DB-E803 EDA/SOPC綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
(參考圖)
EDA/SOPC綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一款基于Altera公司最新的CycloneIV 系列 FPGA的高端實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺。獨(dú)有的GUI人機(jī)操作界面、采用系統(tǒng)底板+核心板+2塊擴(kuò)展板的靈活設(shè)計(jì)，并配備有20多種傳感器和擴(kuò)展模塊供選擇。
一、開發(fā)平臺特性
1、GUI軟件操作界面
獨(dú)家采用GUI人機(jī)操作界面，開機(jī)可顯示溫度、時(shí)間和設(shè)備信息等。整合
開發(fā)平臺上的硬件資源，點(diǎn)擊子菜單中相關(guān)實(shí)驗(yàn)，液晶屏可與開發(fā)平臺同步運(yùn)行，提高學(xué)生動(dòng)手興趣和積極性，通過對設(shè)備各模塊的檢測和實(shí)驗(yàn)的演示，方便老師培訓(xùn)和設(shè)備檢修。
2、模塊化的靈活設(shè)計(jì)
開發(fā)平臺采用系統(tǒng)底板+核心板+擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)方法，通過選擇不同的核心
板和擴(kuò)展板構(gòu)成不同功能的開發(fā)平臺。能最大限度的滿足用戶的性能需求。模塊化的設(shè)計(jì)能使用戶對系統(tǒng)設(shè)計(jì)有清晰的認(rèn)識。
二、開發(fā)平臺硬件資源
(1)NIOSII-EP4CE40 FPGA核心板
1)核心板采用10層高精度PCB設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。
2)主芯片采用Altera公司的CycloneIV系列級FPGA EP4CE40F23C8N，門電路高達(dá)360萬門。
3)FPGA配置芯片采用EPCS16，容量高達(dá)16M BIT，擦寫次數(shù)高達(dá)上萬次。
4)提供JTAG編程模式。
5)核心板板載USB-Blaster電纜；只需要一根USB線就可以對核心板進(jìn)行程序下載。
6)一路50M高速、穩(wěn)定的時(shí)鐘源。
7)一路系統(tǒng)復(fù)位電路。
8)系統(tǒng)電源管理模塊能夠提供+5V、+3)3V、+2)5V、1)2V等多種不同電壓的電源輸出供系統(tǒng)使用。
9)提供兩路SRAM，芯片采用IDT71V416-10P。容量高達(dá)256K*32BIT。
10)一路FLASH 芯片采用AM29L128M。容量高過16M*8BIT。
11)一路16M*16BIT SDRAM。
12)系統(tǒng)提供四位通用的復(fù)位按鍵和四位通用的發(fā)光管和一個(gè)靜態(tài)七段碼管顯示。
13)核心板提供與核心板其它資源不復(fù)用的190個(gè)以上的IO供用戶二次開發(fā)使用。
(2)EDA/SOPC系統(tǒng)板
1)標(biāo)配800*600 16位 TFT彩色LCD顯示。用戶可更換不同規(guī)格的顯示屏和觸摸屏。
2)1個(gè)模擬信號發(fā)生器模塊，可提供頻率、幅度均可調(diào)的正弦波、三角波、鋸齒波、方波等信號波形。
3)1個(gè)數(shù)字時(shí)鐘輸出模塊，可提供24M至1HZ的數(shù)字脈沖信號。
4)1個(gè)雙道道10位高速并行ADC接口模塊，速度高達(dá)40 Msps。
5)1個(gè)雙道道10位高速并行DAC接口模塊速度高達(dá)33 Msps。
6)1個(gè)串行A/D轉(zhuǎn)換接口。
7)1個(gè)串行D/A轉(zhuǎn)換接口。
8)1個(gè)VGA接口模塊。
9)1個(gè)UART串行通迅模塊。
10)1個(gè)USB Device設(shè)備接口。
11)1個(gè)USB Host主機(jī)接口。
12)1個(gè)Ethernet10M/100M高速接口模塊。
13)SD卡接口模塊
14)2個(gè)PS2接口模塊，可以接鍵盤或鼠標(biāo)。
15)1個(gè)I2C接口的E2PROM，型號為AT24C08N。
16)1個(gè)音頻CODEC模塊（立體聲雙通道輸出）。
17)1個(gè)音頻喇叭輸出模塊。
18)1個(gè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，具有時(shí)鐘掉電保護(hù)、電池在線式充電功能。
19)12個(gè)撥動(dòng)開關(guān)和12個(gè)按鍵開關(guān)輸入
20)12個(gè)發(fā)光LED顯示。
21)1個(gè)八位七段碼管顯示模塊。
22)16x16矩陣led點(diǎn)陣顯示模塊。
23)4X4矩陣鍵輸入模塊
24)1個(gè)電壓控制的直流電機(jī)和1個(gè)四相的步進(jìn)電機(jī)模塊。
25)1個(gè)數(shù)字溫度傳感和1個(gè)霍爾傳感器模塊。
26)HH—EXT高速接口模塊。
27)多路電源輸出（均帶過流、過壓保護(hù)）。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
一.EDA實(shí)驗(yàn)與電子設(shè)計(jì)競賽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1)簡單的QUARTUSII實(shí)例設(shè)計(jì)
2)基于VHDL格雷碼編碼器的設(shè)計(jì)
3)含異步清零和使能的加法計(jì)數(shù)器
4)八位七段數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)
5)數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)
6)圖形和VHDL混合輸入電路設(shè)計(jì)
7)步長可變的加減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
8)四位并行乘法器的設(shè)計(jì)
9)設(shè)計(jì)四位全加器
