喜大普奔：可以宅家搞 FPGA 实验啦！

作者：时间：2020-03-18来源：电子产品世界收藏

受新冠肺炎疫情影响，中国各大高校为切断疫情传播开展线上视频的方式积极恢复教学。然而，需要硬件的动手实验环节成为线上教学的难题。近日，官媒“新华社”报道了赛灵思口袋实验室（10万+阅读）的新闻——在疫情期间北京多所高校通过将“口袋实验室”工具包邮寄给学生，实现了教师在网上授课、学生线下同步完成操作的实验课程在线教学。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202003/411070.htm

*图源新华社

“口袋实验室是一种体积小、功能齐全、便于携带的小型实验平台。凭借先进的功能和灵活性，学生可以在任何时间，任何地点开展实验。” — 张延军教授，北京理工大学

事实上自 2014 年以来，赛灵思大学计划一直致力于通过“口袋实验室”帮助中国数百所大学改造其数字设计实验室。赛灵思数字系统设计的改革努力也得到了中国教育部的认可，2018 年获得了教育部产学合作协同育人优秀案例奖（全国20个）。

眼尖的小伙伴也许已经发现，“口袋实验室”工具包内含一块基于赛灵思 Artix FPGA 器件的板卡。事实上除了“口袋实验室”，为了帮助疫情期间学子安全、顺利地开展实验课，赛灵思更开放了“云”实验室，让广大学子在家用电脑也能上实验课。

如何用电脑上实验课？答案就在赛灵思 PYNQ 远程实验室。

赛灵思大学计划与 OpenHEC 联合提供的 PYNQ 远程实验室，让广大师生学子有电脑就能在家上实验课，解决了高校教师头疼的“云课堂”下如何开展课程实验的问题。

有了 PYNQ 远程实验室，你可以：

○ 在家抗“疫”学习提升免疫力。在家就能远程上实验课，安全又安心；

○ 告别繁杂的板卡束缚，随时开展基于 PYNQ 课程建设或科研项目开发；

○ 教学质量不打折扣，给你别具一格的线上实验教学新感受；

听完小Xi 的介绍，各位高校理工科学子是否已经跃跃欲试了呢？别着急，接下来就手把手教大家如何在家上实验课。

简而言之，使用 PYNQ 远程实验室的流程大体可划分为两部分：首先在本地完成 FPGA 逻辑部分的开发，使用传统的 HDL 语言或 HLS 通过 C/C++ 语言实现关键的算法或功能；然后连接到远程实验室，在 Jupyter Lab/Notebook 开发环境中实现 FPGA 比特流加载、FPGA 算法/功能验证与调用，最终完成基于远程平台的课程实验

接下来，小Xi 给大家展示下那些基于赛灵思 PYNQ 在实践中创作的部分优秀作品。

利用 PYNQ 实现的智能音箱

本案例利用 PYNQ 自定义 Overlay 驱动 Respeaker，实现了一个智能音箱。ReSpeaker 是一个四路 ADC 芯片 AC108 位转换芯片的四通道麦克风的设备，它支持 I2S 接口，在本案例中它需要连接到 PYNQ-Z2 的树莓派接口。本项目有 DOA（Direction of Arrival）实验，和 STT（Speech to Text）实验。

基于 PYNQ 散射成像相机 CC Cam

本作品 CC Cam 基于计算光学的方法实现散射体成像，利用 PYNQ-Z2 制作了集标定、摄像、重建算法、人机交互于一体的小型系统。散射图像重建首先须标定点光源获取点扩散函数，获取物体的散射图像后通过FISTA算法迭代重建。透过散射介质成像在云雾遥感测绘、观察生物深层组织等方面有应用前景，同时无透镜的计算光学成像对相机突破透镜尺寸和分辨率限制有着革新意义。

基于 FPGA 的类脑计算平台

本作品搭建了基于 Xilinx FPGA 的 FPGA 计算加速集群，用于对 HPC benchmark 中的神经元、突触的 STDP 算法加速。 Super Girl.bmp

赛灵思 PYNQ 的应用非常广泛，可支持高校各类基础与专业课程建设，比如数字信号处理、图像处理、计算机组成、AI 人工智能等众多课程。

从此前的口袋实验室、夏令营/冬令营到协办全国大学生 FPGA 创新设计竞赛，再到如今的 PYNQ 远程实验室，作为 FPGA 领域绝对的领军者，赛灵思始终秉承与中国高校及学术圈合作共赢的理念，以独特的、灵活应变的硬件及软件平台激发创新灵感、提升创新能力，培养与输送更多的软硬件复合型人才，助力中国 FPGA 产业发展。