中科信軟FPGA應(yīng)用設(shè)計(jì)初級(jí)培訓(xùn)

課程背景

FPGA的初學(xué)者設(shè)計(jì)了這個(gè)課程，著重介紹FPGA技術(shù)基礎(chǔ)、Verilog語言及基于嵌入式軟核處理器的SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

 

課程目標(biāo)

     1.熟悉FPGA典型器件型號(hào)及結(jié)構(gòu)
    2.熟練FPGA設(shè)計(jì)流程及開發(fā)方法
    3.掌握Verilog語言設(shè)計(jì)方法
    4.掌握狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)方法
    5.掌握FPGA的仿真及調(diào)試方法
    6.熟練SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
    7.掌握NIOS II/Microblaze硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
    8.掌握NIOS II/Microblaze軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
    9.掌握自定義組件的硬件設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、及軟件設(shè)計(jì)方法
    10.掌握嵌入式軟核系統(tǒng)的調(diào)試方法
    11.掌握FPGA常用接口的設(shè)計(jì)方法
    12.掌握相關(guān)開發(fā)工具的使用方法

 

課程內(nèi)容

 

1. FPGA典型應(yīng)用及解決方案
   本節(jié)將介紹FPGA在不同領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，幫助學(xué)員了解FPGA的應(yīng)用場(chǎng)合及常見的解決方案。

2. FPGA典型器件型號(hào)及結(jié)構(gòu)
   本節(jié)將介紹主流FPGA廠商的傳統(tǒng)、主流及**型號(hào)的器件特點(diǎn)，幫助學(xué)員掌握幾種**常見的FPGA器件的結(jié)構(gòu)，

了解**的FPGA器件型號(hào)特點(diǎn)，掌握FPGA器件選型的原則和方法。

3. FPGA設(shè)計(jì)流程及開發(fā)方法
   本節(jié)圍繞FPGA的設(shè)計(jì)流程，介紹主流FPGA廠商的開發(fā)工具鏈，重點(diǎn)講授關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的工具特點(diǎn)，使學(xué)員掌握

FPGA設(shè)計(jì)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)及對(duì)應(yīng)的開發(fā)方法。

 

4. FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
   本節(jié)簡(jiǎn)要介紹課程使用的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)：紅色颶風(fēng)系列開發(fā)板，對(duì)其資源配置、設(shè)計(jì)理念、使用方法等進(jìn)行介

紹，使學(xué)員具備在此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)的基礎(chǔ)。

 

5. 解剖一個(gè)典型的FPGA工程
   本節(jié)以一個(gè)典型的FPGA工程為基礎(chǔ)，手把手為學(xué)員講授FPGA工程中的關(guān)鍵要素，要素的設(shè)計(jì)方法及作用。幫助

學(xué)員迅速掌握FPGA開發(fā)的主要環(huán)節(jié)。

 

6. 實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
   本節(jié)由學(xué)員動(dòng)手，在FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成**個(gè)FPGA工程設(shè)計(jì)。學(xué)員根據(jù)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)一步一步的完成一個(gè)功能直

觀步驟完整的FPGA設(shè)計(jì)，總結(jié)在FPGA設(shè)計(jì)過程中常見的錯(cuò)誤和問題。

7. FPGA設(shè)計(jì)輸入方法
   本節(jié)針對(duì)FPGA開發(fā)過程中的主要工作——設(shè)計(jì)輸入——進(jìn)行詳細(xì)分析，幫助學(xué)員掌握常見設(shè)計(jì)輸入方法，仿真

激勵(lì)文件設(shè)計(jì)方法，理解硬件描述語言的可綜合設(shè)計(jì)風(fēng)格。

8. FPGA常用資源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及調(diào)用方法
   本節(jié)將學(xué)習(xí)FPGA器件的工藝結(jié)構(gòu)，詳細(xì)介紹FPGA的各種邏輯資源特點(diǎn)及調(diào)用方法，幫助學(xué)員深刻理解FPGA的各

種內(nèi)部資源，為系統(tǒng)的進(jìn)行FPGA開發(fā)打下基礎(chǔ)。

9. 有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
   本節(jié)講授數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中**常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法——有限狀態(tài)機(jī)，通過學(xué)習(xí)學(xué)員將掌握狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)中的狀態(tài)劃

分原則及硬件描述語言實(shí)現(xiàn)方法。

10. FPGA設(shè)計(jì)原則及常用設(shè)計(jì)技巧
   本節(jié)介紹FPGA設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則和常用設(shè)計(jì)技巧，通過學(xué)習(xí)學(xué)員可從更高的層次上理解數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

