国外大学生都用FPGA做什么项目（十二）

• 看看国外大学的FPGA开发项目

据我了解，目前国内很多大学是没有开设FPGA相关课程的，所以很多同学都是自学，但是自学需要一定的目标和项目，今天我们就去看看常春藤盟校Cornell University 康奈尔大学开设的FPGA项目课程，大部分课程是有源码的，而且和国内使用习惯类似都是Verilog开发，还是很有借鉴意义的。

项目链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/

项目介绍

Fall 2009 开发板 CycloneII

Realtime face tracking - 实时人脸追踪

该项目的目标是跟踪人脸的运动，并在 VGA 显示器上显示立方体的投影，该投影会根据用户面部的运动而变化。我们希望用户看起来好像实际上正在看一个 3D 立方体，因此，如果用户将头向右移动，则投影显示为好像用户实际上正在从右侧看一个立方体，并且如果用户靠近相机，那么立方体会变大。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ty244_jgs33/ty244_jgs33/index.html

• 视频链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ty244_jgs33/FaceTracker1.MP4

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ty244_jgs33/ty244_jgs33/DE2_TOP.qar

Green screen chroma key (MP4, 2, 3)

在这个项目中，我们借助 Sony Handycam 和串口通信转变为简单的视频制作单元。该项目的主要焦点是能够提供绿屏效果，最常见于天气新闻。我们将根据阈值提取视频的绿色区域并显示背景图像，例如天气图。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jsd46_pag42/jsd46_pag42/

• 视频链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jsd46_pag42/jsd46_pag42/index.html

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jsd46_pag42/jsd46_pag42/videoproduction.zip

Sound localizing robot - 声音定位机器人

主要思想是在 FPGA 板上构建一个能够检测声源位置的系统。并制作了机器人进行控制。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jmd242_aps243/576JonAllisite/site/index.html

• 视频链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jmd242_aps243/SoundRobot1.MP4

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jmd242_aps243/576JonAllisite/site/code/

2D graphics engine - 2D图形引擎（GPU）

目标是在硬件中设计一个功能强大、通用可定义的图形处理单元 (GPU)，可以轻松连接到 CPU 或其他板载硬件，可以提供简单高效的图形功能。GPU 提供很多功能的支持，包括绘制点、矩形、线条、图像（通过位图文件解码）和文本。此外，GPU 还提供双层显示功能，允许用户在底部图形层上绘制透明的顶部覆盖层。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/Adam_Tom/graphics_engine_12_9_09/index.html

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/Adam_Tom/graphics_engine_12_9_09/code/

3D render engine - 3D渲染引擎

最终项目设计一个基本图形卡。目标是设计一个模块，可以接收输入中的几何数据和照明信息并将其显示在 VGA 上。我的组件实现了显卡的几个特定主题：

• 顶点之间的线性外推；

• 高分辨率Z缓冲；

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ng292/ng292/index.html

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ng292/ng292/index.html

Keyboard synthesizer - 模拟钢琴

KSD 键盘是一款基于 FPGA 的 Karplus Strong 弦乐合成数码钢琴(karplus算法)，带有力度反馈感应键。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/csm44_jck46/index.html

• 视频链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/csm44_jck46/KeyboardSynth1.MP4

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/csm44_jck46/DE2_TOP.v

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/csm44_jck46/karplus.v

Guitar synthesis - 模拟吉他

目标是创建一个吉他模拟器，可以对其进行编程，使其快速轻松地播放任何歌曲。为了做到这一点，我们构建了一个系统，允许将吉他上的音符编码到 C 代码中，我们就可以使用计时器并实际重新创建整首歌曲。我们这个项目的动机是能够准确地即时合成整首歌曲的吉他声音。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/kr334_ask43/kr334_ask43/kr334_ask43/index.html

• 视频链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/kr334_ask43/GuitarSynth1.MP4

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/kr334_ask43/kr334_ask43/kr334_ask43/entersandman_w_dist.txt

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/kr334_ask43/kr334_ask43/kr334_ask43/Audio_Filter_18bit_float.txt

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/kr334_ask43/kr334_ask43.zip

Evolution tic-tac-toe - 进化算法：井字棋

使用玩经典井字游戏的程度作为适应度函数来模拟进化的随机过程，最终目标是创建完美的井字游戏机(探索 FPGA 上的进化算法)。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/nic4_sck76/nic4_sck76/index.html

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/nic4_sck76/nic4_sck76/files/

Software radio - 软件无线电

目的是创建一个软件定义的无线电，它可以从射频前端接收 AM 或 FM 调制信号，进行解调后通过以太网将基带信号发送到计算机。基带信号使用软件压缩算法进行编码，提高以太网链路的带宽效率。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jfs36_jsm66/jfs36jsm66/index.html

• 代码链接

https://code.google.com/archive/p/ece5760-sdr/downloads

JPEG compression engine - JPEG 压缩引擎

在 FPGA 上实现了 JPEG 压缩和 UDP 以太网传输。从摄像机的输入中获取单个灰度帧，使用 JPEG 标准对其进行编码，然后通过以太网将其传输到另一个设备（例如计算机），所有这些都在硬件中进行。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jl589_jbw48/jl589_jbw48/index.html

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/jl589_jbw48/jl589_jbw48/

• 参考

http://www.impulseadventure.com/photo/jpeg-snoop.html

Video communications system - 视频通讯系统

目标是在两个FPGA开发板之间建立以太网连接，并在两个板之间传输视频和音频。音频将在一组扬声器上输出，视频将在接收数据的板卡的 VGA 上显示。这种方案两个板卡像视频聊天一样运行。

• 项目介绍

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ts472_mrk99/ts472_mrk99/ts472_mrk99/

• 代码链接

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5760/FinalProjects/f2009/ts472_mrk99/ts472_mrk99/ts472_mrk99/

• 以太网部分参考

http://gps.theengineersden.com/index.php/DM9000A

总结

项目很多，从2006~2023年，应该有一部分项目没有展现出来，大部分都有视频介绍，但是我看了一些视频，都是简单演示一下功能，并没有设计思路，所以需要自行查看源码中的文档。