;TN929.5;TN402
【部分图文】：

硕士学位论文手机制线的五个通道都有一组 xVALID/xREADY 信号，它EADY 握手机制进行通信。传输端使用 xVALID 标识地址是否有效，目的端使用 xREADY 表明是否可以接收消息。ALID、xREADY 同时有效的情况下。线的握手依赖关系主要分为三类：是写传输的握手依赖关系，如图 2.8 所示。

ALID、xREADY 同时有效的情况下。线的握手依赖关系主要分为三类：是写传输的握手依赖关系，如图 2.8 所示。图 2.8 写传输握手依赖关系图动 AWVALID 或 WVLAID 信号之前不等待从机断言 AW 信号；从机的 AWREADY 信号和 WREADY 信号可以在 A信号之前或之后有效；从机的写响应信号 BVALID 必须在 ADY 信号都有效后且 WLAST 被断言后才有效，此外，从 BREADY 无先后顺序要求。是写响应的握手依赖关系，如图 2.9 所示。

之前或之后有效；从机的写响应信号 BVALID 必须Y 信号都有效后且 WLAST 被断言后才有效，此外，READY 无先后顺序要求。写响应的握手依赖关系，如图 2.9 所示。图 2.9 写响应握手依赖关系图VALID 之前，从机必须等待 AWVALID，AWREADY，此外，从机还必须等 WLAST 置位，因为写响应最后一组数据传输后才发送。读传输的握手依赖关系，如图 2.10 所示。
【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 李昂;王沁;李占才;万勇;;基于FPGA的神经网络硬件实现方法[J];北京科技大学学报;2007年01期

相关博士学位论文 前1条

1 王智国;嵌入式人机语音交互系统关键技术研究[D];中国科学技术大学;2014年

本文编号：2870901