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        FPGA系統(tǒng)設(shè)計高級班主要是介紹FPGA系統(tǒng)開發(fā)中的高級技巧，深入探討如何提高FPGA設(shè)計的性能，如何優(yōu)化設(shè)計規(guī)模，進而設(shè)計出高性能低成本的產(chǎn)品。同時介紹了FPGA和DSP芯片構(gòu)成的高性能協(xié)同計算系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計技術(shù)。課程中會結(jié)合實際的工程設(shè)計代碼講解并行設(shè)計技術(shù)，流水線設(shè)計技術(shù)等實用技巧，幫助學(xué)員短時間內(nèi)理解和掌握這些高級技巧，并可以盡快應(yīng)用到工程項目中去。

        本課程主要針對具備一定基礎(chǔ)的學(xué)員，幫助學(xué)員快速提高技能，使之能夠運用高級技巧快速自主地設(shè)計復(fù)雜FPGA系統(tǒng)或者FPGA和DSP協(xié)同工作的系統(tǒng)。

        具備一年左右的FPGA系統(tǒng)或者硬件系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計經(jīng)驗的工程師，或者具有一定基礎(chǔ)的電子類專業(yè)的大學(xué)生和研究生。

        學(xué)員學(xué)習(xí)本課程應(yīng)具備下列基礎(chǔ)知識：
        ◆已經(jīng)參加過FPGA應(yīng)用設(shè)計初級班的學(xué)習(xí)，或者了解FPGA的開發(fā)設(shè)計流程；
        ◆具備一定的FPGA設(shè)計基礎(chǔ)，熟悉VHDL或者Verilog HDL語言。
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第一階段

     1.掌握FPGA系統(tǒng)設(shè)計的三個基本原則及三種常用技巧
     2. 掌握QuartusII軟件三類典型IP核
     3.ModelSim SE仿真驗證技巧，學(xué)會設(shè)計測試激勵文件-Testbench

1. 三個設(shè)計基本原則，包括面積和速度的平衡互換原則，硬件可實現(xiàn)原則和同步設(shè)計原則。
2.掌握PS2協(xié)議，掌握時鐘線和數(shù)據(jù)線是如何控制數(shù)據(jù)的讀寫的。
3. FPGA設(shè)計仿真驗證的原理和方法
4. ModelSim SE仿真驗證技巧
5. 仿真測試文件（Testbench）的設(shè)計方法
6. 異步SRAM的操作時序

1. 實戰(zhàn)訓(xùn)練一：
   訓(xùn)練課題：“  ModelSim軟件的使用”
   實驗要點：
    1.1  ModelSim軟件工程創(chuàng)建
    1.2  ModelSim軟件進行仿真
    1.3  測試文件（Testbench）的設(shè)計方法
2. 實戰(zhàn)訓(xùn)練二：
   訓(xùn)練課題：“異步SRAM存儲器讀寫操作”
   實驗要點：
    2.1  SRAM存儲器的操作時序設(shè)計
    2.2  復(fù)雜硬件開發(fā)的思想方法

    1.掌握采集ADC的數(shù)據(jù)的方法和技巧
    2.掌握從RS232接口向PC傳送采集到的數(shù)據(jù)的方法。
    3.FPGA和DSP結(jié)合使用的方法。

1. AD/DA轉(zhuǎn)換器接口設(shè)計
    1.1  選擇正確的時鐘采樣邊沿
    1.2  選擇適合的同步頭檢測方法
    1.3  選擇有效的緩存策略
2. 利用FPGA實現(xiàn)RS-232C串行接口
    2.1  RS-232C接口通訊原理和相關(guān)電氣標(biāo)準(zhǔn)
    2.2  RS-232C的通訊協(xié)議的要點
    2.3  TxD,RxD是怎樣控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)?strong>
    2.4  RS-232C接口的原理圖剖析
    2.5  軟件和硬件握手的相關(guān)概念
3. FPGA和DSP處理器聯(lián)合應(yīng)用的領(lǐng)域，視頻、圖像、人臉識別，指紋識別 　 的等領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展前景。
4. HPI接口的分析，以及FPGA如何利用HPI接口對DSP進行控制。
5. 詳細(xì)剖析DSP進行圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)（圖像編碼解碼技術(shù)，圖像處理的相關(guān)算法）
6. 案例分析：高清視頻處理系統(tǒng)之圖像閾值變換算法，及其達(dá)到的效果

