| ● 课程目标 |
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| 通过本课程的系统学习,可以使学员由浅入深的掌握FPGA设计的方方面面,能够独立胜任FPGA系统硬件设计,逻辑设计,ARM、FPGA组合系统设计,Candenc高速PCB设计等方面的工作。课程目标包括:
1. 掌握ARM处理器开发方法; 2. 精通电路设计EDA软件的操作与使用; 3. 掌握FPGA核心电路以及外围接口电路设计方法; 4. 掌握Cadnce PCB高速制板方法; 5. 掌握FPGA硬件电路的调试方法和技巧; 6. 精通硬件描述语言Verilog HDL的设计和仿真; 7. 精通基于FPGA的数据采集系统设计方法; 8. 精通基于FPGA的信号处理系统设计方法; 9. 掌握基于FPGA的SoPC系统设计方法; 10. 掌握FPGA与其他处理器,如ARM、DSP等互联系统的设计开发; 11. 掌握PCI接口开发; 12. 掌握FPGA实际项目案例开发流程。 |
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| 序号 | 课程名称 | 课程内容 | 掌握要求 |
| 1 | 复杂数字电路设计 | 触发器时序逻辑电路、模数、数模转换电路设计、存储器设计、可编程逻辑器件 | 精通 |
| 2 | ARM处理器开发 | ARM体系结构、ARM汇编及C语言开发、ARM接口技术 | 掌握 |
| 3 | FPGA入门介绍 | FPGA入门介绍、Quartus II 环境安装、工程流程 | 掌握 |
| 序号 | 课程名称 | 课程内容 | 掌握要求 |
| 4 | FPGA开发环境 (QuartusII) |
讲解QuartusII软件开发系统的功能和安装方法,详细介绍QuartusII下的基本操作、管理配置和编辑器。 通过实验,掌握QuartusII软件环境中代码输入、编译、仿真、下载和调试的方法和技巧。 | 精通 |
| 5 | 硬件描述语言入门 (Verilog HDL) |
硬件描述语言(HDL)是FPGA设计中最重要的基础。本课程将从零开始,通过大量编程实例重点讲解Verilog HDL语言的基本语法,常用语句和典型结构等知识。 | 精通 |
| 6 | FPGA硬件电路设计基础 | 了解FPGA系统的硬件电路设计,通过对典型系统的拆解分析,掌握FPGA硬件最小系统设计的关键知识点。 | 精通 |
| 7 | Candence PCB制板 | Candence高速PCB电路的设计方法。要求学员能够独立完成原理图及多层高速电路板的绘制。 | 掌握 |
| 8 | Verilog HDL语言高级编程技术 | HDL语言编程FPGA系统开发中最重要的一部分,也是就业面最广的方向。本课程的主要目标是精通FPGA/IC的逻辑程序设计,精通Verilog HDL开发环境,强化学员对Verilog HDL的理解和编码调试的能力。 | 掌握 |
| 9 | SOPC系统设计 | 讲解基于FPGA的SOPC系统组成原理和典型方案、Altera公司的NIOS II 解决方案 、基于NIOS II的硬件系统设计流程、基于NIOS II的软件系统设计流程、基于NIOS II的软件系统调试方法。 | 掌握 |
| 10 | FPGA设计规则、技巧、仿真验证的方法 | 面积和速度的平衡互换原则,硬件可实现原则和同步设计原则。乒乓操作,串并转换操作和流水线操作等技巧。仿真测试文件(Testbench)的设计方法、ModelSim软件的使用技巧基于模型的系统仿真平台构建方法。 | 掌握 |
| 11 | FPGA复杂IP核操作 | 由浅入深的讲解IP核设计方法,包括: SEG7 IP设计、VGA IP核设计、FIFO设计。以及利用MegaWizard 对QuartusII 自带的IP核的调用,如Rom、PLL、FIFO等IP核的调用 。 | 掌握 |
| 12 | 基于FPGA的DSP算法实现 | 利用DSP builder在matlab/simulink上实现DSP算法的系统级仿真、RTL级仿真和设计。 | 了解 |
| 13 | FPGA应用实例 | FPGA系统实例1:FPGA三维立体成像 FPGA系统实例2:数字变焦处理系统 FPGA系统实例3:带管理的快速路由器 |
了解 |
| 序号 | 课程名称 | 课程内容 | 掌握要求 |
| 14 | FPGA与其他处理器协同系统的设计 | DSP和ARM是目前另外两个最主流的嵌入式硬件平台,嵌入式学院利用自身在这两种硬件系统方面的教学优势,使学员了解这两种硬件系统应用开发和系统开发的特点,并对比FPGA操作系统,让学员了解目前主流嵌入式硬件平台的异同点,增进对嵌入式硬件系统开发的理解,拓展学员知识面,增加就业渠道。 | 了解 | 15 | FPGA项目实践 | 本课程将通过一个真实完整的项目案例,让学员了解真实项目的开发流程,让学员知道如何将所学知识应用到项目开发中。本课程将模拟真实项目的管理过程,培养学员项目团队协同开发能力,项目文档编写能力和新知识的学习能力,为下一步就业做好知识上和心理上的充分准备。目前学员在嵌入式学院可完成的真实项目包括:高速PCI数据采集卡、高清视频信号测试仪、视频图像处理芯片选型 ,学员可在嵌入式学院学习期间独立完成其中一个项目,其他项目可在结业后完成。 | 掌握 |