原创【数字IC】高级IC程序设计（12）SoC 的卷积神经网络车牌识别系统设计

 2023-3-18 21:58  502 5 5 分类: FPGA/CPLD 文集: 数字IC

随着 2018 年中兴制裁事件和 2019 年华为制裁事件的发生，一下子打破了中国芯片技术的“繁华”，引发了中国芯片市场的“危机”。是的，我们的核心技术还没有在我们自己的手上，我们的进口芯片基本覆盖了自研芯片，只有自主研发才能够拯救中国的芯片市场。2020~2022 年，随着国家芯片战略的连续发布，不断引发了各类高校的重视和资本市场的投资，211、985 重点高校单独成立了集成电路学院、微电子学院，芯片原厂、互联网大厂甚至为了挖掘人才，给出的 OFFER 高达 25~55W 年薪，跳槽涨薪平均幅值是 30% 左右，高校应届毕业生倒挂上一届的范围更是在 20%~50% 之间。

这是近 3~5 年的统计数据，可能不是 100% 准确，却基本体现了整个 IC 行业的普遍现象。在现如今如火如荼的芯片领域中，无论是科研前景还是就业“钱”景，都着实令人非常的向往，这也是“新芯设计”公众号的初衷。

“赛洛基”团队为了支持芯片设计者，呕心沥血集成了工作、科研、竞赛于一体的《基于 SoC 的卷积神经网络车牌识别系统设计》专栏项目。这是在一位海归教授的带领之下的整个团队辛勤耕耘的结晶，希望大家能够在理论结合实践的指导之下，不断地提高自己的数字芯片设计技术能力，成为一名具有极大竞争力的数字 IC 设计领域专家。

1、项目价值

工作求职：这是简历上极具竞争力的一个芯片设计项目，集成了 AI、SoC、FPGA、ARM CPU、系统级设计以及 Verilog、C、Python 等等的超级热门的芯片设计元素，从而找到了较好的工作（2022 年普遍能够达到 30W+、40W+、50W+ 的薪资水平），具体个人名单及其对应的公司名单就不列出来了。这些公司的共同特点就是面向 AI 芯片、SoC 设计的独角兽大公司（字节、紫光、平头哥、寒武纪、地平线、大疆、汇顶、海康、海思、比特大陆等等）以及大部分的中小公司（晶晨、瑞芯微、全志、星宸、知存等等）~

科研项目：这也是科研项目中具有丰富元素的一个 IC 设计项目，无论是算法层面、软件层面、系统层面还是硬件加速设计层面，都可以作为科研的一个方向。同时，还可以提升你的工程能力，毕竟科研需要的还是一种创新精神，而创新思维又需要与实际的设计工程相结合才能够绽放光芒。所以，本次的项目是一个良好的、可创新实现的、具有科研性质的设计平台~

集创竞赛：项目的来源就是基于《第三届全国大学生集成电路创新创业大赛 - Arm 杯 - 片上系统设计挑战赛》，其中具备了大部分比赛本身没有要求的创新思维和极佳的芯片设计要素。无论是对于集创竞赛本身的实现，还是芯片设计本身的升华，都是极具统治级的。对于高校参赛者和学习爱好者都是非常有帮助的，其实每一年的题目其实都差不多，这个专栏能够让你们在起点领先其它的队伍一大半，当然，机遇与努力并存，专栏提供了一个良好的学习机遇，最终依旧需要各位的努力~

2、项目概述

这是第三届全国大学生集成电路创新创业大赛 - Arm 杯 - 片上系统设计挑战赛。主要划分为以下的 Top5 重点、难点、亮点、热点、创新点：

1、通过 Arm Cortex-M3 CPU 软核 IP 在 Xilinx Artix-7 纯 FPGA 平台上构建一个 SoC 片上系统，该系统一方面能够通过 HDMI 接口，在显示屏上实时显示 OV5640 摄像头所采集的车牌视频数据（比特流的生成是通过交叉编译的方式，即 Verilog 编译与 C 编译）；

2、该系统另一方面能够通过基于 FPGA 设计的 AI 神经网络硬件加速 IP（协处理器），实现车牌的字符识别并显示在 LCD 上；

3、利用流水、并行、行缓存、分块、乒乓、稀疏卷积等等一些硬件的优化加速策略，达到更快的识别速度的同时，减少了 FPGA 硬件资源的使用；

4、利用流水并行、资源共享、状态编码、基于状态机的操作数隔离等等一些低功耗设计，来减少该 AI 协处理器的功耗。

3、项目展览

基于 SoC 的卷积神经网络车牌识别系统设计