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课程培训
FPGA设计技术培训,接口设计培训课程

培训对象:
课程适合于使用Xilinx FPGA器件进行科研和产品开发的具有中等水平的工程技术人员,也适合于相关专业领域具有相当水平的教师和研究生。参加学习的学员只需要具有数字电路的基础知识即可完成本课程的学习。
课程目标:
1.掌握基本的FPGA硬件电路设计,包括FPGA和外设电路设计原则。
2.掌握FPGA外设开发基本技能,包括HDL编程、ISE和PlanAhead软件的使用。
3.掌握FPGA常用外设接口的设计与实现,包括RS232、I2C、SPI、USB和以太网接口。
4.掌握高速ADC、DAC原理及其驱动电路的设计与实现以及高速视频ADC、DAC 接口设计。
5.掌握高速串行接口实现方案,重点学习Xilinx FPGA内嵌的Rocket I/O、GTP和GTX硬核的使用方法。
6.掌握Rapid IO、PCI-E等主流高速总线的工作原理、解决方案和对应电路设计以及驱动编写。
7.掌握SRAM、DDR I/II SDRAM、Flash等存储器的工作原理、接口电路以及对应的驱动设计。
教学大纲
基于Xilinx FPGA的硬件电路和数字接口课程主要包括7个主题
主题1:Xilinx FPGA设计基础
学习目标 
掌握FPGA数字系统开发的基本知识,包括HDL语言、FPGA结构以及ISE软件的基本操作,具备基本的FPGA编程能力,为后续的开发做好准备。
学习内容 
一、掌握Xilinx FPGA开发与设计的基本软、硬知识
1.学习以FPGA为核心处理模块的系统设计思想,同时掌握FPGA数字系统中各类接口电路的设计方法。
2.介绍Xilinx 6和7系列FPGA和之前Xilinx芯片的不同以及Xilinx FPGA最新的接口类型。
3.学习FPGA开发流程以及相应的ISE和PlanAhead软件操作基础,重点阐述最新版本ISE软件的创新设计理念。
4.ISE开发流程简述;
5.重点剖析PlanAhead开发流程以及在接口开发中的方法和主要特色;
主题2:基本接口的设计和实现
学习目标 
学习常用外设接口的硬件电路设计以及相应的实现方式。介绍的接口包括RS485、RS232、I2C、SPI、USB和以太网接口,使得学员能够掌握FPGA应用系统中大多数外设接口的设计与实现的方法和技能。
学习内容 
一、基本接口的协议标准和HDL代码实现
1.RS232接口的FPGA设计方法;
2.I2C接口的FPGA设计方法;
3.SPI接口的FPGA设计方法;
4.USB接口的FPGA设计方法。
5.以太网接口的FPGA设计方法,以及对应的驱动和协议栈处理。
主题3:ADC/DAC接口专题
学习目标 
学习高速ADC、DAC原理及其驱动电路的设计与实现,包括视频专用编解码芯片与通用的高速ADC/DAC芯片。
学习内容 
1.通用高速ADC、DAC选型考虑以及评价、应用基础;
2.通用高速ADC、DAC芯片的采样定理、电路设计以及接口驱动的HDL实现;
3.掌握视频解码与编码芯片的接口设计技巧,以及对ITU656数据格式解码;
4.掌握音频接口ADC、DAC的工作原理以及电路设计和相应的驱动代码设计;
1.掌握高速视频VGA DAC 接口设计方法和相应驱动;
主题4:SERDES接口专题
学习目标 
学习高速串行接口的实现方案以及相应的电路和驱动代码设计,重点掌握Xilinx FPGA内嵌的Rocket I/O、GTP和GTX硬核的使用方法。
学习内容 
1.掌握高速串行接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写;
2.Xilinx GTP Serdes模块的特征和使用方法;
1.Xilinx SERDES开发示例。
主题5:Rapid IO接口专题
学习目标 
学习Rapid IO的实现方案以及关键点,重点掌握基于Xilinx FPGA的Rapid IO开发流程与方法。
学习内容 
1.掌握Rapid IO接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写;
1.Xilinx Rapid IO开发示例。
主题6:PCI-E和千兆以太网接口专题
学习目标
学习PCI-E和千兆以太网的实现方案以及关键点,重点掌握基于Xilinx FPGA的PCI-E和千兆以太网的开发流程与方法。
学习内容 
1.掌握PCI-E接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写;
2.Xilinx PCI-E开发示例。
3.掌握千兆以太网接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写;Xilinx 千兆以太网开发示例。
主题7:存储器设计专题
学习目标 
学习存储器接口电路的设计和实现。课程内容主要包括SRAM、SDR SDRAM、DDR 2/3 SDRAM、Flash等存储器的工作原理、接口电路以及对应的驱动设计。
学习内容 
1.源同步设计方法以及FPGA内部跨时钟域设计技巧。
2.数字系统的时钟解决方案(DCM/PLL、时钟芯片),LVDS和LVPEL等差分传输标准的应用。
3.SRAM接口的电路设计和HDL代码实现。
4.MIG(Memory Interface Generator)IP Core的使用。
5.DDR2/DDR3 MIG开发讲解;
6.DDR2板级开发演示实例。
7.基于7系列的高速存储接口设计方案




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