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SOC設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱融合FPGA數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和SOC開發(fā)應(yīng)用的企業(yè)級(jí)項(xiàng)目案例，為學(xué)生提供創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)開發(fā)平臺(tái)，為老師提供橫向課題開發(fā)環(huán)境。

芯片的重要功能包括:地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn) DTMB、有線數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)、AVS/MPEGII 解碼和 UTI 接口等。清華大學(xué)是 DTMB 的重要技術(shù)提供方，已經(jīng)于 2007 年 11 月順利完成了 DTMB 解調(diào)芯片的 MPW 流片，主要性能與國(guó)內(nèi)最好產(chǎn)品的指標(biāo)相當(dāng)，一 些指標(biāo)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，當(dāng)前正在完成國(guó)家重大專項(xiàng)數(shù)字電視 SoC 設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。清華大學(xué) 同時(shí)也是工信部確定的《數(shù)字電視接收機(jī) UTI 機(jī)卡分離接口技術(shù)規(guī)范》和《數(shù)字電視接收 機(jī) UTI 機(jī)卡分離接口測(cè)試規(guī)范》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的牽頭研發(fā)單位。在電視機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨升級(jí)換代的 關(guān)鍵時(shí)刻，我們?cè)敢獬浞职l(fā)揮自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與合作伙伴一道，以國(guó)家重點(diǎn)支持的高端數(shù) 字電視芯片 SoC 設(shè)計(jì)為契機(jī)，開發(fā)出低成本、高可靠性和有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的芯片，為當(dāng)?shù)仉?子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展盡微薄之力。

