inflearn logo

Thực hành phần cứng với FPGA — Từ đồng hồ kỹ thuật số đến hình ảnh camera thời gian thực

Đây là khóa học dành cho những ai đã học cú pháp Verilog nhưng vẫn còn lúng túng với câu hỏi "Vậy thì nên tạo ra cái gì?". Chỉ với một bo mạch FPGA, bạn sẽ trực tiếp thiết kế bốn loại phần cứng: đồng hồ kỹ thuật số, cảm biến khoảng cách siêu âm, màn hình OLED và cả hình ảnh camera thời gian thực. Độ khó sẽ tăng dần từ đầu ra đến đầu vào·điều khiển, hiển thị và hình ảnh, giúp bạn nắm vững thiết kế kỹ thuật số thông qua việc tạo ra các sản phẩm thực tế có thể nhìn thấy được. Một giáo sư đương nhiệm với 30 năm kinh nghiệm trong ngành bán dẫn sẽ trực tiếp giảng dạy những nội dung đã được kiểm chứng trên FPGA thực tế.

7 học viên đang tham gia khóa học này

Độ khó Cơ bản

Thời gian Không giới hạn

FPGA
FPGA
Verilog HDL
Verilog HDL
vivado
vivado
simulation
simulation
digital-logic
digital-logic
FPGA
FPGA
Verilog HDL
Verilog HDL
vivado
vivado
simulation
simulation
digital-logic
digital-logic

Bạn sẽ nhận được điều này sau khi học.

  • Khả năng trực tiếp tạo ra các phần cứng hoạt động thực tế (đồng hồ, cảm biến khoảng cách, màn hình, camera) bằng FPGA

  • Khả năng tự thiết kế và hiện thực hóa các mạch cốt lõi trong thiết kế kỹ thuật số như bộ đếm (counter), bộ chia tần số (divider), TDM, FSM, v.v.

  • Khả năng kết nối và điều khiển các thiết bị ngoại vi Pmod (7-segment, siêu âm, OLED, camera) với FPGA

  • Kinh nghiệm thiết kế giao diện thực tế như giao tiếp SPI, Clock Domain Crossing (CDC), Framebuffer, v.v.

  • Toàn bộ quy trình từ kiểm chứng mô phỏng Testbench đến triển khai thực tế trên Vivado

  • 4 dự án hoàn thiện có thể nhìn thấy được, dùng được ngay cho portfolio và phỏng vấn

■ Khóa học này là

Nhiều người đã học xong cú pháp Verilog nhưng lại gặp khó khăn ở câu hỏi "Vậy thì dùng cái này để làm gì?". Khóa học này chính là câu trả lời. Chỉ với một bo mạch FPGA và một vài thiết bị ngoại vi, bạn sẽ trực tiếp thiết kế bốn loại phần cứng hoạt động thực tế. Độ khó sẽ tăng dần theo thứ tự: Đầu ra (Đồng hồ kỹ thuật số) → Đầu vào/Điều khiển (Cảm biến siêu âm) → Hiển thị (OLED) → Hình ảnh thời gian thực (Camera), qua đó giúp bạn nắm vững từng khái niệm cốt lõi của thiết kế kỹ thuật số ở mỗi giai đoạn.

■ Bốn bài thực hành (mỗi bài đều có kết quả trực quan)

· Lab 1. Đồng hồ kỹ thuật số 7 đoạn — Hoàn thành đồng hồ MM:SS bằng bộ đếm (counter), chia tần số (frequency division) và TDM

· Lab 2. Hệ thống đo lường siêu âm thông minh — Đo khoảng cách và cảnh báo LED bằng nguyên lý ToF·FSM

· Lab 3. Hiển thị hình ảnh OLED — Hiển thị·chuyển đổi·hoạt ảnh hình ảnh bằng SPI

· Lab 4. Xử lý hình ảnh camera thời gian thực — Xuất hình ảnh camera lên màn hình OLED trong thời gian thực thông qua CDC và Frame Buffer

■ Quy trình của từng bài thực hành (Chung)

Tổng quan·Lý thuyết → Phân tích mã RTL → Thực hành thiết kế Vivado → Kiểm chứng mô phỏng → Hoạt động thực tế trên FPGA

Không chỉ dừng lại ở việc biết lý thuyết, bạn sẽ được trải nghiệm toàn bộ quá trình từ thiết kế thực tế, vận hành cho đến kiểm chứng.

