01
FPGA基础与开发环境搭建
FPGA发展史 · 应用场景(含图像加速) · Vivado/Vitis安装配置
入门环境
02
Verilog基础与组合逻辑
模块结构 · 数据类型 · assign/always · 加法器/多路选择器
Verilog组合逻辑
03
时序逻辑与状态机
触发器/寄存器 · 同步/异步复位 · FSM · 计数器/分频器
时序FSM
04
图像处理基础与像素操作
BMP格式 · RGB⇔灰度 · 流水线 · Line Buffer原理
像素流水线
05
图像滤波加速实现
均值/高斯滤波 · Sobel边缘检测 · 卷积窗口并行计算
滤波卷积
06
帧缓存与DDR控制
MIG IP核 · AXI4读写 · 帧缓存管理 · 多帧乒乓
DDRMIG
07
视频流接口与显示驱动
HDMI/DVI协议 · VTC设计 · IP核使用 · 图像输出
HDMIVTC
08
图像缩放与旋转
双线性/最近邻插值 · 坐标变换 · 反走样 · LUT加速
几何插值
09
直方图均衡化与增强
直方图统计 · CDF计算 · 均衡化映射 · 实时增强
增强直方图
10
形态学图像处理
腐蚀/膨胀 · 开/闭运算 · 二值化 · 连通域标记
形态学二值
11
图像金字塔与多尺度处理
高斯/拉普拉斯金字塔 · 下/上采样 · 多尺度融合
金字塔多尺度
12
特征点检测 (FAST/Harris)
角点检测 · 非极大值抑制 · 硬件加速架构
特征角点
13
光流法运动估计
Lucas-Kanade · 迭代计算 · 硬件流水线
光流运动
14
图像压缩 (JPEG-LS)
预测编码 · 上下文建模 · Golomb编码 · 硬件实现
压缩JPEG-LS
15
神经网络基础与卷积加速
卷积/池化/全连接 · 定点量化 · 矩阵乘加速器
CNN加速器
16
YOLO目标检测加速
YOLO结构 · 硬件部署 · NMS后处理加速
YOLO检测
17
语义分割 (UNet)
UNet架构 · 跳跃连接 · 上采样模块 · 硬件实现
分割UNet
18
视频编解码基础
H.264/H.265帧内预测 · 运动估计 · 熵编码 · 硬件加速
编解码H.264
19
多摄像头同步采集
MIPI CSI-2 · Sensor配置 · 同步触发 · 数据拼接
多摄MIPI
20
实时图像拼接
特征匹配 · 单应性矩阵 · 图像融合 · 硬件加速
拼接融合
21
HLS高级综合入门
HLS语法 · 流水线/数组优化 · 接口综合
HLS综合
22
HLS图像处理实战
HLS实现滤波/直方图/特征点检测
HLS实战
23
AXI4总线与DMA
AXI4-Stream/Full/Lite · DMA IP · Scatter-Gather
AXI4DMA
24
VDMA与视频帧缓存
VDMA IP · 帧同步 · 缓存管理 · 多通道视频
VDMA帧缓存
25
时序分析与优化
建立/保持时间 · 时序约束 · 关键路径 · 流水线插入
时序约束
26
资源优化与面积换速度
资源共享 · 逻辑复制 · Retiming · 寄存器平衡
资源优化
27
功耗分析与优化
动态/静态功耗 · 时钟门控 · 电压缩放
功耗低功耗
28
仿真与调试
Testbench · Vivado Simulator · ILA/VIO调试
仿真调试
29
项目实战1：实时边缘检测
摄像头输入 → Sobel → HDMI输出
实战边缘检测
30
项目实战2：实时人脸检测
摄像头输入 → YOLO → HDMI输出
实战人脸