10)可控脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)
11)基本觸發(fā)器的設(shè)計(jì)
13)12)矩陣鍵盤顯示電路的設(shè)計(jì)
14)16*16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
15)直流電機(jī)的測速實(shí)驗(yàn)
16)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制
17)PS2接口鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
18)VGA彩條信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)
19)用VHDL設(shè)計(jì)七人表決器
20)用VHDL設(shè)計(jì)四人搶答器
21)正負(fù)脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計(jì)
22)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
23)多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)
24)數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)
25)出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)
26)基于VHDL數(shù)碼鎖的設(shè)計(jì)
27)PS2鼠標(biāo)編碼設(shè)計(jì)
28)SPI串行AD/DA轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)
29)DDS信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)
30)序列檢測器的設(shè)計(jì)
31)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
32)八位數(shù)據(jù)鎖存器的設(shè)計(jì)
33)最高優(yōu)先編碼器的設(shè)計(jì)
34)解復(fù)用器的設(shè)計(jì)
35)帶同步復(fù)位的狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)
36)嵌入式邏輯分析儀的使用
37)SPI串口內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)
二.NIOSII32位處理器示例實(shí)驗(yàn)
1)最簡單NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2)DSP Builder 設(shè)計(jì)應(yīng)用示例實(shí)驗(yàn)
3)從DSP Builder到HDL——基于DSP Builder的信號發(fā)生器
4)從DSP Builder到SOPC Builder——軟件控制的Chirp信號發(fā)生器
5)IP核在DSP Builder下的使用——以FFT核為例
6)高速AD和高速DA實(shí)驗(yàn)
7)UART串口通迅實(shí)驗(yàn)
8)基于IIC的EEPROM讀寫實(shí)驗(yàn)
9)1-WIRE數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
10)PIO輸入-開關(guān)信號的讀取實(shí)驗(yàn)
11)基于Timer IP核的定時(shí)器的設(shè)計(jì)
12)矩陣鍵盤與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
13)Nor Flash編程實(shí)驗(yàn)
14)PIO外部中斷按鍵開關(guān)實(shí)驗(yàn)
15)帶外部SRAM的NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
16)串行AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
17)SDRAM讀寫操作實(shí)驗(yàn)
18)彩色LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)
19)觸摸屏控制實(shí)驗(yàn)
20)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
21)音頻Code實(shí)驗(yàn)
22)USB枚舉實(shí)驗(yàn)
23)PS/2鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
24)PS/2鼠標(biāo)控制實(shí)驗(yàn)
25)讀SD卡實(shí)驗(yàn)
三.綜合開發(fā)實(shí)驗(yàn)
1)網(wǎng)絡(luò)WEB控制實(shí)驗(yàn)
2)點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)
3)直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速的設(shè)計(jì)
4)USB接口文本閱讀器的設(shè)計(jì)
5)簡易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)
6)簡易頻譜分析儀設(shè)計(jì)
7)基于UART通信液晶顯示實(shí)驗(yàn)
8)基于UART通信BMP圖形顯示實(shí)驗(yàn)
9)FAT32文件系統(tǒng)讀SD卡實(shí)驗(yàn)
10)FAT32文件系統(tǒng)寫SD卡實(shí)驗(yàn)
11)FAT32文件讀寫-拼音輸入法的設(shè)計(jì)
12)彩色液晶原理與繪圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
13)基于NIOSII貪食蛇游戲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
