FPGA开发课程大纲与时间 V3.1
第一部分 FPGA开发基础（课时：2天）
课程内容
第一章 FPGA基础
1. Verilog HDL的历史
2. Verilog HDL和VHDL的异同
3. EDA技术的发展
4. 现代EDA技术的特点及应用
5. EDA技术的范畴和应用
6. EDA技术的发展
7. FPGA技术的技术现状和发展方向
8. FPGA技术的典型应用领域
9. FPGA的工艺结构和特点
10. 工程项目中FPGA芯片的选型策略和原则
11. FPGA最小系统的概念
12. IP复用技术及SOC概况：IP核与片上系统
第二章 FPGA开发环境
2. 原理图式图形输入，文本编辑，内存编辑
3. 图标和原理图编辑器
4. Quartus II与EDA驱动流程。
5. 项目编译
6. 项目校验。
7. 器件编程与配置。
8. 器件编程下载与硬件测试
9. Quartus Ⅱ辅助工具
实验内容：下载配置实例
1. 配置方式介绍
2. 配置过程
4. Altera公司下载电缆介绍
5. 配置芯片介绍
第二部分 FPGA硬件设计（课时：2天）
课程内容
第三章 FPGA硬件设计
1. FPGA管脚设计
2. 下载配置与调试接口电路设计
3. 高速SDRAM存储器接口电路设计
4. 异步SRAM（ASRAM）存储器接口电路设计
5. FLASH存储器接口电路设计
6. 开关、按键与发光LED电路设计
7. VGA接口电路设计
8. PS/2鼠标及键盘接口电路设计
9. RS-232串口
硒肥料10. 字符型液晶显示器接口电路设计
11. USB2.0接口芯片CY7C68013电路设计
12. 电源电路设计
13. 复位电路设计
14. 时钟电路设计
第三部分 FPGA编程（课时：2周）
课程内容
第四章 Verilog HDL语法
1. Verilog HDL语言简介
2. Verilog HDL和VHDL语言的对比
3. VerilogHDL和C语言的比较
4. 标志符与注释
5. 数字与逻辑数值
6. 数据类型
7. 运算符和表达式：赋值运算符，算术运算符，逻辑运算符，关系运算符，条件运算符，位运算符，拼接运算符，移位运算符，一元约简运算符
8. 触发事件控制：信号电平事件语句，信号跳变沿事件语句 1. 条件语句： if语句，case语句，条件语句的深入理解
2. 循环语句：repeat语句，while语句，for语句，循环语句的深入理解
3. 编译预处理：宏定义'define语句，条件编译命令'if语句，文件包含'include语句，时间尺度'timescale语句。
4. Verilog HDL语言实现组合逻辑电路
5. Verilog HDL语言实现时序逻辑电
6. Verilog HDL程序设计经验
实验内容：
1. 3-8线译码器设计实现
2. 跑马灯设计实现
3. 七段扫描式数码管的显示
第五章 Verilog HDL高级应用
1. TASK和FUNCTION语句的应用场合
2. Verilog HDL高级语法结构-任务（TASK）：输出显示任务，文件输入输出任务，时间标度任务，仿真控制任务
3. Verilog HDL高级语法结构-函数（FUNCTION）：仿真时间函数，数字类型变换函数，概率分布函数。
4. 有限状态机(FSM)的设计原理及其代码风格
5. 逻辑综合的原则以及可综合的代码设计风格
6. SignalTap II在线逻辑分析仪使用方法
7. Logic Lock逻辑锁定工具使用技巧
实验内容：
防御素1. FSM设计方法
2. 状态机的编码（Binary、gray-code、one-hot等）
3. 状态机的初始化状态和默认状态（完整状态机设计）
4. 状态机的状态定义风格
5. 状态机的编写风格
6. Quartus II原理图输入方式
7. SignalTap II在线调试
8. Intent Memory Content Editor在线修改片上ROM
9. Quartus II原理图输入方式
10. LogicLock逻辑锁定的操作方法
第六章 功能仿真和下载配置
1. ModelSim仿真工具
王若威1.1ModelSim简介
1.2 ModelSim基本仿真流程
1.3 ModelSim仿真实例
1.4 常用的ModelSim仿真命令介绍
1.5 dataflow的应用
1.6 ModelSim代码覆盖率查看
2. Quartus Ⅱ的使用方法
2.1 Quaruts Ⅱ设计实例
2.2 应用RTL电路图观察器
2.3 Altera的IP Core的使用
3. 下载配置
3.1 配置方式介绍
3.2 配置过程
3.3 配置接口电路
3.4 Altera公司下载电缆介绍
3.5 配置芯片介绍
第三部分 FPGA设计实战（课时：2周）
课程内容
第七章 系统设计基本原理
1. 三个设计基本原则，包括面积和速度的平衡互换原则，硬件可实现原则和同步设计原则。
2. 三个常用操作技巧，包括乒乓操作，串并转换操作和流水线操作等技巧。
3. 三个常用IP模块使用，包括片上的存储器（DPRAM、FIFO、ROM），锁相环（PLL）和串行收发器（SERDES）等。
4. FPGA设计仿真验证的原理和方法
5. 仿真测试文件（Testbench）的设计方法
6. ModelSim软件的使用技巧
7. 基于模型的系统仿真平台构建方法
8. 异步SRAM的操作时序
实战训练一：
训练题目：“FPGA片上双口RAM乒乓读写操作”帕斯卡裂桶实验
训练知识点：
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
锁相环（PLL）的使用
测试文件（Testbench）的设计方法
实战训练二：
训练题目：“异步SRAM存储器读写操作”
训练知识点：
2.1ModelSim软件操作技巧
2.2SRAM存储器的操作时序设计
2.3基于模型的系统仿真方法
第八章 项目实战
1. AD/DA转换器接口
1.1选择正确的时钟采样边沿
1.2选择适合的同步头检测方法
1.3选择有效的缓存策略
2. RS-232C串行接口
2.1RS-232C接口原理和电气标准
2.2RS-232C的通讯协议
2.3RS-232C接口的典型应用
2.4RS-232C接口的FPGA实现
3. 典型实例分析一：数字变焦系统设计
3.1设计需求分析和功能定义
3.2工作原理分析
3.3数学公式简化
3.4算法优化
3.5HDL代码设计优化
3.6FPGA内部结构设计和优化
3.7硬件实现
4. 基于FPGA+DSP的协同处理平台的优势和适用领域
5. 基于FPGA+DSP的协同处理平台的设计流程
6. FPGA与DSP的通信接口设计
7. 典型实例分析二：高清视频压缩编码系统
1. RS-232C接口通信
.1ModelSim软件操作技巧
1.2UART模块的原理和设计实现
1.3FPGA通过RS232接口实现和PC机通信
2. AD数据采集系统设计
2.1AD转换器与FPGA接口设计
2.2片上双口RAM的乒乓缓存
2.3FPGA与PC的通信
3. 数字滤波器
数字滤波器概述
FIR滤波器的设计与实现
第九章 基于FPGA的SOC系统
1. 基于FPGA的SOPC系统组成原理和典型方案
2. Altera公司的NIOS II 解决方案空调温度控制
3. 基于NIOS II的硬件系统设计流程
4. 基于NIOS II的软件系统设计流程
5. 基于NIOS II的软件系统调试方法
横向线性马达实验内容：
1. QuartusII SOPC Builder使用方法
2. NIOSII IDE软件开发流程
3. 基于NIOSII的C语言设计方法
4. NIOSII的PIO外设驱动调用方法
5. FLASH存储器的读写测试
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