1 成果簡(jiǎn)介芯片的重要功能將包括：地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn) DTMB、有線數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)、AVS/MPEGII 解碼和 UTI 接口等。清華大學(xué)是 DTMB 的重要技術(shù)提供方，已經(jīng)于 2007 年11 月順利完成了 DTMB 解調(diào)芯片的 MPW 流片，主要性能與國(guó)內(nèi)最好產(chǎn)品的指標(biāo)相當(dāng)，一些指標(biāo)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，當(dāng)前正在完成國(guó)家重大專項(xiàng)數(shù)字電視 SoC 設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。清華大學(xué)同時(shí)也是工信部確定的《數(shù)字電視接收機(jī) UTI 機(jī)卡分離接口技術(shù)規(guī)范》和《數(shù)字電視接收機(jī) UTI 機(jī)卡分離接口測(cè)試規(guī)范》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的牽頭研發(fā)單位。在電視機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨升級(jí)換代的關(guān)鍵時(shí)刻，我們?cè)敢獬浞职l(fā)揮自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與合作伙伴一道，以國(guó)家重點(diǎn)支持的高端數(shù)字電視芯片 SoC 設(shè)計(jì)為契機(jī)，開發(fā)出低成本、高可靠性和有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的芯片，為當(dāng)?shù)仉娮有畔a(chǎn)業(yè)的發(fā)展盡微薄之力。2 效益分析國(guó)內(nèi)市場(chǎng)所有電視機(jī)廠商均可采用本芯片，項(xiàng)目完成后預(yù)計(jì)芯片年產(chǎn)量在 500~1000 萬片。3 合作方式商談。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 針對(duì)設(shè)備如何正確理解人類的邏輯和時(shí)序知識(shí)，并將獲得的知識(shí)便捷的轉(zhuǎn)換為當(dāng)前計(jì)算機(jī)體系的執(zhí)行代碼的問題，設(shè)計(jì)了用于智能應(yīng)用的SOC芯片。此芯片由當(dāng)前通用微處理器和相應(yīng)的固件構(gòu)成，固件由操作系統(tǒng)、類似人腦樹突學(xué)習(xí)和推理的新型思維模型和通用通信模塊構(gòu)成，SOC系列芯片可以解決認(rèn)知人類邏輯、時(shí)序思維的問題，具備了一定的認(rèn)知智能。系列芯片可分無帶代碼編程的控制芯片，無代碼編程的總線與網(wǎng)絡(luò)通信芯片，低代碼編程的運(yùn)動(dòng)控制芯片，制造業(yè)核心控制設(shè)備本質(zhì)安全芯片等幾個(gè)系列的芯片。 技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性、創(chuàng)新要點(diǎn)： 01）、提出了類人思維計(jì)算理論方法 02）、有別于馮諾曼和哈弗結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行架構(gòu)  a、傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序由程序員完成，新的框架和機(jī)制要求計(jì)算機(jī) 程序由使用者經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)便可完成，改變了目前程開發(fā)模 式。  b、應(yīng)用開發(fā)過程可直接認(rèn)知和理解以人類思維描述的開發(fā)目標(biāo) 幾乎無需編寫代碼，與現(xiàn)有單片機(jī)、PLC等開發(fā)模式完全不同， 具備了認(rèn)知人類知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的高等級(jí)人工智能功。 c、與現(xiàn)有的開發(fā)模式和開發(fā)工具相比，對(duì)開發(fā)人員專業(yè)技能要求大大降低，應(yīng)用開發(fā)效率極大提高。 03）、以人類思維的視角而非二進(jìn)制運(yùn)算的模式進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的處理。 獲獎(jiǎng)情況： 獲2016年山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:項(xiàng)目簡(jiǎn)介：針對(duì)設(shè)備如何正確理解人類的邏輯和時(shí)序知識(shí)，并將獲得的知識(shí)便捷的轉(zhuǎn)換為當(dāng)前計(jì)算機(jī)體系的執(zhí)行代碼的問題，設(shè)計(jì)了用于智能應(yīng)用的SOC芯片。此芯片由當(dāng)前通用微處理器和相應(yīng)的固件構(gòu)成，固件由操作系統(tǒng)、類似人腦樹突學(xué)習(xí)和推理的新型思維模型和通用通信模塊構(gòu)成，SOC系列芯片可以解決認(rèn)知人類邏輯、時(shí)序思維的問題，具備了一定的認(rèn)知智能。系列芯片可分無帶代碼編程的控制芯片，無代碼編程的總線與網(wǎng)絡(luò)通信芯片，低代碼編程的運(yùn)動(dòng)控制芯片，制造業(yè)核心控制設(shè)備本質(zhì)安全芯片等幾個(gè)系列的芯片。技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性、創(chuàng)新要點(diǎn)：01）、提出了類人思維計(jì)算理論方法02）、有別于馮諾曼和哈弗結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行架構(gòu) a、傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序由程序員完成，新的框架和機(jī)制要求計(jì)算機(jī)程序由使用者經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)便可完成，改變了目前程開發(fā)模式。 b、應(yīng)用開發(fā)過程可直接認(rèn)知和理解以人類思維描述的開發(fā)目標(biāo)幾乎無需編寫代碼，與現(xiàn)有單片機(jī)、PLC等開發(fā)模式完全不同，具備了認(rèn)知人類知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的高等級(jí)人工智能功。c、與現(xiàn)有的開發(fā)模式和開發(fā)工具相比，對(duì)開發(fā)人員專業(yè)技能要求大大降低，應(yīng)用開發(fā)效率極大提高。03）、以人類思維的視角而非二進(jìn)制運(yùn)算的模式進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的處理。獲獎(jiǎng)情況：獲2016年山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)應(yīng)用范圍:2019年工信部的報(bào)告中提到，2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值達(dá)4800億，并拉動(dòng)2萬億的增長(zhǎng)，而我們的芯片可以直接應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)，我們的SOC芯片是支撐物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。此芯片不僅能夠?yàn)橹悄苤圃臁⒏叨搜b備提供不同功能的智能SOC，又可以以此為核心生產(chǎn)智能設(shè)備，還可以提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的整體解決方案；方案已經(jīng)應(yīng)用于智能樓宇綜合管理系統(tǒng)，智慧建造智能管控系統(tǒng)，辦公樓宇智能節(jié)能管理系統(tǒng)，智慧氣象綜合管理系統(tǒng)等，不僅能解決客戶的智慧應(yīng)用問題，還能完全替代國(guó)外控制領(lǐng)域的核心產(chǎn)品，從而不被卡脖子。技術(shù)成熟度:可以量產(chǎn)

視覺里程計(jì)可以通過相鄰兩幀圖像之間的差異，計(jì)算出機(jī)器人位置和姿態(tài)的變化。采用FPGA\SOC實(shí)現(xiàn)機(jī)器人視覺里程計(jì)則可以極大地提高處理能力，滿足實(shí)時(shí)計(jì)算的要求，本項(xiàng)目： （1）支持SURF特征點(diǎn)和FAST特征點(diǎn)的檢測(cè)。其中SURF特征點(diǎn)（8個(gè)尺度），支持圖像的尺度不變性。

