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.

1 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

Tôi có 30 năm kinh nghiệm trong ngành bán dẫn (Samsung Electronics) và hiện đang là giáo sư đại học.

Tôi từng là nghiên cứu viên mảng bán dẫn hệ thống tại bộ phận DS của Samsung Electronics, Giám đốc tại chi nhánh Anh và Đức, Trưởng nhóm Tiếp thị và Kinh doanh System LSI, và hiện đang giảng dạy về thiết kế bán dẫn thế hệ mới tại trường đại học.

Từ bóng bán dẫn (transistor) đến CPU·NPU·AI SoC, tôi hướng dẫn quá trình các mạch điện tự thiết kế hoạt động trên FPGA thực tế. Đặc biệt, những bài giảng này không phải là sự tập hợp các kiến thức rời rạc trên internet, mà là kết quả của việc hiện thực hóa các nghiên cứu học thuật và thiết kế đã được kiểm chứng của chính giảng viên lên phần cứng FPGA thực tế và được xác minh bằng Bit-True. Tất cả mã nguồn, bao gồm cả CPU RISC-V tự phát triển, đều được công khai trên GitHub, giúp bất kỳ ai cũng có thể tự tái hiện và kiểm chứng chỉ với một bo mạch FPGA phổ thông (Arty S7-25) và công cụ miễn phí (Vivado).

Tất cả các bài giảng được kết nối thành một lộ trình học tập duy nhất. Bắt đầu từ lý thuyết AI, tiếp nối đến xử lý hình ảnh, thiết kế và kiểm chứng bộ tăng tốc AI (NPU), và sẽ mở rộng sang các khóa học cao cấp và chuyên sâu bao gồm CPU RISC-V, NPU nâng cao, AI SoC và mini LLM. (Nội dung sẽ được cập nhật liên tục.)

[Lịch sử có thể kiểm chứng]

- Tự phát triển RISC-V CPU — Vượt qua bài kiểm tra tuân thủ chính thức (ACT) của RISC-V International Foundation, công khai mã nguồn

- 4 bài báo khoa học với tư cách là tác giả duy nhất (Đăng trên tạp chí học thuật uy tín KCI IJIBC)

- Xuất bản 2 cuốn sách trên Amazon (bao gồm AI NPU System Design with Python and Verilog, từng đứng hạng #3 Best Seller)

- Kiểm chứng hoạt động của RV32I CPU·NPU·Vision·AURA-Edge SoC trên Arty S7

YouTube @EdgeChipLab · GitHub github.com/estlit

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

99.000 ₫

40%

3.458.331 ₫