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【CS创世SDNAND】SDNAND芯片的测评与使用（基于卷积神经网络的数字识别）

2024-07-24 17:33阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/3981579980

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前言：
简介：
对照：
测试：
使用：
照片存储：
基于卷积神经网络的数字识别：
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前言：
感谢深圳雷龙公司寄送的样品，其中包括两张2代的4gbit和32gbit的SD NAND FLASH芯片以及一份测试板卡。
【CS创世SDNAND】SDNAND芯片的测评与使用（基于卷积神经网络的数字识别）
简介：
根据官方文档的描述，这款芯片采用LGA-8封装，具有标准SDIO接口，并同时兼容SPI和SD接口。因此，可以直接移植标准驱动代码，支持使用SD NAND FLASH的SOC也可以用于TF卡启动。
以下是该芯片的主要参数（以CSNP32G
CR01-BOW手册为准）：
接口：符合标准SD Specification Version 2.0规范，包括1-I/O和4-I/O两种模式。
默认模式：在默认模式下，时钟频率可变范围为0-25 MHz，接口速度高达12.5 MB/sec（使用4条并行数据线路）。
高速模式：在高速模式下，时钟频率可变范围为0-50 MHz，接口速度高达25 MB/sec（使用4条并行数据线路）。
对照：
下面是SD NAND芯片和传统TF卡的一些对比：
【CS创世SDNAND】SDNAND芯片的测评与使用（基于卷积神经网络的数字识别）
目前，一些树莓派和一些国产的微处理器经常通过SD卡进行系统的移植，但一些设计不合理的卡槽经常不能保护SD卡，反而会损坏折断。相比之下，SD NAND可以通过贴片直接嵌入嵌入式设备中，更适合嵌入式环境的开发。同时，裸露的SD卡槽和松动的SD卡时常会影响系统的稳定性，因此一个可以反复擦拭的稳定存储芯片显得十分重要。
通过将测试板和芯片进行简单的焊接，我们可以像使用SD卡一样对SD NAND FLASH进行测试。
测试：
首先，我们使用CrystalDiskMark 8.0.4c对这款储存器进行了测试：
本次测试的是512MB的容量的产品，容量是真实的。我们可以看出，在包括顺序读取、顺序写入、随机读取和随机写入的四个测试方式下，SD NAND取得了不错的测试结果，接近官方数据，可以成功进行高速存储。
【CS创世SDNAND】SDNAND芯片的测评与使用（基于卷积神经网络的数字识别）
使用：
此外，我们还利用k210与SD NAND进行了照片的存储和基于卷积神经网络的数字识别。
1.照片存储：
通过向SD NAND内烧录micropython代码，实现了k210对照片的拍摄和存储。存储速度非常快。
import sensor, lcd
from Maix import GPIO
from fpioa_manager import fm
from board import board_info
import os, sys
import time
import image
#### image size ####
set_windowing = (224, 224)
#### sensor config ####
sensor.reset(freq=22000000, dual_buff=False)
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
sensor.set_framesize(sensor.QVGA) # 320x240
try:
sensor.set_jb_quality(95) # for IDE display quality
except Exception:
pass # no IDE support
if set_windowing:
sensor.set_windowing(set_windowing)
# sensor.set_auto_gain(False)
# sensor.set_auto_whitebal(False, rgb_gain_db=(0x52,0x40,0x4d))
# sensor.set_saturation(0)
# sensor.set_brightness(4)
# sensor.set_contrast(0)
# sensor.set_hmirror(True) # image horizonal mirror
# sensor.set_vflip(True) # image vertical flip
# sensor.set_auto_whitebal(False)
sensor.skip_frames()
#### lcd config ####
lcd.init(type=1, freq=15000000)
lcd.rotation(2)
#### boot key ####
boot_pin = 16 # board_info.BOOT_KEY
fm.register(boot_pin, fm.fpioa.GPIOHS0)
key = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.PULL_UP)
######################################################
#### main ####
def capture_main(key):
def draw_string(img, x, y, text, color, scale, bg=None , full_w = False):
if bg:
if full_w:
full_w = img.width()
else:
full_w = len(text)*8*scale+4
img.draw_rectangle(x-2,y-2, full_w, 16*scale, fill=True, color=bg)
img = img.draw_string(x, y, text, color=color,scale=scale)
return img
def del_all_images():
os.chdir('/sd')
images_dir = 'cap_images'
if images_dir in os.listdir():
os.chdir(images_dir)
types = os.listdir()
for t in types:
os.chdir(t)
files = os.listdir()
for f in files:
os.remove(f)
os.chdir('..')
os.rmdir(t)
os.chdir('..')
os.rmdir(images_dir)
# del_all_images()
os.chdir('/sd')
dirs = os.listdir()
images_dir = 'cap_images'
last_dir = 0
for d in dirs:
if d.startswith(images_dir):
if len(d) > 11:
n = int(d[11:])
if n > last_dir:
last_dir = n
images_dir = '{}_{}'.format(images_dir, last_dir+1)
print('save to ', images_dir)
if images_dir in os.listdir():
img = image.Image()
img = draw_string(img, 2, 200, 'please del cap_images dir', color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED)
lcd.display(img)
sys.exit(1)
os.mkdir(images_dir)
last_cap_time = 0
last_btn_status = 1
save_dir = 0
save_count = 0
os.mkdir('{}/{}'.format(images_dir, save_dir))
while(True):
img0 = sensor.snapshot()
if set_windowing:
img = image.Image()
img = img.draw_image(img0, (img.width() - set_windowing[0])//2, img.height() - set_windowing[1])
else:
img = img0.copy()
# img = img.resize(320, 240)
if key.value() == 0:
time.sleep_ms(30)
if key.value() == 0 and (last_btn_status == 1) and (time.ticks_ms() - last_cap_time > 500):
last_btn_status = 0
last_cap_time = time.ticks_ms()