14)基于NIOSII計(jì)算器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
15)在niosII上運(yùn)行uC/OS系統(tǒng)
16)在niosII上運(yùn)行uClinux系統(tǒng)
一、開發(fā)平臺特性
1、GUI軟件操作界面
獨(dú)家采用GUI人機(jī)操作界面，開機(jī)可顯示溫度、時(shí)間和設(shè)備信息等。整合
開發(fā)平臺上的硬件資源，點(diǎn)擊子菜單中相關(guān)實(shí)驗(yàn)，液晶屏可與開發(fā)平臺同步運(yùn)行，提高學(xué)生動(dòng)手興趣和積極性，通過對設(shè)備各模塊的檢測和實(shí)驗(yàn)的演示，方便老師培訓(xùn)和設(shè)備檢修。
2、模塊化的靈活設(shè)計(jì)
開發(fā)平臺采用系統(tǒng)底板+核心板+擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)方法，通過選擇不同的核心
板和擴(kuò)展板構(gòu)成不同功能的開發(fā)平臺。能最大限度的滿足用戶的性能需求。模塊化的設(shè)計(jì)能使用戶對系統(tǒng)設(shè)計(jì)有清晰的認(rèn)識。
二、開發(fā)平臺硬件資源
(1)NIOSII-EP4CE40 FPGA核心板
1)核心板采用10層高精度PCB設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。
2)主芯片采用Altera公司的CycloneIV系列級FPGA EP4CE40F23C8N，門電路高達(dá)360萬門。
3)FPGA配置芯片采用EPCS16，容量高達(dá)16M BIT，擦寫次數(shù)高達(dá)上萬次。
4)提供JTAG編程模式。
5)核心板板載USB-Blaster電纜；只需要一根USB線就可以對核心板進(jìn)行程序下載。
6)一路50M高速、穩(wěn)定的時(shí)鐘源。
7)一路系統(tǒng)復(fù)位電路。
8)系統(tǒng)電源管理模塊能夠提供+5V、+3)3V、+2)5V、1)2V等多種不同電壓的電源輸出供系統(tǒng)使用。
9)提供兩路SRAM，芯片采用IDT71V416-10P。容量高達(dá)256K*32BIT。
10)一路FLASH 芯片采用AM29L128M。容量高過16M*8BIT。
11)一路16M*16BIT SDRAM。
12)系統(tǒng)提供四位通用的復(fù)位按鍵和四位通用的發(fā)光管和一個(gè)靜態(tài)七段碼管顯示。
13)核心板提供與核心板其它資源不復(fù)用的190個(gè)以上的IO供用戶二次開發(fā)使用。
(2)EDA/SOPC系統(tǒng)板
1)標(biāo)配800*600 16位 TFT彩色LCD顯示。用戶可更換不同規(guī)格的顯示屏和觸摸屏。
2)1個(gè)模擬信號發(fā)生器模塊，可提供頻率、幅度均可調(diào)的正弦波、三角波、鋸齒波、方波等信號波形。
3)1個(gè)數(shù)字時(shí)鐘輸出模塊，可提供24M至1HZ的數(shù)字脈沖信號。
4)1個(gè)雙道道10位高速并行ADC接口模塊，速度高達(dá)40 Msps。
5)1個(gè)雙道道10位高速并行DAC接口模塊速度高達(dá)33 Msps。
6)1個(gè)串行A/D轉(zhuǎn)換接口。
7)1個(gè)串行D/A轉(zhuǎn)換接口。
8)1個(gè)VGA接口模塊。
9)1個(gè)UART串行通迅模塊。
10)1個(gè)USB Device設(shè)備接口。
11)1個(gè)USB Host主機(jī)接口。
12)1個(gè)Ethernet10M/100M高速接口模塊。
13)SD卡接口模塊
14)2個(gè)PS2接口模塊，可以接鍵盤或鼠標(biāo)。
15)1個(gè)I2C接口的E2PROM，型號為AT24C08N。
16)1個(gè)音頻CODEC模塊（立體聲雙通道輸出）。
17)1個(gè)音頻喇叭輸出模塊。
18)1個(gè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，具有時(shí)鐘掉電保護(hù)、電池在線式充電功能。
19)12個(gè)撥動(dòng)開關(guān)和12個(gè)按鍵開關(guān)輸入
20)12個(gè)發(fā)光LED顯示。
21)1個(gè)八位七段碼管顯示模塊。
22)16x16矩陣led點(diǎn)陣顯示模塊。
23)4X4矩陣鍵輸入模塊
24)1個(gè)電壓控制的直流電機(jī)和1個(gè)四相的步進(jìn)電機(jī)模塊。
25)1個(gè)數(shù)字溫度傳感和1個(gè)霍爾傳感器模塊。
26)HH—EXT高速接口模塊。
27)多路電源輸出（均帶過流、過壓保護(hù)）。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
一.EDA實(shí)驗(yàn)與電子設(shè)計(jì)競賽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1)簡單的QUARTUSII實(shí)例設(shè)計(jì)
2)基于VHDL格雷碼編碼器的設(shè)計(jì)
3)含異步清零和使能的加法計(jì)數(shù)器
4)八位七段數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)
5)數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)
6)圖形和VHDL混合輸入電路設(shè)計(jì)
7)步長可變的加減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
8)四位并行乘法器的設(shè)計(jì)
9)設(shè)計(jì)四位全加器
10)可控脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)
11)基本觸發(fā)器的設(shè)計(jì)
13)12)矩陣鍵盤顯示電路的設(shè)計(jì)
14)16*16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
