1. 項目概述

項目說明

這個項目的目標(biāo)是創(chuàng)建一個交互式的熱擴散模擬器，它使用離散域上的熱方程，允許用戶在VGA屏幕上選擇熱源和熱匯，并在VGA屏幕上實時模擬出隨之產(chǎn)生的反應(yīng)。

本項目的硬件選擇DE1 SoC開發(fā)板（ARM A9處理器和FPGA邏輯相組合），外接一個VGA屏幕和一個鼠標(biāo)。

在最后的視頻采訪當(dāng)中，他們的導(dǎo)師連用了幾個“Awesome! Very very nice！”來評價學(xué)生的作品。接下來一起來看看他們的項目是怎么實現(xiàn)的吧！

2. 實現(xiàn)原理

整個項目的框圖如下：

在硬件方面，Verilog代碼利用FPGA上的硬件生成一個個單元格網(wǎng)格，計算每個單元格的熱強度，根據(jù)強度選擇相應(yīng)的顏色，并將顏色繪制到VGA上。

在HPS（處理器系統(tǒng)）方面，C++代碼允許用戶在VGA屏幕上注入熱量，并能夠?qū)崟r看到類似梯度的視覺效果。

該項目設(shè)置有兩種模式，有個模式帶有預(yù)設(shè)的熱源/熱匯，另一個模式?jīng)]有熱源/熱匯。

離散熱擴散方程是連續(xù)熱擴散方程數(shù)值的近似，它描述了給定區(qū)域內(nèi)熱傳導(dǎo)隨時間的變化行為。為了在FPGA上實現(xiàn)該方程，他們選擇使用離散化版本，它將域分解為離散點的網(wǎng)格，并根據(jù)這些點的相鄰值來近似這些點之間的熱傳遞。一維離散熱方程表示如下:

審核編輯：劉清