1. 實戰(zhàn)訓(xùn)練三：
   訓(xùn)練課題：“RS232C接口和PC主機的雙向傳輸實驗”
   實驗要點：
    1.1  掌握RxD,TxD怎樣控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)?br>     1.2  掌握RS232C通訊原理、設(shè)計實現(xiàn)和硬件握手和軟件握手的概念
    1.3 通過RS232接口，F(xiàn)PGA向PC主機發(fā)送字符串， PC主機向FPGA發(fā)送數(shù)據(jù)，并使數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上。
2. 實戰(zhàn)訓(xùn)練四：
   訓(xùn)練課題：“AD數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計”
   實驗要點：
    2.1  AD轉(zhuǎn)換器與FPGA接口設(shè)計
    2.2  片上雙口RAM的乒乓緩存
    2.3  FPGA與PC的通信
3. 實戰(zhàn)訓(xùn)練五：
   訓(xùn)練課題：“視頻圖像采集實驗”
   實驗要點：
    3.1  掌握編碼解碼芯片的工作原理
    3.2 掌握視頻圖像處理解決方案，所要用到的接口、器件和原理
    3.3 DSP進行視頻圖像處理的流程。
4. 實戰(zhàn)訓(xùn)練六：
   訓(xùn)練課題：“視頻圖像處理的相關(guān)算法之一----圖像反色實驗”
   實驗要點：
    4.1  了解圖像反色的原理和應(yīng)用領(lǐng)域
    4.2  了解圖像反色的相關(guān)算法
5. 實戰(zhàn)訓(xùn)練七：
   訓(xùn)練課題：“視頻圖像處理的相關(guān)算法之二----圖像閾值變換實驗”
   實驗要點：
    5.1  了解圖像閾值變換的原理和應(yīng)用領(lǐng)域
    5.2  了解圖像閾值變換的相關(guān)算法

1. FPGA和SOPC的發(fā)展
2. 基于FPGA的嵌入式處理器的優(yōu)勢
3. 適合系統(tǒng)級設(shè)計的FPGA及其芯片結(jié)構(gòu)舉例

第二篇 SOPC的組成及設(shè)計思想

1. 片內(nèi)微處理器軟核和硬核
2. 片內(nèi)系統(tǒng)組成及系統(tǒng)總線
3. 片內(nèi)微處理器的幾種系統(tǒng)設(shè)計方案
4. 常用的CORE及設(shè)備驅(qū)動（包括中斷控制器、定時器等）
5. 片內(nèi)微處理器時鐘和總線時鐘的關(guān)系
6. 片內(nèi)微處理器怎么樣連接外設(shè)
7. 片內(nèi)微處理器怎么樣節(jié)省資源
8. 片內(nèi)微處理器的功耗

第三篇 SOPC開發(fā)工具的使用

1. SOPC開發(fā)工具結(jié)構(gòu)
2. SOPC開發(fā)環(huán)境的使用
3. 基本系統(tǒng)創(chuàng)建器、創(chuàng)建周邊設(shè)備向?qū)?
4. 編程FLASH存儲器的思想、方法以及步驟
5. SOPC設(shè)計的原則
6. SOPC設(shè)計的技巧

第四篇 SOPC軟硬件開發(fā)設(shè)計實戰(zhàn)

1. SOPC開發(fā)電路板原理介紹
2. 新建工程、設(shè)計實現(xiàn)
3. 在已建工程中添加CORE、添加應(yīng)用軟件
4. 設(shè)置一個新的軟件工程
5. 軟件驅(qū)動程序及硬件實現(xiàn)程序的編寫方法
6. 設(shè)計實現(xiàn)、應(yīng)用軟件以及調(diào)試
7. 實驗與輔導(dǎo)3：基于SOPC的LED控制實驗
8. 實驗與輔導(dǎo)4：基于SOPC的數(shù)碼管控制實驗
9. 實驗與輔導(dǎo)5：基于SOPC的串口控制實驗
10. 實驗與輔導(dǎo)6：基于SOPC的LCD控制實驗