EL-AIMCU-III 人工智能实验系统

系统功能概述

EL_AIMCU_III是一台我司自主研发的针对于专科、本科、硕士及博士初接触人工智能行业的学生学习的多功能实验箱。主要应对于人工智能算法与嵌入式相结合等专业。能满足使用者学习机器学习、深度学习、学习神经网络等人工学习步骤。

板载的英伟达公司2019新推出的Jetson nano。Jetson Nano 是一款功能强大的小型计算机，适用于嵌入式应用程序和 AI、IoT，提供现代 AI 的强大功能。使用全面的JetPack SDK快速入门，该SDK具有用于深度学习、计算机视觉、图形、多媒体等的加速库。Jetson Nano 具有运行现代 AI 工作负载所需的性能和功能，让您可以快速轻松地将人工智能算法学习添加到实用中。EL_AI_MCU_III板载的语音音响和工业深度相机，能够让使用者实现图像处理、语音识别等众多热门人工智能项目。

EL_AI_MCU_III还搭载了EXP—STM32F系列开发板和多种开发板，和串口、LED、数码管、按键、电机等多种外设，外置传感器接口轻松实用各种传感器。能够实现上位机（jetson nano）与下位机（EXP系列开发板）之间的通信，可以实现从上位机到下位机到具体外设一个完整工业嵌入式应用的流程。

 

 

 

系统结构及硬件资源

系统采用底板+CPU板+扩展模块结构构成，可以支持单片机ARM CPU和CPLD/FPGA处理器板卡。

系统底板硬件资源： AICPU接口单元 语音模块 深度相机单元 EXP系列MCU/EDA/CPLD/FPGA板接口单元 蜂鸣器驱动单元 光电耦合器与继电器单元 单脉冲产生单元 单总线（DS18B20数字温度传感器）单元 12位串行AD（TLC2543）单元 12位串行DA（TLV5616）单元 数字输入输出（8个拨动开关及8个LED发光管）单元 电机（直流电机与步进电机）控制单元 键盘显示（芯片CH451，4×4键盘，带8位LED数码管）单元 16X16LED点阵显示单元 RS232 、RS485总线通信接口单元 CAN总线多机通信接口单元 EEPROM单元 0-5V可调输入电压单元 2.5V可调参考电压单元 物联网传感器扩展接口

系统底板资源平面图

AIMCU采用英伟达jeston nano B01为核心，jetson nanoB01是一款节能高效功能强大的人工智能AI开发套件，搭载四核ARM Coretex-A57处理器，采用128核Maxwell架构的GPU，

CPU：ARMCoretex-A57 64-bit ，主频1.43Ghz；4核，

GPU：128-coreMaxwell @921Mhz；

内存：4GB 64-bit LPDDR4 25.6 GB/s；

存储：可扩展microSD卡，要求最小16GB UHS-1(超高速接口，带宽能达到至少104Mb/s)

视频编码：H.264/H.265(4Kp30)

视频解码：H.264/H.265(4Kp60，2**4Kp30)

摄像输入接口：MIPICSI

摄像输出接口：2个HDMI 2.0，Edp1.4

网络接口：Gigabit Ethernet/M.2 KeyE

USB：4个 USB3.0， USB2.0 Micro-B

GPIO引脚：40

额定功率：5w/10w

供电：5V

语音模块：

采用一款USB 转音频模块，支持播放和录音，立体声编解码；可以多种采样率，多系统兼容，支持树莓派和 JetsonNano；“听/说”二合一；简单方便免驱动，即插即用。

板载电源指示灯，方便查看工作状态、板载麦克风和喇叭接口，兼容 Windows、macOS、Linux 和 Android 等系统使用标准 USB 2.0 通用接口，体型小巧精致。

供电电压：5V

音频编解码芯片：SSS1629A5

控制接口：USB

音频接口：PH2.0

扬声器驱动：2.6W per channel(4Ω BTL)

音箱：普通驱动器喇叭

视觉相机：Astra pro

深度范围：0.6-8m

功耗：≤2.5W，峰值电流小于500ma

彩色图分辨率：1280x720@30FPS；640x480@30FPS；320x240@30FPS；

深度图分辨率：1280x1024@7FPS；640x480@30FPS；320x240@30FPS；160x120@30FPS；

精度：距离物体1m时，±1-3mm

彩色FOV：H66.1’ V40.2’