else:
if time.ticks_ms() - last_cap_time > 5000:
img = draw_string(img, 2, 200, 'release to change type', color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED)
else:
img = draw_string(img, 2, 200, 'release to capture', color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED)
if time.ticks_ms() - last_cap_time > 2000:
img = draw_string(img, 2, 160, 'keep push to change type', color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED)
else:
time.sleep_ms(30)
if key.value() == 1 and (last_btn_status == 0):
if time.ticks_ms() - last_cap_time > 5000:
img = draw_string(img, 2, 200, 'change object type', color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED)
lcd.display(img)
time.sleep_ms(1000)
save_dir += 1
save_count = 0
dir_name = '{}/{}'.format(images_dir, save_dir)
os.mkdir(dir_name)
else:
draw_string(img, 2, 200, 'capture image {}'.format(save_count), color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED)
lcd.display(img)
f_name = '{}/{}/{}.jpg'.format(images_dir, save_dir, save_count)
img0.save(f_name, quality=95)
save_count += 1
last_btn_status = 1
img = draw_string(img, 2, 0, 'will save to {}/{}/{}.jpg'.format(images_dir, save_dir, save_count), color=lcd.WHITE,scale=1, bg=lcd.RED, full_w=True)
lcd.display(img)
del img
del img0
def main():
try:
capture_main(key)
except Exception as e:
print('error:', e)
import uio
s = uio.StringIO()
sys.print_exception(e, s)
s = s.getvalue()
img = image.Image()
img.draw_string(0, 0, s)
lcd.display(img)
main()
【CS创世SDNAND】SDNAND芯片的测评与使用（基于卷积神经网络的数字识别）
2.基于卷积神经网络的数字识别：
我们向SD NAND内烧录了功能代码、模型参数和模型结构。SD NAND可以很好地存储以上内容，并通过k210正确加载模型。在使用过程中，SD NAND表现出了出色的稳定性，没有出现崩溃或弹出的情况。
【CS创世SDNAND】SDNAND芯片的测评与使用（基于卷积神经网络的数字识别）
# generated by maixhub, tested on maixpy3 v0.4.8
# copy files to TF card and plug into board and power on
import sensor, image, lcd, time
import KPU as kpu
import gc, sys
input_size = (224, 224)
labels = ['1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8']
anchors = [0.45, 1.55, 1.46, 2.54, 1.22, 1.55, 1.58, 2.59, 1.47, 2.78]
def lcd_show_except(e):
import uio
err_str = uio.StringIO()
sys.print_exception(e, err_str)
err_str = err_str.getvalue()
img = image.Image(size=input_size)
img.draw_string(0, 10, err_str, scale=1, color=(0xff,0x00,0x00))
lcd.display(img)
def main(anchors, labels = None, model_addr='/sd/m.kmodel', sensor_window=input_size, lcd_rotation=0, sensor_hmirror=False, sensor_vflip=False):
sensor.reset()
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
sensor.set_framesize(sensor.QVGA)
sensor.set_windowing(sensor_window)
sensor.set_vflip(1)
sensor.run(1)
lcd.init(type=1)
lcd.rotation(lcd_rotation)
lcd.clear(lcd.WHITE)
if not labels:
with open('labels.txt','r') as f:
exec(f.read())
if not labels:
print('no labels.txt')
img = image.Image(size=(320, 240))
img.draw_string(90, 110, 'no labels.txt', color=(255, 0, 0), scale=2)
lcd.display(img)
return 1
try:
img = image.Image('startup.jpg')
lcd.display(img)
except Exception:
img = image.Image(size=(320, 240))
img.draw_string(90, 110, 'loading model...', color=(255, 255, 255), scale=2)
lcd.display(img)
try:
task = None
task = kpu.load(model_addr)
kpu.init_yolo2(task, 0.5, 0.3, 5, anchors) # threshold:[0,1], nms_value: [0, 1]
while(True):
img = sensor.snapshot()
t = time.ticks_ms()
objects = kpu.run_yolo2(task, img)
t = time.ticks_ms() - t
if objects:
for obj in objects:
pos = obj.rect()
img.draw_rectangle(pos)
img.draw_string(pos[0], pos[1], '%s : %.2f' %(labels[obj.classid()], obj.value()), scale=2, color=(255, 0, 0))
img.draw_string(0, 200, 't:%dms' %(t), scale=2, color=(255, 0, 0))
lcd.display(img)
except Exception as e:
raise e
finally:
if not task is None:
kpu.deinit(task)
if __name__ == '__main__':
try:
# main(anchors = anchors, labels=labels, model_addr=0x300000, lcd_rotation=0)
main(anchors = anchors, labels=labels, model_addr='/sd/model-54796.kmodel')
except Exception as e:
sys.print_exception(e)
lcd_show_except(e)
finally:
gc.collect()

通过以上两个实验，SD NAND代替传统的SD/TF卡进行数据存储表现出了极大的优势和稳定性。

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