01
FPGA基础与开发环境搭建
FPGA发展史 · 内部结构 · Vivado/Vivado HLS安装配置 · 第一个LED灯实验
入门环境
02
Verilog基础语法 (上)
模块结构 · wire/reg · 运算符 · assign语句 · always块
语法基础
03
Verilog基础语法 (下)
组合/时序逻辑 · 阻塞/非阻塞赋值 · 状态机 · Testbench编写
语法进阶
04
图像基础与数字图像处理
像素/分辨率/灰度 · RGB转Gray · 行缓存与帧缓存概念
图像理论
05
图像采集接口入门
OV5640配置(I2C) · DVP时序 · PCLK/VSYNC/HSYNC解析
摄像头接口
06
图像数据缓存与同步
FIFO深度计算 · 异步FIFO · 跨时钟域同步 · VDMA框架
缓存FIFO
07
均值滤波原理与实现
3x3窗口生成 · 行缓存设计 · 均值计算流水线 · FPGA仿真
滤波流水线
08
高斯滤波原理与实现
高斯核生成 · 权重计算 · 归一化 · 与均值滤波对比
滤波高斯
09
中值滤波原理与实现
排序网络(并行排序) · 3x3中值提取 · 硬件资源优化
滤波排序
10
双边滤波原理与实现
空间/值域权重 · LUT优化 · 硬件加速架构
滤波LUT
11
Sobel边缘检测算子
水平/垂直梯度 · Gx/Gy模板 · 梯度幅值与方向 · 阈值化
边缘Sobel
12
Canny边缘检测 (上)
高斯平滑 · Sobel梯度扩展 · 非极大值抑制(NMS)硬件实现
CannyNMS
13
Canny边缘检测 (下)
双阈值检测 · 边缘连接(Hysteresis) · 完整Canny流水线
Canny流水线
14
Laplacian与LoG算子
二阶导数边缘 · LoG高斯-拉普拉斯联合 · 硬件对比
边缘LoG
15
Prewitt与Roberts算子
简单梯度算子 · 资源占用对比 · 适用场景分析
边缘轻量
16
形态学滤波基础
膨胀/腐蚀 · 开/闭运算 · 结构元素生成 · FPGA实现
形态学滤波
17
图像锐化与增强
拉普拉斯锐化 · Unsharp Masking · 直方图均衡化(HE)硬件
锐化增强
18
帧差法与运动检测
帧差法原理 · 背景建模 · 运动目标提取 · 实时优化
运动检测
19
光流法简介
Lucas-Kanade光流 · 硬件加速思路 · FPGA局限性
光流算法
20
HLS图像滤波加速
Vivado HLS基础 · hls::Mat · 流水线与数组优化
HLS加速
21
HLS边缘检测实现
HLS实现Sobel/Canny · PIPELINE/UNROLL · RTL协同仿真
HLS边缘
22
AXI4-Stream视频接口
AXI4-Stream协议 · Video In/Out IP · VDMA配置 · 帧同步
接口AXI
23
HDMI显示驱动
HDMI协议 · TMDS编码 · PLL时钟 · 像素/行场同步
显示HDMI
24
完整图像处理流水线
Camera → VDMA → Filter → VDMA → HDMI 系统集成
系统集成
25
时序分析与优化
关键路径 · 流水线插入 · 寄存器平衡 · 多周期约束
时序优化
26
资源优化技巧
DSP48 · BRAM配置 · 逻辑复用 · 面积换速度
资源优化
27
功耗优化
时钟门控 · 数据使能 · DVFS概念 · 低功耗设计
功耗低功耗
28
FPGA调试技巧
ILA · VIO · 在线波形抓取 · 常见Bug排查
调试ILA
29
项目实战：实时人脸检测
肤色检测 · Haar-like特征 · AdaBoost加速 · 系统联调
项目人脸
30
项目实战：车道线检测
图像预处理 · Canny边缘 · 霍夫变换直线检测 · FPGA优化
项目车道线