人工智能
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133千字
字数
2022-03-01
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主编推荐语
科技快速发展带来人工智能变革，本书重点介绍电子设计自动化、SoC设计、VHDL、Verilog及HLS技术。
内容简介
随着科学技术的迅速发展，人工智能被应用在生活中的各个领域，给人们的生活带来了翻天覆地的变化，推动了社会的发展和进步。在学术上，人工智能可以按照实现的基础，分为软件级人工智能和硬件级人工智能。软件级人工智能，是在已有的硬件平台上实现较为复杂的人工智能算法和架构，多以SoC为硬件平台。硬件级人工智能则是将简单常用的人工智能算法模块电路化，多以硬件加速器形式存在于SoC中，与软件级实现形成互补，提升整体系统的工作效率。但归根结底，软件级和硬件级实现都离不开硬件设计，离不开SoC的开发。本书，《人工智能硬件电路设计基础及应用》，针对硬件设计中数字前端设计，着重介绍电子设计自动化以及SoC设计开发过程中数字前端的知识，包括VHDL技术、Verilog技术以及HLS技术。同时将开发SoC中常用的模块作为应用实例进行详细讲解。
目录
- 封面
- 前折页
- 版权信息
- 内容简介
- 前言
- 第1部分 VHDL技术
- 第1章 VHDL程序的结构
- 1.1 库和包集
- 1.1.1 库
- 1.1.2 包集
- 1.1.3 库和包集的声明
- 1.2 实体、构造体和配置
- 1.2.1 实体
- 1.2.2 构造体
- 1.2.3 配置
- 1.3 课后习题
- 第2章 VHDL语言规则
- 2.1 常量、信号和变量
- 2.1.1 常量
- 2.1.2 信号
- 2.1.3 信号赋值语句
- 2.1.4 变量
- 2.1.5 变量赋值语句
- 2.1.6 比较信号和变量
- 2.2 数据类型
- 2.2.1 标量类型
- 2.2.2 复合类型
- 2.2.3 存取类型
- 2.2.4 文件类型
- 2.2.5 保护类型
- 2.3 运算操作符和属性
- 2.3.1 运算操作符
- 2.3.2 属性
- 2.3.3 通用属性
- 2.4 课后习题
- 第3章 VHDL主要描述语句
- 3.1 顺序语句
- 3.1.1 if语句
- 3.1.2 case语句
- 3.1.3 比较if语句和case语句
- 3.1.4 wait语句
- 3.1.5 loop语句
- 3.1.6 null语句
- 3.2 并行语句
- 3.2.1 process语句
- 3.2.2 block语句
- 3.2.3 generate语句
- 3.2.4 component实例化语句
- 3.3 子程序
- 3.3.1 函数
- 3.3.2 过程
- 3.4 课后习题
- 第4章 VHDL组合逻辑电路设计
- 4.1 4-16译码器
- 4.2 具有三态输出的8位4输入复用器
- 4.3 16位桶形移位器
- 4.4 课后习题
- 第5章 VHDL时序逻辑电路设计
- 5.1 带异步清零端的模10计数器
- 5.2 带同步清零端的4位移位寄存器
- 5.3 多路输出的时钟分频器
- 5.4 课后习题
- 第6章 VHDL状态机设计
- 6.1 状态机基本组成部分
- 6.2 状态机设计实例
- 6.2.1 带同步清零端和装载端的模10计数器
- 6.2.2 带异步复位端的序列检测器
- 6.3 课后习题
- 第7章 VHDL设计实例
- 第2部分 Verilog技术
- 第8章 Verilog程序结构
- 8.1 模块的端口定义和I/O说明
- 8.1.1 模块端口的定义
- 8.1.2 输入/输出（I/O）说明
- 8.2 数据类型定义
- 8.3 功能描述
- 8.3.1 连续赋值语句（assign）
- 8.3.2 过程（always）
- 8.3.3 元件例化
- 8.4 课后习题
- 第9章 Verilog语言规则
- 9.1 数字和字符串
- 9.1.1 数字
- 9.1.2 字符串
- 9.2 数据类型
- 9.2.1 取值集合
- 9.2.2 网络
- 9.2.3 变量
- 9.2.4 向量
- 9.2.5 强度
- 9.2.6 数组
- 9.2.7 常量
- 9.2.8 命名空间
- 9.3 运算符
- 9.3.1 算术运算符
- 9.3.2 逻辑运算符
- 9.3.3 关系运算符
- 9.3.4 相等运算符
- 9.3.5 位运算符
- 9.3.6 归约运算符
- 9.3.7 移位运算符
- 9.3.8 条件运算符
- 9.3.9 连接与复制运算符
- 9.4 属性
- 9.5 课后习题
- 第10章 Verilog主要描述语句
- 10.1 赋值语句
- 10.1.1 连续赋值
- 10.1.2 过程赋值
- 10.1.3 过程性连续赋值
- 10.1.4 赋值对象
- 10.1.5 阻塞与非阻塞
- 10.2 if语句
- 10.3 case语句
- 10.4 循环语句
- 10.5 时间控制
