2026年,全国大学生集成电路创新创业大赛的‘FPGA应用赛道’,选题‘基于FPGA的轻量级语音唤醒关键词识别系统’,在实现MFCC特征提取和神经网络推断时,如何利用FPGA的并行流水线在低功耗下满足实时性要求?
我们团队准备参加2026年的集创赛FPGA应用赛道,想做一个低功耗的语音唤醒系统。核心是用FPGA实现MFCC特征提取和一个小型的神经网络(比如CNN或RNN)进行关键词识别。现在遇到几个难题:1. MFCC的预加重、分帧、FFT、梅尔滤波、DCT这些步骤,如何设计高效的流水线,避免中间数据反复存取DDR?2. 神经网络模型肯定要量化(比如int8),在FPGA上实现卷积或全连接层时,如何通过并行计算单元和权重复用最大化吞吐量?3. 整个系统要追求低功耗,除了用低功耗器件,在架构设计上(比如时钟门控、动态部分重配置)有哪些可以优化的点?希望有参赛经验的学长学姐能给些具体的设计思路。