基于FPGA的卷积神经网络系统设计与实现
发布时间：2021-01-16 02:18
自闭症是一种与神经系统相关的疾病,患者在日常生活中常常存在语言和社交障碍,或者存在连续重复同一动作的现象。患者幼年时得到确诊并接受早期的干预治疗,这样能达更好的治疗效果。但是目前在自闭症教育中存在着有丰富经验的教师匮乏的问题。通过人工智能、计算机视觉、机器人等信息化技术辅助教师对学生的教学状况进行评估,能够有效减轻教师的教学压力。将深度学习算法应用于自闭症教学场景中存在以下几个需求。在课堂教学中,教师希望得到对课堂教学视频及时的分析数据,以便随时调整教学计划;在教室之外,家长希望在家庭中对自闭症儿童的干预治疗也能够得到信息化技术的帮助;为了保护学生隐私,课堂视频不应流出教室场景。基于上述需求,本文认为在自闭症教学场景中部署支持深度学习应用的系统是很有必要的,为此设计了一套基于FPGA的卷积神经网络系统,以支持深度学习算法在自闭症教学场景中应用。系统分为三个模块,分别为视频采集模块、卷积神经网络加速器和数据输出模块,其中卷积神经网络加速器的设计与实现是本文的主要工作内容。本文使用了HLS技术,开发了FPGA上的卷积神经网络卷积计算单元和池化计算单元,通过软硬件协同设计的开发模式在Zybo...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卷积神经网络结构
图 2-2 软硬件协同设计流程般负责算法的逻辑控制和数据控制，称为处理系统责算法加速，称为可编程逻辑器件(Programmable L分的接口传入控制信号和数据流，调用硬件完成任比特流文件一起下载到 FPGA 中进行仿真和板级调进行修改迭代，不断优化系统的性能表现直至系统性言开发技术商不断推进FPGA开发工具链的技术研究，目前F级语言进行开发。其中应用较为广泛的是Xilinx公h Level Synthesis) 工具和 Intel 主推的 OpenCL 标准9
图 2-3 HLS 开发流程平台选择发板如图 2-4所示。Zybo 开发板的 FPGA 芯片是 Xilinx款Z-7010，Zynq芯片集成了一个双核Cortex-A9AR，可以与 FPGA 配合构建全可编程片上系统 (All Pro)，并且在 Zybo 开发板上同时集成了丰富的 I/O 接口网接口、SD卡接口等。虽然Zybo的FPGA硬件资源此 Zybo 开发板比较适合开发低功耗的嵌入式应用。络系统具有很好的便携性，自闭症患者家长可以将助家长在家庭中对自闭症儿童进行干预治疗。
本文编号：2979965
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卷积神经网络结构
图 2-2 软硬件协同设计流程般负责算法的逻辑控制和数据控制，称为处理系统责算法加速，称为可编程逻辑器件(Programmable L分的接口传入控制信号和数据流，调用硬件完成任比特流文件一起下载到 FPGA 中进行仿真和板级调进行修改迭代，不断优化系统的性能表现直至系统性言开发技术商不断推进FPGA开发工具链的技术研究，目前F级语言进行开发。其中应用较为广泛的是Xilinx公h Level Synthesis) 工具和 Intel 主推的 OpenCL 标准9
图 2-3 HLS 开发流程平台选择发板如图 2-4所示。Zybo 开发板的 FPGA 芯片是 Xilinx款Z-7010，Zynq芯片集成了一个双核Cortex-A9AR，可以与 FPGA 配合构建全可编程片上系统 (All Pro)，并且在 Zybo 开发板上同时集成了丰富的 I/O 接口网接口、SD卡接口等。虽然Zybo的FPGA硬件资源此 Zybo 开发板比较适合开发低功耗的嵌入式应用。络系统具有很好的便携性，自闭症患者家长可以将助家长在家庭中对自闭症儿童进行干预治疗。
本文编号：2979965
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