深度FOV：H58.4’ V45.5’

数据传输：30-45ms

供电：USB 5V

 

该系统可支持多种CPU板卡，包含8/16/32位单片机。

MCU部分支持的CPU板卡有：EXP-C51（89S51）、EXP-STM32F107（含J-LINK仿真器）、EXP-STM32F407（含J-LINK仿真器）、EXP-LM3S615/811/2948/3749/6952/9B96、EXP-C8051F021（含USB接口仿真器）、EXP-MSP430F149/155/5419（含MSP430仿真器）、EXP-Atmega128（含USB-AVR仿真器、USB-AVR烧录器）、EXP-5509、EXP-5416、EXP-2812、EXP-28335、EXP-WirelessMCU+E-CC-1310（主控芯片：CC1310F128RGZR）、EXP-WirelessMCU+E-CC-RF（主控芯片：CC2530F256）等等(我公司的全系列EXP接口类开发板)。

EDA部分支持的CPU板类有：EXP-EPM3128&3256、EXP-EP1K30、EXP-EP3C5 & EP3C10等等(我公司的全系列EXP接口类开发板)。

8位单片机CPU板技术参数：

EXP-C51（89S51）：单片机KEILC51，串口，12M时钟，复位开关，数据通信指示灯，5V电源接口，单片机总线扩展插槽，支持Keil C环境，完全仿真P0、P1、P2口；

EXP-Atmega128：AVR-ATmega128单片机开发板，包括ATMEL公司的ATMEGA128 的8位处理器，时钟11.0592MHZ，程序下载JTAG口，ISP下载口，P1-4总线接口，5V转3.3V电源模块，串口，5V板卡供电接口，电源指示LED，复位键等；

EXP-C8051F021：由8位单片机C8051F021为核心器件，具有双重时钟系统配置：

22.1184MHz外部晶振频率；内部振荡器频率具有（2/4/8/16）MHZ（可编程)，AD/DA接口，P1-4总线接口，JTAG接口，复位接口，3.3V和5V双电源工作模式。

32位单片机（CORTEX-M3/M4架构）CPU板技术参数：

EXP-STM32F107：支持最大主频为72 MHz的ARM Cortex-M3内核，256 KByte FLASH，64KByte SRAM，LQFP-100封装。外设资源包括5个USART、4个16位的定时器、2个基本定时器、3个SPI、2个I2S、1个I2C、2个CAN、2个ADC、2个DAC、USB OTG FS以及Ethernet。

EXP-STM32F407：支持最大主频为168 MHz的ARM Cortex-M4内核，1024KByte FLASH，192+4KByte SRAM，LQFP-144封装。外设资源包括6个USART、12个16位的定时器、2个32位定时器、2个DMA控制器（16通道）、3个SPI、2个全双工I2S、3个I2C、2个CAN、3个12位ADC、2个12位DAC、SDIO、1个FSMC接口、2个USB(支持HOST/SLAVE)、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器以及1个10/100M以太网控制器等。

16位超低功耗单片机CPU板技术参数：

EXP-MSP430F155：由16位单片机MSP430F155为核心器件，配以8MHz主时钟、32.768KHz低速时钟，IIC接口、SPI接口、ADC、DAC接口，JTAG接口，电压基准电路，电源指示，程序运行指示等功能。

EXP-MSP430 FW427：由16位单片机MSP430FW427为核心器件，32.768KHz低速时钟，以适应低功耗的应用需求，双JTAG接口，低压差稳压源LDO，P1-4总线接口，电源接口，复位开关，程序运行指示等功能。

EXP-MSP430 F5419：由16位单片机MSP430F155为核心器件，配以8MHz主时钟、32.768KHz低速时钟，双JTAG接口，低压差稳压源LDO，P1-4总线接口，电源接口，复位开关，程序运行指示等功能。

