Overview¶
O projeto final da disciplina deve ser um tutorial que tenha relação com ao menos um objetivo de aprendizagem da matéria:
- Formular soluções que satisfazem requisitos de hardware e software de projetos com FPGA-SoC (System-on-a-chip)
- Integrar em um protótipo solução para um sistema embarcado com requisitos de processamento e/ou tempo real via FPGA-SoC
- Interfacear diferentes módulos em um sistema embarcado (processadores, firmware e sistema operacional)
Áreas¶
Alguns exemplos de áreas que podem ser exploradas:
- Aceleração/ implementação de algum algorítimo em hardware
- processamento de dados, FFT, compressão, criptografia, ...
- HLD/ HLS/ OpenCL/ FPGA Amazon
- Comparação de performance entre diferentes tecnologias
- SoC vs GPU vs FPGA vs uC
- Sistema operacional
- Escalonador real time kernel linux, Android, RTOS embarcado
Anos passados¶
De uma olhada no que os seus colegas já fizeram:
- PS3 Hack
- Android para Raspbery Pi 3
- Periférico para controlar matriz de LED
- Driver linux para acender LEDs
- SoC e Python
- SDAccel / Vittis - Algoritmo metropolis
- Áudio na DE10
- Criptografia em Hardware - FPGA
- TensorFlow - Jetson Nano
- OpenCL - FPGA
- Yocto
- Jetson Nano - GPU
- FPGA na AWS
- Linux device driver
Tecnologias/ Ferramentas¶
A seguir uma lista de tecnologias que podem ser estudadas no tutorial:
- HDL (VHDL/Verilog)
- Adicionar uma instrução customizada ao NIOS
- Platform designer
- Criar um sistema para controlar um dos robôs de robótica
- Criar um periférico para interfacear com o mundo externo (ler teclado/ motor/ fita de Led/ ...)
- High Level Synthesis (HLS)
- Criar um periférico que acelera uma função (example)
- OpenCL
- Criar um hardware que acelera uma função Terasic Manual (example)
- Linux
- real time / otimização energética / 👍 boot time / aplicações / 👍 Android / openCL ....
Hardwares¶
A seguir, eu tentei resumir os hardwares disponíveis no Insper e as respectivas tecnologias que podem ser utilizados para desenvolver os projetos:
| Kit | Empresa | Tecnologia | vhdl | HLS | OpenCL | Linux | OpenCV | Cuda |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arria 10 SoC | Intel | FPGA + ARM | x | x | x | x | x | |
| DE10-Standard | Intel | FPGA + ARM | x | x | x | x | x | |
| DE10-nano-soc | Intel | FPGA + ARM | x | x | x | x | x | |
| Terasic SoC SoM | Intel | FPGA + ARM | x | x | x | x | x | |
| DE5a-NET-DDR4 | Intel | FPGA | x | x | x | x | ||
| ZedBoard | Xilinx | FPGA + ARM | x | x | x | x | x | |
| instância F1 | AWS | FPGA | x | |||||
| Jetson TK2 | NVIDIa | ARM + GPU | x | x | x | |||
Exemplos de temas/ coisas legais¶
legenda: ‼ demanda uma dedicação maior
- Criando um SoftProcessor e API para controlar um Drone
- OpenCV acelerado com OpenCL - ZedBoard
- !! Criar uma aplicação com HLS/OpenCL que acelera uma função na FPGA
- Processamento de imagem/ compressão de dados/ criptografia/ fft/ ...
- ‼ Criar uma aplicação com OpenCL na AWS
- Embarcando ROS no SoC-FPGA (primeiro passo para controlarmos os robôs de robótica com a FPGA)
- ‼ Usar o LCD LT24 com o Linux (Comunicação ARM-FPGA)
- Real Time kernel é realmente tempo real? Estudo de latência...
- Otimizando o boot time do linux
- Executando Android na DE10-Standard
- Interface gráficas em sistemas embarcados (exe: criar um totem de pagamento)
- Device driver: Criar um driver no linux para algum sensor de distância
- ‼ Criar um periférico para controlar a fita de LED RGB e criar um driver para o Linux controlar
- BanchMark entre os diferentes kits de desenvolvimento
- Usando o yocto como alternativa ao buildroot para gerar o Linux