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课 程 大 纲 |
第一天
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帮助学员掌握数字系统设计的基本原则,常用设计技巧,介绍QuartusⅡ工具的高级应用技巧.以使得学员能够在复杂系统中提高设计效率. |
| FPGA数字系统设计基本原则 |
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◇FPAG设计中的TOP-DOWN模块化设计思想
◇FPGA设计中的速度与面积平衡原则
◇FPGA设计中常用技巧:串并转换以及流水线操作
◇FPGA设计中的功耗优化 |
◇高密度FPGA的时钟管理技巧
◇基于形式化模型的仿真平台建立
◇测试激励文件的编写技巧 |
| 实验一:FPGA片上双口RAM乒乓读写操作 |
| 训练知识点: |
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◇ModelSim软件工程创建
◇ModelSim软件进行功能仿真（前仿真）
◇ModelSim软件进行时序仿真（后仿真） |
◇FPGA片上双口RAM存储器的操作时序设计
◇乒乓操作技巧
◇测试文件（Testbench）的设计方法 |
| 实验二:异步FIFO存储器读写操作 |
| 训练知识点: |
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◇ModelSim软件操作技巧
◇FIFO存储器的操作时序设计 |
◇系统验证和测试方法 |
第二天 |
高速数字设计离不开数字设计方面理论模型.本节课重点数字电路的基本参数及数学模型,并通过QuartusⅡ工具的高级应用技巧来实现理论与实践的结合. |
| 数字电路的基本参数及数学模型分析 |
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◇组合逻辑延迟Tdelay
◇时序逻辑电路Tsu，Th，Tco
◇系统Fmax要求
◇集成环境时序分析报表与Fmax，Tsu，Th，Tco的对应关系 |
◇时序报表分析及问题定位
◇同步数字电路设计与异步电路设计的内涵
◇同步电路设计的稳定性与可靠性 |
| QuartusⅡ集成开发环境高级应用 |
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◇RTL级电路的查看技巧
◇RTL实现与程序设计的一致性检查
◇片间通信约束
◇模块级时序约束
◇节点与触发器间的时序约束 |
◇组合逻辑的时序约束
◇自动布局布线
◇时序约束与布局布线
◇时序报告分析技巧
◇IO 时序查看及问题定位 |
| 实验三:RS-232C接口通信 |
| 训练知识点: |
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◇Quartus II高级技巧的进一步熟练
◇UART模块的原理和设计实现 |
◇FPGA设计中的约束与布线规则
◇UART与PC之间进行通信
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第三天 |
高速数字设计课程学习如何利用HDL语言设计基于FPGA的稳定可靠高速数字系统。通过理论学习和实验操作，学员将在潜移默化当中掌握高速数字设计的精髓和技巧,并得到从算法概念到硬件实现转化方法的基本训练。学习的主要内容包括：理解HDL语言、数字电路的基本模型和数学模型分析,同步电路的设计技巧和异步电路的LATCH处理技巧。 |
| 高速数字设计: |
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◇内部逻辑,接口电路和模块划分原则
◇接口电路时钟处理的五大方法
◇公用信号与定时信号的传递方案
◇同步数字电路设计原则,优越性
◇时钟/数据/控制总线同步方案 |
◇常见的内部低速时钟的管理方法
◇最佳内部低速时钟的管理方法
◇LATCH电路的危害性分析
◇三种可能采用LATCH电路的情况及解决方法
◇LATCH的替换电路 |
| 实验四:AD数据采集系统设计 |
| 训练知识点: |
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◇选择正确的时钟采样边沿
◇选择适合的同步头检测方法 |
◇选择有效的缓存策略
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| 实验五:FPGA与CPU接口电路设计 |
| 训练知识点: |
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◇FPGA与CPU接口设计
◇熟悉CPU接口时序 |
◇同步数字电路设计原则 |