 

11. 設(shè)計(jì)輸入與驗(yàn)證實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
   本節(jié)讓學(xué)員動(dòng)手去完成既定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在實(shí)踐中掌握硬件描述語言的編寫方法及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模塊化設(shè)計(jì)方法

 

12. 實(shí)時(shí)硬件調(diào)試實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

本節(jié)通過實(shí)驗(yàn)演示及學(xué)員動(dòng)手相結(jié)合，是學(xué)員掌握FPGA實(shí)時(shí)調(diào)試工具——虛擬邏輯分析儀——的使用方法，提

高FPGA調(diào)試測(cè)試的技能。

13. SOPC系統(tǒng)基礎(chǔ)及典型解決方案
   本節(jié)講授SOPC系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)及SOPC的構(gòu)成要素，介紹當(dāng)前典型的幾種SOPC解決方案及優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)員對(duì)SOPC

有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。

14. Altera NIOS II解決方案
   本節(jié)基于Altera NIOS II軟核處理器，通過一個(gè)典型的工業(yè)數(shù)據(jù)采集SOPC系統(tǒng)工程，詳細(xì)介紹NIOS II SOPC解

決方案的構(gòu)成要素。通過學(xué)習(xí)，學(xué)員將從整體上理解NIOS II SOPC解決方案的架構(gòu)和重要的構(gòu)成要素，學(xué)會(huì)使用原

理圖和硬件描述語言的方式調(diào)用SOPC工程模塊。
 

 

15. NIOS II解決方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
   本節(jié)為學(xué)員講述NIOS II解決方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，通過學(xué)習(xí)學(xué)員可以從流程上清晰地理解SOPC設(shè)計(jì)的各個(gè)主要

環(huán)節(jié)。
 

 

16. SOPC Builder開發(fā)環(huán)境及使用方法
   本節(jié)基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的一個(gè)SOPC**小系統(tǒng)工程，介紹SOPC Builder工具環(huán)境的使用方法。學(xué)員可學(xué)會(huì)使用該工具

建立SOPC系統(tǒng)，掌握該工具提供的主要功能。

17. SOPC Builder實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
   本節(jié)由學(xué)員動(dòng)手設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的處理器控制系統(tǒng)，在實(shí)踐中加深對(duì)SOPC硬件設(shè)計(jì)流程及常見組件的使用

方法，熟練SOPC Builder工具的操作。

18. NIOS II解決方案的軟件架構(gòu)
   本節(jié)主要講授NIOS II解決方案的軟件架構(gòu)，主要圍繞硬件抽象層，API和用戶應(yīng)用程序三個(gè)方面進(jìn)行介紹，使

學(xué)員深入了解NIOS II解決方案的軟件設(shè)計(jì)要素。
 

 

19. NIOS II IDE開發(fā)環(huán)境及使用方法
   本節(jié)為學(xué)員介紹NIOS II IDE軟件及其工具鏈的使用方法，按照SOPC軟件設(shè)計(jì)流程對(duì)重要的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行講解，

使學(xué)員學(xué)會(huì)使用NIOS II IDE工具，了解SOPC軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試方法。

20. NIOS II IDE實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
   本節(jié)由學(xué)員動(dòng)手在前一天設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單的處理器控制系統(tǒng)上添加軟件功能，理解SOPC系統(tǒng)中軟件實(shí)現(xiàn)方法和硬件

實(shí)現(xiàn)方法的區(qū)別，掌握SOPC軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試方法，熟練NIOS II IDE工具的操作。

21. SOPC軟件工程實(shí)例分析
   本節(jié)基于典型的工業(yè)數(shù)據(jù)采集SOPC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，為學(xué)員介紹常見的SOPC外圍組件的軟件控制方法，介紹自

定義外圍組件的HAL設(shè)計(jì)及API封裝方法，使學(xué)員具備開發(fā)SOPC外圍接口的能力。
 

 

 

22. SOPC系統(tǒng)綜合訓(xùn)練
   本節(jié)提出一個(gè)SOPC系統(tǒng)需求，要求學(xué)員設(shè)計(jì)一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)的SOPC結(jié)構(gòu)，并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。通過這個(gè)綜

合訓(xùn)練，使學(xué)員融會(huì)貫通的使用SOPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、FPGA硬件設(shè)計(jì)、SOPC軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)等方法。具備從需求到實(shí)

現(xiàn)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力。

電話：010-62883247