■ Đặc điểm của khóa học này

· 4 kết quả đầu ra có thể nhìn thấy được — đồng hồ, cảm biến, màn hình, camera. Có thể sử dụng ngay cho hồ sơ năng lực (portfolio) và phỏng vấn.

· Lộ trình học tập hoàn chỉnh với độ khó tăng dần tự nhiên, từ hiển thị đầu ra đến video thời gian thực

· Lab 4 cuối cùng là sự tổng hợp của các bài thực hành trước đó — tái sử dụng bộ điều khiển OLED từ Lab 3 để hoàn thiện hệ thống camera.

· Công khai toàn bộ mã nguồn (RTL·Testbench·XDC·Python) trên GitHub — có thể tải về và tái hiện ngay lập tức

■ Khuyên dùng cho những đối tượng sau

· Đã học cú pháp Verilog nhưng vẫn còn mông lung không biết thực tế nên tạo ra cái gì

· Sinh viên chuyên ngành muốn tạo ra những kết quả hữu hình bằng FPGA

· Những người đang chuẩn bị xin việc trong lĩnh vực bán dẫn·nhúng và cần có portfolio thực hành

· Những người mới chỉ thực hiện mô phỏng và lần đầu tiên điều khiển bo mạch cũng như các thiết bị ngoại vi thực tế

■ Kiến thức tiên quyết

· Kiến thức cơ bản về Verilog-HDL (nếu chưa nắm vững cú pháp, có thể học trước qua các video miễn phí)

· Cơ sở mạch logic kỹ thuật số

· Cài đặt và sử dụng cơ bản Vivado

■ Môi trường thực hành

· Bo mạch FPGA: Digilent Arty S7-25

· Thiết bị ngoại vi: Pmod SSD ×2, Pmod MAXSONAR, Pmod OLEDrgb(SSD1331), camera OV2640

(Các linh kiện cần thiết cho mỗi bài thực hành sẽ được hướng dẫn trong bài giảng tương ứng)

· Công cụ: Xilinx Vivado (Miễn phí)

· Nguồn thực hành: Công khai hoàn toàn trên GitHub (github.com/estlit/SemiconductorSchool-Labs)

■ Tham khảo

Tất cả nội dung thiết kế và thực hiện trong bài giảng này đều do giảng viên trực tiếp biên soạn, và phần thuyết minh (giọng nói) được tạo bằng công nghệ TTS.

Khuyến nghị cho
những người này

Khóa học này dành cho ai?

  • Những bạn đã học ngữ pháp Verilog nhưng vẫn còn lúng túng không biết thực sự nên tạo ra cái gì

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử - Máy tính muốn tạo ra những kết quả hữu hình bằng FPGA

  • Những người đang chuẩn bị xin việc trong lĩnh vực bán dẫn/nhúng và cần có danh mục dự án thực hành (portfolio)

  • Những người mới chỉ thử qua mô phỏng và lần đầu tiên điều khiển bo mạch cũng như thiết bị ngoại vi thực tế.

Cần biết trước khi bắt đầu?

  • Cơ bản về Verilog-HDL (Nếu bạn còn thiếu kiến thức về cú pháp, bạn có thể học trước thông qua các video miễn phí trên YouTube do tôi thực hiện)

  • Cơ sở mạch logic kỹ thuật số

  • Cài đặt và sử dụng cơ bản Vivado

Xin chào
Đây là EdgeChipLab

Xác minh sự nghiệp

Là một giáo sư đại học đương nhiệm, tôi đã đúc kết 30 năm bí quyết về bán dẫn hệ thống.

Đây là chương trình giảng dạy thực tiễn được thiết kế và kiểm chứng trực tiếp bởi một giáo sư giảng dạy kỹ thuật bán dẫn, người đã từng bắt đầu với vị trí nghiên cứu viên bán dẫn hệ thống tại bộ phận DS của Samsung Electronics, trải qua các chức vụ Giám đốc tại chi nhánh Anh và Đức, cũng như Trưởng nhóm Marketing và Kinh doanh System LSI.