EDA系列适配器板技术参数：

EXP- EP3128/3256：配以10MHz时钟。为方便下载程序而提供的立插JTAG接口。

EXP- EP3128/3256：配以10MHz时钟。下载程序JTAG接口。电源可以通过总线或POWER接口两种方式提供+5V，通过低压差稳压源（LDO）TPS76HD325稳压至+3.3V和+2.5V。

EXP- 3C05/3C10：配置芯片：EPCS4N；FLASH：AM29LV160DB；SRAM： IS61LV5128AL；电源模块：LM1117-1.2 （1.2V），LM1117-2.5 （3.3V）,LM1117-2.5 (2.5V)；其它接口及资源：5V电源接口、JTAG 下载口、复位键、扩展插槽P1、P2、P4。 

EXP- 4CE6：主控制器FPGA芯片：EP4CE6E22C8N（兼容EP4CE10E22C8N）；配置芯片：EPCS4N；FLASH：AM29LV160DB；SRAM： IS61LV5128AL；电源模块：LM1117-1.2 （1.2V），LM1117-2.5 （2.5V）,LM1117-3.3  (3.3V)；其它接口及资源：5V电源接口、JTAG下载口、复位键、扩展插槽P1、P2、P4。

无线通信系列适配器板技术参数：

EXP-WirelessMCU+E-CC-1310：EXP-WirelessMCU：支持最大主频为168 MHz的ARM Cortex-M4内核，1024KByte FLASH，192+4KByte SRAM，LQFP-144封装。外设资源包括6个USART、12个16位的定时器、2个32位定时器、2个DMA控制器（16通道）、3个SPI、2个全双工I2S、3个I2C、2个CAN、3个12位ADC、2个12位DAC、SDIO、1个FSMC接口、2个USB(支持HOST/SLAVE)、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器以及1个10/100M以太网控制器等。

E-CC-1310核心板参数：CC1310F128，封装RGZ；CC1310是TI在SimpleLink超低功耗平台系列发布的一个产品；具有强大的ARM Cortex-M3 32位处理器，其RF内核采用ARM Cortex-M0 16位处理器，有一个独立的超低功耗传感器控制器Sensor Controller，2KB超低泄露代码和数据；支持无线M总线以及所选 IEEE 802.15.4g  PHY ；时钟速率最高可达48MHz； 2 引脚 cJTAG 和 JTAG 调试；支持无线 (OTA) 升级，片上内部 DC-DC 转换器，无缝集成 SimpleLink™CC1190 范围扩展器；所有引出的数字外设引脚均可连接任意 GPIO。功能：建立传感器网络，与STM32F407进行串口通信协议，透传上下行数据。双排自锁按键开关，模块电源可以单独控制；预留的UART0 DB9公插头，CC1310没有在此处引出串口接口；3个用户按键，4个用户LED指示灯，1个Φ12有源蜂鸣器；可外扩天线；CC1310不可外扩天线；

EXP-WirelessMCU+E-CC-RF：EXP-WirelessMCU：支持最大主频为168 MHz的ARM Cortex-M4内核，1024KByte FLASH，192+4KByte SRAM，LQFP-144封装。外设资源包括6个USART、12个16位的定时器、2个32位定时器、2个DMA控制器（16通道）、3个SPI、2个全双工I2S、3个I2C、2个CAN、3个12位ADC、2个12位DAC、SDIO、1个FSMC接口、2个USB(支持HOST/SLAVE)、1个摄像头接口、1个硬件随机数生成器以及1个10/100M以太网控制器等。

E-CC-RF核心板参数：TI公司原装进口的CC2530芯片,芯片内部集成了8051单片机及无线收发器。该模块功能：建立网络，与STM32F407进行串口通信协议，透传上下行数据；

双排自锁按键开关，模块电源可以单独控制；预留UART0 DB9公插头，3个用户按键，4个用户LED指示灯，1个Φ12有源蜂鸣器；可外扩天线。

 

 

可开设的实验项目

基于AI CPU系统深度学习算法实验
实验01 构造线性回归模型	实验02 逻辑回归框架	实验03 迭代完成逻辑回归模块	实验04 神经网络模型架构
实验05 训练神经网络	实验06 卷积神经网络模型架构	实验07 RNN网络模型	实验08 循环神经网络LSTM
实验09 双向循环神经网络	实验10 动态循环神经网络	实验11 对抗生成网络	实验12 目标识别
实验13 自编码器

