中科信軟FPGA應用設計初級培訓

課程背景

FPGA的初學者設計了這個課程，著重介紹FPGA技術基礎、Verilog語言及基于嵌入式軟核處理器的SOPC系統設計方法。

 

課程目標

     1.熟悉FPGA典型器件型號及結構
    2.熟練FPGA設計流程及開發方法
    3.掌握Verilog語言設計方法
    4.掌握狀態機設計方法
    5.掌握FPGA的仿真及調試方法
    6.熟練SOPC系統設計流程
    7.掌握NIOS II/Microblaze硬件系統設計方法
    8.掌握NIOS II/Microblaze軟件系統設計方法
    9.掌握自定義組件的硬件設計、驅動設計、及軟件設計方法
    10.掌握嵌入式軟核系統的調試方法
    11.掌握FPGA常用接口的設計方法
    12.掌握相關開發工具的使用方法

 

課程內容

 

1. FPGA典型應用及解決方案
   本節將介紹FPGA在不同領域應用的優勢，幫助學員了解FPGA的應用場合及常見的解決方案。

2. FPGA典型器件型號及結構
   本節將介紹主流FPGA廠商的傳統、主流及**型號的器件特點，幫助學員掌握幾種**常見的FPGA器件的結構，

了解**的FPGA器件型號特點，掌握FPGA器件選型的原則和方法。

3. FPGA設計流程及開發方法
   本節圍繞FPGA的設計流程，介紹主流FPGA廠商的開發工具鏈，重點講授關鍵設計環節的工具特點，使學員掌握

FPGA設計流程的各個環節及對應的開發方法。

 

4. FPGA實驗平臺介紹
   本節簡要介紹課程使用的實驗開發平臺：紅色颶風系列開發板，對其資源配置、設計理念、使用方法等進行介

紹，使學員具備在此實驗平臺開展FPGA設計開發的基礎。

 

5. 解剖一個典型的FPGA工程
   本節以一個典型的FPGA工程為基礎，手把手為學員講授FPGA工程中的關鍵要素，要素的設計方法及作用。幫助

學員迅速掌握FPGA開發的主要環節。

 

6. 實戰訓練
   本節由學員動手，在FPGA實驗平臺上完成**個FPGA工程設計。學員根據實驗手冊一步一步的完成一個功能直

觀步驟完整的FPGA設計，總結在FPGA設計過程中常見的錯誤和問題。

7. FPGA設計輸入方法
   本節針對FPGA開發過程中的主要工作——設計輸入——進行詳細分析，幫助學員掌握常見設計輸入方法，仿真

激勵文件設計方法，理解硬件描述語言的可綜合設計風格。

8. FPGA常用資源結構特點及調用方法
   本節將學習FPGA器件的工藝結構，詳細介紹FPGA的各種邏輯資源特點及調用方法，幫助學員深刻理解FPGA的各

種內部資源，為系統的進行FPGA開發打下基礎。

9. 有限狀態機設計
   本節講授數字系統設計中**常見的結構設計方法——有限狀態機，通過學習學員將掌握狀態機設計中的狀態劃

分原則及硬件描述語言實現方法。

10. FPGA設計原則及常用設計技巧
   本節介紹FPGA設計中應遵循的設計原則和常用設計技巧，通過學習學員可從更高的層次上理解數字系統的設計

 

11. 設計輸入與驗證實戰訓練
   本節讓學員動手去完成既定的實驗任務，在實踐中掌握硬件描述語言的編寫方法及系統設計的模塊化設計方法

 

12. 實時硬件調試實戰訓練

本節通過實驗演示及學員動手相結合，是學員掌握FPGA實時調試工具——虛擬邏輯分析儀——的使用方法，提

高FPGA調試測試的技能。

13. SOPC系統基礎及典型解決方案
   本節講授SOPC系統的基礎知識及SOPC的構成要素，介紹當前典型的幾種SOPC解決方案及優缺點，使學員對SOPC

有一個基本的認識。

14. Altera NIOS II解決方案
   本節基于Altera NIOS II軟核處理器，通過一個典型的工業數據采集SOPC系統工程，詳細介紹NIOS II SOPC解

決方案的構成要素。通過學習，學員將從整體上理解NIOS II SOPC解決方案的架構和重要的構成要素，學會使用原

理圖和硬件描述語言的方式調用SOPC工程模塊。
 

 

15. NIOS II解決方案的系統設計流程
   本節為學員講述NIOS II解決方案的系統設計流程，通過學習學員可以從流程上清晰地理解SOPC設計的各個主要

環節。
 

 

16. SOPC Builder開發環境及使用方法
   本節基于實驗平臺的一個SOPC**小系統工程，介紹SOPC Builder工具環境的使用方法。學員可學會使用該工具

建立SOPC系統，掌握該工具提供的主要功能。

17. SOPC Builder實戰訓練
   本節由學員動手設計并實現一個簡單的處理器控制系統，在實踐中加深對SOPC硬件設計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
   本節主要講授NIOS II解決方案的軟件架構，主要圍繞硬件抽象層，API和用戶應用程序三個方面進行介紹，使

學員深入了解NIOS II解決方案的軟件設計要素。
 

 

19. NIOS II IDE開發環境及使用方法
   本節為學員介紹NIOS II IDE軟件及其工具鏈的使用方法，按照SOPC軟件設計流程對重要的設計步驟進行講解，

使學員學會使用NIOS II IDE工具，了解SOPC軟件設計及調試方法。

20. NIOS II IDE實戰訓練
   本節由學員動手在前一天設計的簡單的處理器控制系統上添加軟件功能，理解SOPC系統中軟件實現方法和硬件

實現方法的區別，掌握SOPC軟件設計及調試方法，熟練NIOS II IDE工具的操作。

21. SOPC軟件工程實例分析
   本節基于典型的工業數據采集SOPC系統的軟件結構，為學員介紹常見的SOPC外圍組件的軟件控制方法，介紹自

定義外圍組件的HAL設計及API封裝方法，使學員具備開發SOPC外圍接口的能力。
 

 

 

22. SOPC系統綜合訓練
   本節提出一個SOPC系統需求，要求學員設計一個圖像顯示系統的SOPC結構，并在實驗平臺上實現。通過這個綜

合訓練，使學員融會貫通的使用SOPC系統結構設計、FPGA硬件設計、SOPC軟硬件協同設計等方法。具備從需求到實

現的設計開發能力。

電話：010-62883247