- 10.5.1 延迟控制
- 10.5.2 事件控制
- 10.5.3 内部赋值定时控制
- 10.6 块
- 10.6.1 顺序块
- 10.6.2 并行块
- 10.7 结构化过程
- 10.7.1 initial结构
- 10.7.2 always结构
- 10.7.3 task结构
- 10.7.4 Function结构
- 10.7.5 任务和函数的区别
- 10.8 课后习题
- 第11章 Verilog组合逻辑电路设计
- 11.1 4-16译码器
- 11.2 具有三态输出的8位4输入复用器
- 11.3 16位桶形移位器
- 11.4 课后习题
- 第12章 Verilog时序逻辑电路设计
- 12.1 带异步清零端的模10计数器
- 12.2 带同步清零端的4位移位寄存器
- 12.3 多路输出的时钟分频器
- 12.4 课后习题
- 第13章 Verilog状态机设计
- 13.1 状态机基本组成部分
- 13.2 状态机设计实例
- 13.2.1 带同步清零端和装载端的模10计数器
- 13.2.2 带异步复位端的序列检测器
- 13.3 课后习题
- 第14章 Verilog设计实例
- 14.1 实例一（半加器）
- 14.2 实例二（4-2编码器）
- 14.3 实例三（优先编码器）
- 14.4 实例四（乘法器）
- 14.5 实例五（16位并入串出寄存器）
- 14.6 实例六（行波计数器构成的13倍分频器）
- 14.7 实例七（LFSR构成的13倍分频器）
- 14.8 实例八（交通信号灯）
- 14.9 实例九（字符序列检测状态机）
- 14.10 实例十（IIC协议-主机写数据）
- 14.11 实例十一（IIC协议-主机读数据）
- 14.12 实例十二（可综合IIC协议读写功能实现）
- 14.13 实例十三（SPI协议）
- 第3部分 系统设计
- 第15章 HLS高层次综合
- 15.1 实验一 创建HLS工程
- 15.1.1 步骤一：建立一个新的工程
- 15.1.2 步骤二：验证C源代码
- 15.1.3 步骤三：高层次综合
- 15.1.4 步骤四：RTL验证
- 15.1.5 步骤五：IP创建
- 15.2 实验二 使用TCL命令接口
- 15.2.1 步骤一：创建TCL文件
- 15.2.2 步骤二：执行TCL文件
- 15.3 实验三 使用Solution进行设计优化
- 15.3.1 步骤一：创建新的工程
- 15.3.2 步骤二：优化I/O接口
- 15.3.3 步骤三：分析结果
- 15.3.4 步骤四：优化最高吞吐量（最低间隔）
- 第16章 MIPS架构处理器设计
- 16.1 总体结构设计
- 16.1.1 MIPS架构单周期处理器数据通路设计
- 16.1.2 接口定义和接口时序等
- 16.2 MIPS架构单周期设计总体连接及仿真验证
- 16.2.1 验证方案
- 16.2.2 仿真结果及分析
- 16.3 课后习题
- 第17章 RISC-V架构处理器设计
- 17.1 RISC-V处理器设计
- 17.1.1 整体处理器设计
- 17.1.2 取指阶段电路设计
- 17.1.3 指令译码阶段电路设计
- 17.1.4 指令执行阶段电路设计
- 17.1.5 存储器访问阶段电路设计
- 17.1.6 写回阶段电路设计
- 17.1.7 异常和中断处理机制
- 17.1.8 邻接互连机制
- 17.1.9 邻接互连指令简介
- 17.1.10 乘法过程简介
- 17.2 基于RISC-V的邻接互连处理器仿真验证
- 17.2.1 仿真平台搭建
- 17.2.2 仿真方案
- 17.2.3 仿真结果及分析
- 17.3 课后习题
- 第4部分 基于人工智能的目标检测
- 第18章 基于FPGA C5SoC的MobileNetV1 SSD目标检测方案设计
- 18.1 背景介绍
- 18.1.1 SSD模型介绍
- 18.1.2 Paddle Lite简介
- 18.2 方案介绍
- 18.2.1 功能介绍
- 18.2.2 系统设计
- 18.2.3 数据量化
- 18.2.4 SoC_system连接图
- 18.2.5 方案创新点及关键技术分析
- 18.3 硬件加速器介绍及仿真
- 18.3.1 硬件加速器整体架构
- 18.3.2 卷积电路
- 18.3.3 硬件加速器波形抓取
- 18.4 整体加速结果分析
- 18.4.1 硬件加速器时序及资源报告
- 18.4.2 加速结果对比与总结
- 18.5 课后习题
- 第5部分 附录
- 附录A 在ISE设计组件下编写VHDL项目的方法
- 附录B 在Quartus设计组件下编写VHDL项目的方法
- 附录C 人工智能边缘实验室-FPGA开发板调试
- 附录D 正文中的程序代码
- 反侵权盗版声明
- 封底
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出版方
电子工业出版社
电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。