 

基于AI CPU系统应用实验
实验01 GoogleNet物体识别	实验02 FaceNet120人脸检测	实验03 神经网络Lenet模型	实验04 手语识别
实验05 色块跟踪	实验06 视觉建图	实验07 文字转语音实验	实验07 语音转文字实验

 

基于keil c51（89S51）系统资源实验
实验一    IO开关量输入实验	实验二    IO输出驱动继电器（或光电隔离器）实验	实验三    IO输入/输出------半导体温度传感器DS18B20实验	实验四    外部外部中断----脉冲计数实验
实验五    计数器实验	实验六    秒时钟发生器实验	实验七    PC机串口通讯实验	实验八    RS485通讯实验
实验九    RAM存储器读写实验	实验十     PWM发生器（模拟）实验	实验十一   蜂鸣器实验	实验十二   WDG（内部）实验
实验十三   SPI（模拟）实验-----TLC2543  AD转换实验	实验十四   SPI（模拟）实验-----TLV5616  DA转换实验	实验十五   CH451数码管显示与键盘实验	实验十六   步进电机正反转实验
实验十七  点阵显示汉字实验

 

基于Cortex-M3系统资源实验
实验一   Cortex-M3的GPIO实验	实验二   Cortex-M3的中断实验	实验三   Cortex-M3的定时/计数器实验	实验四   Cortex-M3的串口实验
实验五   存储器实验	实验六   PWM发生器实验	实验七   WDT看门狗实验	实验八   SPI总线实验
实验九   综合实验	实验十   步进电机实验	实验十一   16*16 LED点阵显示汉字实验	实验十二   基于CAN总线通信实验
实验十三   基于USB设备的DEVICE实验	实验十四   基于USB设备的HOST实验	实验十五   基于以太网的Web服务器实验

 

基于STM32系统资源实验
第一章   基础实验
实验一   GPIO实验	实验二   外部中断实验	实验三   定时器实验	实验四   RTC实验
实验五   串口实验	实验六   存储器实验	实验七   PWM发生器实验	实验八   WDT看门狗实验
实验九   内部ADC转换实验	实验十   内部DAC转换实验	实验十一   SPI总线实验	实验十二   CH451实验
实验十三   步进电机实验	实验十四   16*16 LED点阵显示汉字实验	实验十五   基于USB设备的DEVICE实验	实验十六   基于USB设备的HOST实验
实验十七   TCP服务器实验	实验十八   TCP客户端T实验	实验十九   UDP服务器实验	实验二十   UDP客户端实验
实验二十一  HTTP_SERVE实验
第二章   UCOS-II实验
实验一   多任务实验	实验二   信号量实验	实验三   邮箱实验	实验四   消息队列实验
实验五   事件标志组实验
第三章   传感器实验
实验一   继电器实验	实验二   温湿度采集实验	实验三   光照度采集实验	实验四   红外报警实验
实验五   红外测温实验	实验六   气压计采集实验	实验七   六轴传感器实验	实验八   125K RFID实验
实验九   二氧化碳采集实验	实验十  13.56M RFID实验	实验十一   霍尔传感器实验	实验十二   振动传感器实验
实验十三   超声波测距实验	实验十四   直流电机实验	实验十五   步进电机实验	实验十六   煤气报警实验
实验十七   电池节电实验	实验十八   RGB传感器实验	实验十九   全彩LED控制实验	实验二十   PM2.5采集实验
实验二十一   GSM实验	实验二十二   GPS实验	实验二十三   蓝牙从机实验	实验二十四   WIFI AP实验

 

