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第一章 介绍

1.1 概述

HERO平台全称为Heterogeneous Extensible Robot Open Platform，是专为智能机器人（包括服务机器人、医疗机器人、自动驾驶汽车等）打造的一套低功耗、高性能、体积小的异构系统平台方案。在此方案中，CPU作为控制中心，与FPGA和其他专用加速器芯片（如Movidius的VPU）搭配，能够提供高效的性能。整套HERO硬件系统采用了英特尔酷睿?系列CPU，搭载英特尔Arria 10 GX系列1150型FPGA作为异构加速器。

传统的FPGA编程方式令多数软件工程师望而却步，而HERO平台为大家带来了福音。除了传统的专业编程模型，HERO平台专门定制的BSP（Board Support Package）还支持基于OpenCL的flow开发，给广大的算法和软件工程师提供了友好的编程接口。为了支持OpenCL Flow，HERO平台上移植了完整的FPGA板级支持包（Board Support Package），作为HERO SDK的一个组成部分提供给用户。现有HERO SDK BSP的FPGA逻辑部分主要包括高速通信接口PCIe IP核、内存DMA控制器、片外高速内存DDR4接口，以及和FPGA内部模块之间的通信接口。如果用户想增加FPGA与外部接口之间的通讯， HERO平台也有相应的BSP参考设计，能够指导客户更好、更快地实现各种灵活多变的外部接口。

HERO平台的应用前景广阔。以服务机器人为例，其主要作用是帮助人完成任务和动作。为了实现这一目标，研发人员需要在机器人上实现各种复杂的应用控制技术，包括视觉、定位、运动、抓取等。FPGA可以在这些关键应用上发挥极大的价值，让复杂算法的处理变得高效而实时，带给用户良好的体验。

1.2 技术规格

Hero平台有两个板卡组合而成，分别为 CPU 主机系统与 FPGA加速度系统(见图1-1)。两者以PCIe接口连接进行传输与通信, 完成CPU协同FPGA的各种计算加速、算法实现功能。FPGA系统使用Intel Arria10 FPGA PCIe板卡。下面将介绍这两大主板系统的各个参数规格：

• CPU主系统

• 处理器: 英特尔® 酷睿™ i5-7260U/i7-7567U(根据客户订单需求而定)
• 内存: DDR4-2133 1.2V SO-DIMM 8GB
• 硬盘: Sata SSD　256G
• 显卡

• 集成显卡
• 图像输出: HDMI 2.0a;USB-C (DP1.2)

• 外围接口

• USB Type C端口 x1

• Thunderbolt™ 3 (40Gbps)
• USB 3.1 Gen 2 (10Gbps)
• DisplayPort (DP 1.2)

• USB 3.0/2.0 端口x2

• 局域网: Gigabit (10/100/1000 Mb/s)局域网
• 无线: 英特尔® Wireless-AC 8265 + 蓝牙4.2

• FPGA加速系统

• FPGA: Altera Arria 10 GX FPGA (10AX115S2F45I1SG)
• FPGA配置电路

• 板载USB Blaster II或FPGA编程的JTAG接头
• 快速被动并行配置(FPPx32)：通过MAX II CPLD和闪存

• 内存

• 256MB闪存
• 2GB DDR44 -2400 x 64bit

• 通信与扩展

• PCI Express (PCIe) x8 edge接头

• USB 3.0 Host/Device
• 以太网
• UART/CAN/SPI/I2C
• 通用用户输入/输出:

• 8 LEDs
• 3 Push-buttons
• 8 DIP Switch

• 时钟

• 50/100/125MHz固定时钟
• 可编程PLL

• 系统监测与控制

• 温度感应器
• 电源监测