FPGA实验箱 电子信息实验室建设

5.1、平台简介 EDA/SOPC系统综合开发平台是一款基于Altera公司的CycloneIII/IV/V 系列 FPGA的高端实验开发平台。独有的GUI人机操作界面、采用系统底板+核心板+扩展板的灵活设计，并配备有多种扩展模块供用户自行选择配置。 开发平台采用系统底板+核心板+扩展板的设计方法，通过选择不同的核心板和扩展板构成不同功能的开发平台。能限度的满足用户的性能需求。模块化的设计能使用户对系统设计有清晰的认识。 5.2、平台特点 5.2.1、性和可靠性 这款SOPC/EDA实验系统的设计，在设计上采用ALTERA公司的Cyclone系FPGA芯片，BGA封装，该款实验系统即可完成目前的EDA的基础教学，同时随着EDA学习的不断深入，也可以开出今后课程SOPC的实验，可与当今技术的发展同步，掌握EDA技术和当今的片上可编程系统研发技术，掌握目前电子设计方面的技术。 5.2.2、二次开发和实用性 在系统二次开发方面，由于本系统的双层独立结构和FPGA本身可多次编程和固化的特性，就已经使本系统具有了完全的开放性，无论是学生还是老师，在系统学习这项技术后都可能通过所学知识来完成SOPC技术的的二次开发，设计属于自己的CPU内核和片上系统，完成不同的功能设计。 5.2.3、GUI软件操作界面： 采用GUI人机操作界面，开机可显示温度、时间和设备信息等。整合开发平台上的硬件资源，点击子菜单中相关实验，液晶屏可与开发平台同步运行，提高学生动手兴趣和积极性，通过对设备各模块的检测和实验的演示，方便老师培训和设备检修。 5.2.4、模块化的灵活设计： 开发平台采用系统底板+核心板+扩展板的设计方法，通过选择不同的核心板和扩展板构成不同功能的开发平台。能限度的满足用户的性能需求。模块化的设计能使用户对系统设计有清晰的认识。 5.3、硬件构成 ?HR-FPGA-4C10 FPGA核心板 ?核心板采用6层高精度PCB设计，系统运行更加稳定、可靠。 ?主芯片采用Altera公司的CycloneIV系列级FPGA EP4CE10F17C8N，门电路高达100万门。 ?FPGA配置芯片采用EPCS16，容量高达16M BIT，擦写次数高达上万次。 ?提供JTAG编程模式。 ?核心板与系统板连接后，板载USB-Blaster电缆；只需要一根USB线就可以对核心板进行程序下载。 ?一路50M高速、稳定的时钟源。 ?一路系统复位电路。 ?系统电源管理模块能够提供+5V、+3.3V、+2.5V、1.2V等多种不同电压的电源输出供系统使用。 ?一路16M*16BIT SDRAM。 ?系统提供四位带LED灯的复位按键。 ?核心板提供与核心板其它资源不复用的130个以上的IO供用户二次开发使用。 ?EDA/SOPC系统板 ?标配854*480 24位 TFT彩色串行LCD显示。用户可更换不同规格的显示屏。 ?与屏配套标配电容触摸屏。 ?1个模拟信号发生器模块，可提供频率、幅度均可调的正弦波、三角波、方波等信号波形。 ?1个数字时钟输出模块，可提供24M至1HZ的数字脉冲信号。 ?1个8位高速并行ADC接口模块，速度高达40 Msps。 ?1个8位高速并行DAC接口模块速度高达33 Msps。 ?1个串行A/D转换接口。 ?1个串行D/A转换接口。 ?1个VGA接口模块。 ?1个UART串行通迅模块。 ?1个USB转串口设备接口。 ?1个Ethernet10M/100M高速接口模块。 ?SD卡接口模块 ?2个PS2接口模块，可以接键盘或鼠标。 ?1个I2C接口的E2PROM，型号为AT24C08N。 ?1个音频CODEC模块（喇叭、蜂鸣器可选择，音量可调节）。 ?1个RTC实时时钟芯片，具有时钟掉电保护、电池在线式充电功能。 ?12个拨动开关和12个按键开关输入。 ?12个发光LED显示。 ?1个八位七段码管显示模块。 ?2位静态数码管显示模块。 ?16x16矩阵led点阵显示模块。 ?4X4矩阵键输入模块 ?1个电压控制的直流电机和1个四相的步进电机模块。 ?1个数字温度传感和1个霍尔传感器模块。 ?HH—EXT高速接口模块。 ?多路电源输出（均带过流、过压保护）。 5.4、配套课程实验 EDA实验与电子设计竞赛实验内容： ?简单的QUARTUSII实例设计 ?格雷码编码器的设计 ?含异步清零和使能的加法计数器 ?八位七段数码管显示电路的设计 ?数控分频器的设计 ?图形和语言混合输入电路设计 ?步长可变的加减计数器的设计 ?四位并行乘法器的设计 ?设计四位全加器 ?可控脉冲发生器的设计 ?基本触发器的设计 ?矩阵键盘显示电路的设计 ?16*16点阵显示实验 ?直流电机的测速实验 ?步进电机驱动控制 ?交通灯实验 ?DDS信号发生器的设计 ?电子音乐设计实验 ?PLL锁相环IP设计实验 ?PS2接口键盘显示实验 ?VGA彩条信号发生器的设计 ?七人表决器设计实验 ?四人抢答器设计实验 ?正负脉宽调制信号发生器设计 ?数字频率计的设计 ?多功能数字钟的设计 ?数字秒表的设计 ?出租车计费器的设计 ?数码锁的设计 ?PS2鼠标编码设计 ?SPI串行AD/DA转换器的设计 ?序列检测器的设计 ?1206液晶显示实验