基于MSP430实验项目
实验一   IO开关量输入实验	实验二   IO输出驱动继电器（或光电隔离器）实验	实验三   IO输入/输出---半导体温度传感器DS18B20实验	实验四   外部中断----脉冲计数实验
实验五   基本定时器BT实验	实验六   定时器TA实验	实验七   定时器TB实验	实验八   看门狗定时器WDT实验
实验九   RAM存储器读写实验	实验十   用定时器TA产生PWM方波驱动蜂鸣器实验	实验十一   SPI（模拟）实验-----TLC2543  AD转换实验	实验十二   430内部AD转换实验
实验十三   SPI（模拟）实验-----TLV5616  DA转换实验	实验十四   SPI（硬件）实验-----TLV5616  DA转换实验	实验十五   内部DA转换实验	实验十六   电机转速实验
实验十七   步进电机正反转实验	实验十八   16X16LED点阵显示汉字实验

 

基于C8051F021系统资源实验
实验一    IO开关量输入实验	实验二    IO输出驱动继电器（或光电隔离器）实验	实验三    IO输入/输出----半导体温度传感器DS18B20实验	实验四    外部外部中断----脉冲计数实验
实验五    计数器实验	实验六    秒时钟发生器实验	实验七    PC机串口通讯实验	实验八    RS485通讯实验
实验九    1RAM存储器读写实验	实验十     PWM发生器（模拟）实验	实验十一   PWM发生器（内部）实验	实验十二   WDG（内部）实验
实验十三   SPI（模拟）实验----TLC2543  AD转换实验	实验十四   SPI（模拟）实验----TLV5616  DA转换实验	实验十五   I2C（模拟）实验----AT24C01读写实验	实验十六   步进电机正反转实验
实验十七  点阵显示汉字实验

 

基于Altera CPLD/FPGA/SOPC系统设计实验
第一章 数字可编程设计实验
实验一    组合逻辑3-8译码器的设计	实验二   半加器	实验三   全加器	实验四   全减器
实验五   4位向量加法/减法器	实验六   向量乘法器	实验七   数据比较器	实验八   多路数据选择器
实验九   编码器	实验十   译码器	实验十一   二进制码转换成BCD码	实验十二   BCD码转换成二进制码
实验十三   BCD码转换成格雷码	实验十四   组合逻辑电路的设计	实验十五   简单状态机	实验十六   串入/并出移位寄存器
实验十七   并入/串出移位寄存器	实验十八   多功能寄存器	实验十九   单脉冲发生器	实验二十   节拍脉冲发生器
实验二十一   奇偶检验	实验二十二   计数器	实验二十三   7段数码管显示	实验二十四   步进电机控制实验
实验二十五   蜂鸣器演奏实验	实验二十六   继电器光耦控制实验	实验二十七   数字温度传感器实验	实验二十八   秒表设计实验
第二章 基于NIOS的软核设计实验
实验一   16x16点阵实验	实验二   TLC2543 AD转换实验	实验三   TLV5616 DA转换实验	实验四   UART与PC机通信实验
实验五   直流电机调速实验	实验六   步进电机控制实验	实验七   RS485通讯实验	实验八   基于SOPC的uC/OS-II操作系统应用实验

 

无线通信系统设计实验
第一章 基础实验
实验一   GPIO实验	实验二   中断实验	实验三   定时器实验	实验四   串口实验
实验五   存储器实验	实验六   PWM发生器实验	实验七   WDT看门狗实验	实验八   SPI总线实验
实验九   步进电机实验	实验十   直流电机测速实验	实验十一   16*16 LED点阵显示汉字实验	实验十二   CH451数码管显示与键盘实验
实验十三   24个传感器基本实验
第二章   协议栈实验
实验一   继电器实验	实验二   温湿度采集实验	实验三   光照度采集实验	实验四   红外报警实验
实验五   红外测温实验	实验六   气压计采集实验	实验七   六轴传感器实验	实验八   125K RFID实验
实验九   二氧化碳采集实验	实验十  13.56M RFID实验	实验十一   霍尔传感器实验	实验十二   振动传感器实验
实验十三   超声波测距实验	实验十四   直流电机实验	实验十五   步进电机实验	实验十六   煤气报警实验
实验十七   电池节电实验	实验十八   RGB传感器实验	实验十九   全彩LED控制实验	实验二十   PM2.5采集实验
实验二十一   GSM实验	实验二十二   GPS实验	实验二十三   蓝牙从机实验	实验二十四   WIFI AP实验

 

 

 

产品参考图片