課程大綱： .FPGA應(yīng)用開發(fā)培訓(xùn)TSF0601培訓(xùn)
課程將幫助學(xué)員了解FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，使學(xué)員對FPGA的典型應(yīng)用及解決方案，典型型號及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有一個(gè)深入的認(rèn)識。學(xué)員將掌握FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、流程及手段，學(xué)會操作FPGA開發(fā)軟件來完成簡單的FPGA設(shè)計(jì)和開發(fā)。
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，幫助學(xué)員了解FPGA的應(yīng)用場合及常見的解決方案。
2. FPGA典型器件型號及結(jié)構(gòu)
本節(jié)將介紹主流FPGA廠商的傳統(tǒng)、主流及新型號的器件特點(diǎn)，幫助學(xué)員掌握幾種常見的FPGA器件的結(jié)構(gòu)，了解新的FPGA器件型號特點(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)及對應(yīng)的開發(fā)方法。
1. FPGA實(shí)驗(yàn)平臺介紹
本節(jié)簡要介紹課程使用的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺：紅色颶風(fēng)系列開發(fā)板，對其資源配置、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)平臺開展FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)的基礎(chǔ)。
2. 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)。
3. 實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
本節(jié)由學(xué)員動手，在FPGA實(shí)驗(yàn)平臺上完成個(gè)FPGA工程設(shè)計(jì)。學(xué)員根據(jù)實(shí)驗(yàn)手冊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。
課程以設(shè)計(jì)輸入、激勵(lì)設(shè)計(jì)及測試調(diào)試為主要內(nèi)容，學(xué)員可以掌握FPGA開發(fā)的基本設(shè)計(jì)輸入方法：原理圖輸入及Verilog硬件描述語言輸入，配合豐富的實(shí)例使學(xué)員了解FPGA資源的語言描述方法及數(shù)字系統(tǒng)的測試驗(yàn)方法，同時(shí)通過對設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)技巧部分的課程可以幫助學(xué)員提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，為S0PC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
1. FPGA設(shè)計(jì)輸入方法
本節(jié)針對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，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。
2. 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)。
3. 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。
1. 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)方法。
2. 設(shè)計(jì)輸入與驗(yàn)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
本節(jié)讓學(xué)員動手去完成既定的實(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。
3. 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)試測試的技能。
課程以S0PC系統(tǒng)概念為切入點(diǎn)，重點(diǎn)介紹FPGA EDS解決方案的體系結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計(jì)流程。圍繞軟核處理器、Avalon總線及外圍組件三個(gè)方面對S0PC的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。通過簡單實(shí)用的S0PC工程使學(xué)員掌握EDS/XPS工具的基本使用方法及硬件設(shè)計(jì)流程。
1. S0PC系統(tǒng)基礎(chǔ)及典型解決方案
本節(jié)講授S0PC系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識及S0PC的構(gòu)成要素，介紹當(dāng)前典型的幾種S0PC解決方案及優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)員對S0PC有一個(gè)基本的認(rèn)識。
2. Altera NI0S II解決方案
本節(jié)基于Altera NI0S II軟核處理器，通過一個(gè)典型的工業(yè)數(shù)據(jù)采集S0PC系統(tǒng)工程，詳細(xì)介紹NI0S II S0PC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NI0S II S0PC解決方案的架構(gòu)和重要的構(gòu)成要素，學(xué)會使用原理圖和硬件描述語言的方式調(diào)用S0PC工程模塊。
1. NI0S II解決方案的系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
本節(jié)為學(xué)員講述NI0S 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S0PC設(shè)計(jì)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)。
2. S0PC Builder開發(fā)環(huán)境及使用方法
本節(jié)基于實(shí)驗(yàn)平臺的一個(gè)S0PC小系統(tǒng)工程，介紹S0PC Builder工具環(huán)境的使用方法。學(xué)員可學(xué)會使用該工具建立S0PC系統(tǒng)，掌握該工具提供的主要功能。
3. S0PC Builder實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
本節(jié)由學(xué)員動手設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的處理器控制系統(tǒng)，在實(shí)踐中加深對S0PC硬件設(shè)計(jì)流程及常見組件的使用方法，熟練S0PC Builder工具的操作。
課程以軟件開發(fā)及調(diào)試為主。通過第四天的學(xué)習(xí)，學(xué)員應(yīng)掌握NI0S II S0PC系統(tǒng)的軟件開發(fā)流程及相關(guān)工具，能夠針對不同的系統(tǒng)需求進(jìn)行系統(tǒng)配置，并選擇或設(shè)計(jì)相應(yīng)的API接口進(jìn)行軟件開發(fā)。配合天講授的內(nèi)容，掌握S0PC系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。
1. NI0S II解決方案的軟件架構(gòu)
本節(jié)主要講授NI0S 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NI0S II解決方案的軟件設(shè)計(jì)要素。
2. NI0S II IDE開發(fā)環(huán)境及使用方法
本節(jié)為學(xué)員介紹NI0S II IDE軟件及其工具鏈的使用方法，按照S0PC軟件設(shè)計(jì)流程對重要的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行講解，使學(xué)員學(xué)會使用NI0S II IDE工具，了解S0PC軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試方法。
3. NI0S II IDE實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
本節(jié)由學(xué)員動手在前設(shè)計(jì)的簡單的處理器控制系統(tǒng)上添加軟件功能，理解S0PC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S0PC軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試方法，熟練NI0S II IDE工具的操作。
1. S0PC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S0PC系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，為學(xué)員介紹常見的S0PC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)S0PC外圍接口的能力。
2. S0PC系統(tǒng)綜合訓(xùn)練
本節(jié)提出一個(gè)S0PC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S0PC結(jié)構(gòu)，并在實(shí)驗(yàn)平臺上實(shí)現(xiàn)。通過這個(gè)綜合訓(xùn)練，使學(xué)員融會貫通的使用S0PC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、FPGA硬件設(shè)計(jì)、S0PC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。
3. 課程總結(jié)與展望
本節(jié)將回顧四天S0PC課程的主要內(nèi)容，幫助學(xué)員總結(jié)課程的要點(diǎn)和課程培訓(xùn)中常見的問題，同時(shí)為學(xué)員介紹進(jìn)一步學(xué)習(xí)S0PC系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容和資源。
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