該系統(tǒng)采用美國(guó)TI公司先進(jìn)的DM8168高清視頻SoC芯片，可對(duì)攝像機(jī)輸出的 多種接口形式的高清視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、壓縮編碼和實(shí)時(shí)處理。該平臺(tái)可替代基 于工控機(jī)的傳統(tǒng)機(jī)器視覺技術(shù)和設(shè)備，達(dá)到更高的圖像和視頻清晰度、缺陷識(shí)別 處理的實(shí)時(shí)性和可靠性，具有優(yōu)異的性價(jià)比、體積小、功耗低等多種優(yōu)勢(shì)，是全 新在線機(jī)器視覺檢測(cè)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方案。該技術(shù)成果在汽車多媒體電子系統(tǒng)、車載、 船載及機(jī)載高清視頻測(cè)量、處理與控制系統(tǒng)及消費(fèi)電子等領(lǐng)域具有重大的推廣價(jià) 值。一、DM8168處理器特性 TMS320DM8168是一款多核SoC,它集成了包括ARM Cortex A8、DSP C674X+, HDVICP, HDVPSS等處理器，具有強(qiáng)大的高清視頻處理性能。 二、 DM8168核心處理板 CPU： ARM elk： 1.2GHz、 DSP elk： 1GHz DDR3-1600存儲(chǔ)器100/1000M網(wǎng)口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)采集SATA接口供存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)使用 三、 高清視頻采集處理 四、 應(yīng)用方案 相機(jī)接口方案一 ：CameraLink工業(yè)高清相機(jī)接口使用Cyclone IV FPGA對(duì)LVDS 解碼后的視頻信號(hào)進(jìn)行特殊處理后送到dm8168,實(shí)現(xiàn)1080P 60fps、720P 60fps 等高清視頻的采集顯示與實(shí)時(shí)編碼。 相機(jī)接口方案二：色差高清視頻接口使用TI的視頻解碼芯片TVP7002完美 解決了視頻ADC問題，并實(shí)現(xiàn)了 1080P 60fps的采集顯示與實(shí)時(shí)編碼功能。

成果簡(jiǎn)介：當(dāng)前已經(jīng)完成成果：已完成星上實(shí)時(shí)云剔除、關(guān)鍵區(qū)域/目標(biāo)的快速提取算法研究；實(shí)現(xiàn)了光學(xué)遙感星上處理SoC芯片功能樣片研制和測(cè)試，單片可實(shí)現(xiàn)155Mbps輸入速率的實(shí)時(shí)處理，功耗小于600mw。 2015年完成成果：完成高性能、抗輻照星上光學(xué)遙感數(shù)據(jù)SoC處理器研發(fā)，并基于自主芯片構(gòu)建星上并行實(shí)時(shí)處理原型樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)星上90%以上實(shí)時(shí)云剔除、關(guān)鍵區(qū)域/目標(biāo)的快速提取等智能實(shí)時(shí)處理。 項(xiàng)目來源：民口863項(xiàng)目 技術(shù)領(lǐng)域：地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)

SOC（System On Chip） 一種整體的設(shè)計(jì)方法概念，指的是一種芯片設(shè)計(jì)方法，集成了各種功能模塊，每一種功能都是由硬件描述語言設(shè)計(jì)程序，然后在SOC內(nèi)由電路實(shí)現(xiàn)的；每一個(gè)模塊不是一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)成熟的ASIC“器件”，只是利用芯片的一部分資源去實(shí)現(xiàn)某種傳統(tǒng)的功能。C80C51F是Silabs公司最新推出的一款帶SOC色彩的獨(dú)特的8位單片機(jī)系列，集成了嵌入式系統(tǒng)的許多先進(jìn)技術(shù)。由最初的MCS-51發(fā)展到現(xiàn)在C80C51F，其過程代表了一個(gè)方向，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度和增加了片內(nèi)模擬和數(shù)字外設(shè)，從整體上提高了單片機(jī)的性能。C80C51F單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片（SOC），具有與8051兼容的高速CIP-51內(nèi)核，與MCS-51指令完全兼容，除了具有標(biāo)準(zhǔn)8051的數(shù)字外設(shè)不見之外，片內(nèi)還集成了數(shù)據(jù)采集和模擬部件和其它數(shù)字外設(shè)和功能部件，包括模擬多路選擇器，可編程增益放大器，ADC,DAC，電壓比較器，電壓基準(zhǔn)，溫度傳感器，SMBUS,I?C,UART,定時(shí)器，可編程計(jì)數(shù)器，定時(shí)器陣列（PCA）,電源監(jiān)視器和時(shí)鐘振蕩器等。

已有樣品/n目前已開發(fā)出：直接數(shù)字頻率合成器（DDFS）、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、模數(shù) 轉(zhuǎn)換器（ADC）、北斗+GPS 多模導(dǎo)航型射頻芯片、CPT 原子鐘微波電路等。 個(gè)人行車定位與導(dǎo)航終端、行車記錄儀、電子狗； 智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)信息終端； 交通運(yùn)輸車輛管理與跟蹤系統(tǒng)； 航海、船舶作業(yè)導(dǎo)航與定位設(shè)備； 測(cè)繪、水利、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等。