15)直流電機(jī)的測速實(shí)驗(yàn)
16)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制
17)PS2接口鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
18)VGA彩條信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)
19)用VHDL設(shè)計(jì)七人表決器
20)用VHDL設(shè)計(jì)四人搶答器
21)正負(fù)脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計(jì)
22)數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
23)多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)
24)數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)
25)出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)
26)基于VHDL數(shù)碼鎖的設(shè)計(jì)
27)PS2鼠標(biāo)編碼設(shè)計(jì)
28)SPI串行AD/DA轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)
29)DDS信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)
30)序列檢測器的設(shè)計(jì)
31)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
32)八位數(shù)據(jù)鎖存器的設(shè)計(jì)
33)最高優(yōu)先編碼器的設(shè)計(jì)
34)解復(fù)用器的設(shè)計(jì)
35)帶同步復(fù)位的狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)
36)嵌入式邏輯分析儀的使用
37)SPI串口內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)
二.NIOSII32位處理器示例實(shí)驗(yàn)
1)最簡單NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2)DSP Builder 設(shè)計(jì)應(yīng)用示例實(shí)驗(yàn)
3)從DSP Builder到HDL——基于DSP Builder的信號發(fā)生器
4)從DSP Builder到SOPC Builder——軟件控制的Chirp信號發(fā)生器
5)IP核在DSP Builder下的使用——以FFT核為例
6)高速AD和高速DA實(shí)驗(yàn)
7)UART串口通迅實(shí)驗(yàn)
8)基于IIC的EEPROM讀寫實(shí)驗(yàn)
9)1-WIRE數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
10)PIO輸入-開關(guān)信號的讀取實(shí)驗(yàn)
11)基于Timer IP核的定時(shí)器的設(shè)計(jì)
12)矩陣鍵盤與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
13)Nor Flash編程實(shí)驗(yàn)
14)PIO外部中斷按鍵開關(guān)實(shí)驗(yàn)
15)帶外部SRAM的NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
16)串行AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
17)SDRAM讀寫操作實(shí)驗(yàn)
18)彩色LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)
19)觸摸屏控制實(shí)驗(yàn)
20)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
21)音頻Code實(shí)驗(yàn)
22)USB枚舉實(shí)驗(yàn)
23)PS/2鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
24)PS/2鼠標(biāo)控制實(shí)驗(yàn)
25)讀SD卡實(shí)驗(yàn)
三.綜合開發(fā)實(shí)驗(yàn)
1)網(wǎng)絡(luò)WEB控制實(shí)驗(yàn)
2)點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)
3)直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速的設(shè)計(jì)
4)USB接口文本閱讀器的設(shè)計(jì)
5)簡易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)
6)簡易頻譜分析儀設(shè)計(jì)
7)基于UART通信液晶顯示實(shí)驗(yàn)
8)基于UART通信BMP圖形顯示實(shí)驗(yàn)
9)FAT32文件系統(tǒng)讀SD卡實(shí)驗(yàn)
10)FAT32文件系統(tǒng)寫SD卡實(shí)驗(yàn)
11)FAT32文件讀寫-拼音輸入法的設(shè)計(jì)
12)彩色液晶原理與繪圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
13)基于NIOSII貪食蛇游戲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
14)基于NIOSII計(jì)算器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
15)在niosII上運(yùn)行uC/OS系統(tǒng)
16)在niosII上運(yùn)行uClinux系統(tǒng)