 

Vượt xa lý thuyết để tiến tới triển khai phần cứng thực tế, nâng tầm năng lực kỹ thuật của bạn.

Có những lĩnh vực mà những kiến thức rời rạc, vụn vặt không bao giờ có thể chạm tới. Học viên sẽ không chỉ đơn thuần là người dùng sử dụng các IP black-box đã hoàn thiện, mà sẽ phát triển thành một nhà cung cấp kiến trúc hệ thống (system architect) – người có thể thiết kế NPU, CPU, tích hợp các thiết bị ngoại vi và cuối cùng là tự xây dựng nên AI SoC của riêng mình.

 

Đây không phải là bài giảng chỉ để xem bằng mắt. Chúng tôi cam kết hiện thực hóa phần cứng 100% và xác minh Bit-True.

Không chỉ dừng lại ở lý thuyết hay mô phỏng đơn thuần. Hãy trực tiếp trải nghiệm cảm giác phấn khích khi chứng kiến các nghiên cứu học thuật được công bố trên KCI của chính giảng viên và các mạch điện tự thiết kế hoạt động chính xác tuyệt đối trên phần cứng FPGA thực tế. Mọi mã nguồn, bao gồm cả CPU RISC-V tự phát triển, đều được công khai minh bạch, cho phép bất kỳ ai cũng có thể tự do sử dụng để tái hiện và kiểm chứng chỉ với bo mạch FPGA phổ thông (Arty S7-25) và công cụ miễn phí (Vivado).

 

Lộ trình full-stack liền mạch: Từ cơ bản đến bộ tăng tốc mini LLM

Tất cả các bài giảng không phải là những mảnh ghép rời rạc, mà là một hành trình để hoàn thiện một hệ thống khổng lồ duy nhất.

  • Bước 1: Lý thuyết AI và cơ bản về xử lý hình ảnh (bao gồm Machine Learning)

  • Step 2: Thiết kế và kiểm chứng bộ tăng tốc AI (NPU) (Bao gồm Machine Learning)

  • Step 3: Thiết kế CPU RISC-V và Tích hợp hệ thống

  • Bước 4: Triển khai AI SoC nâng cao và mở rộng sang nền tảng tăng tốc mini LLM (Cập nhật nội dung liên tục)

     

 

Chỉ số kiểm chứng khách quan

Tất cả các kết quả thiết kế của khóa học này đều đã trải qua quá trình kiểm chứng nghiêm ngặt từ các tiêu chuẩn quốc tế và giới học thuật.

  • Kiểm chứng kiến trúc RISC-V: CPU RISC-V tự phát triển, vượt qua bài kiểm tra tuân thủ chính thức (ACT) của tổ chức quốc tế và công khai mã nguồn (GitHub)

  • Uy tín học thuật: 4 bài báo khoa học với tư cách là tác giả duy nhất (Tạp chí uy tín hạng A của KCI - IJIBC)

  • Công nhận toàn cầu: Xuất bản 2 cuốn sách kỹ thuật trên Amazon toàn cầu (Đạt hạng 3 sách bán chạy nhất)

  • Đã hoàn thành xác minh vận hành thực tế: Các IP cốt lõi như RV32I CPU, NPU, hệ thống thị giác, GPS, Transformer, AURA-Edge SoC hoạt động hoàn hảo trên môi trường Arty S7.

Hãy thử thách bản thân. Đến khi kết thúc quá trình tự mình nạp code lên board và kiểm tra kết quả này, bạn sẽ được nâng cấp thành một kỹ sư phần cứng với tầm nhìn hoàn toàn khác biệt so với trước đây.

Thêm

Chương trình giảng dạy

Tất cả

4 bài giảng ∙ (2giờ 24phút)

Ngày đăng: 
Cập nhật lần cuối: 

Đánh giá

Chưa có đủ đánh giá.
Hãy trở thành tác giả của một đánh giá giúp mọi người!

Khóa học khác của EdgeChipLab

Hãy khám phá các khóa học khác của giảng viên!

Khóa học tương tự

Khám phá các khóa học khác trong cùng lĩnh vực!

Ưu đãi có thời hạn, kết thúc sau 5 ngày ngày

12.634 ₫

39%

3.436.645 ₫