基于XC3S500E芯片學(xué)生實(shí)驗(yàn)板的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、自從現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)這一創(chuàng)新性技術(shù)被Xilinx公司于1984年提出以來(lái),FPGA已經(jīng)走過(guò)了將近30個(gè)年頭。經(jīng)過(guò)這20多年的發(fā)展,FPGA已經(jīng)成為當(dāng)今電子設(shè)計(jì)應(yīng)用市場(chǎng)上首選的可編程邏輯器件之一,同時(shí)它也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流平臺(tái)之一。
　　 而Xilinx公司也在這次科技浪潮中愈發(fā)壯大,目前占據(jù)50％以上的全球市場(chǎng)份額,成為全球最大的FPGA芯片制造商和全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案的供應(yīng)商,在半導(dǎo)體行業(yè)中增長(zhǎng)

2、最快的領(lǐng)域之一——可編程邏輯器件(PLD)市場(chǎng)中雄踞領(lǐng)先地位,甚至包括非FPGA供應(yīng)商在內(nèi),Xilinx也能在芯片架構(gòu)供應(yīng)商的排名中進(jìn)入前10,緊隨Intel、ARM等世界知名廠商之后。
　　 為了適應(yīng)集成電路的發(fā)展趨勢(shì),我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)也新開(kāi)了FPAG課程,所以,設(shè)計(jì)一套適用于本校教學(xué)的、完整實(shí)用的FPGA實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是非常有必要的。
　　 本文通過(guò)查閱了大量的文獻(xiàn)資料以,并研究了國(guó)內(nèi)外高校FPGA實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的

3、經(jīng)驗(yàn),在面向本校教學(xué)應(yīng)用的需求上,根據(jù)本科生對(duì)FPGA課程教學(xué)的要求,研究開(kāi)發(fā)了一款適用于本科生FPGA教學(xué)的實(shí)驗(yàn)板,并配備了教學(xué)實(shí)驗(yàn),使其成為一套完整的FPGA實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。本文系統(tǒng)的介紹了FPGA芯片的基本工作原理、基本架構(gòu)、性能指標(biāo)等特點(diǎn),詳細(xì)介紹了XC3S500E芯片的資源及外圍擴(kuò)展模塊的功能,并主要介紹了系統(tǒng)如何設(shè)計(jì),硬件平臺(tái)如何搭建。同時(shí),根據(jù)該開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的各功能模塊,設(shè)計(jì)出了一系列具有代表性的FPGA教學(xué)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)

4、一些典型模塊的介紹,使得本科生能盡快掌握如何通過(guò)配置FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能。通過(guò)對(duì)該實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的學(xué)習(xí),讓本科生更早的接觸、了解Xilinx公司的芯片,熟悉FPGA的開(kāi)發(fā)流程,以便于畢業(yè)后可以直接從事與FPGA領(lǐng)域相關(guān)的工作。
　　 該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)依托與Xilinx公司自行研發(fā)的開(kāi)發(fā)環(huán)境ISE,實(shí)驗(yàn)例程使用Verilog硬件描述語(yǔ)言,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)逐步深入,不僅能滿足本科生FPGA教學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)要求,將理論