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FPGA设计与开发(系统设计与接口实现)   
田老师
负责和参与过多个百万门级FPGA开发项目
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时间地点:北京 、上海、深圳 有人等开班;根据报名开班
课程费用:4000元/人
企业内训:可以根据企业需求,定制内训,详见 内训学习手册


课程讲授基于FPGA的数字系统和接口电路设计的关键技术,从常用外设接口、ADC/DAC、SERDES高速接口、RapidIO接口、PCI-E接口和存储器接口等方面引导学员深入学习理解FPGA数字系统以及接口开发的本质。
本课程首先从硬件设计角度来阐述FPGA系统在设计中应该注意的问题,使学员在短时间内掌握FPGA数字系统的设计要领。其次,介绍常规接口开发的相关方法,开发常用的UART、SPI、I2C等接口的驱动开发方法。第三,讲述板级对外通信接口,包括USB接口、以太网接口的设计与实现。第四,以视频接口ADC/DAC、高速ADC(200Mbps采样)/DAC为例介绍如何基于Xilinx FPGA完成电路设计、驱动设计以及系统实现所需的各个方面。第五,重点讲述SERDES关键技术和开发,Rapid IO和PCI-E等高速接口。第六,介绍SRAM、DDR2/3 SDRAM存储控制器等常用存储器的使用,并分别给出相应的设计方法。

课程内容结合了大量培训讲师的科研教学实践成果,理论丰富,实验内容合理,具有非常强的系统性和实用性,可以引导学员快速提高FPGA数字系统设计水平,从而能够更快地完成设计,缩短开发时间,降低开发成本。

本课程为FPGA开发的基础课程,只需要学员具备基础的数字电路知识即可展开,期望以软、硬结合的方式将培训人员带入FPGA设计领域,并熟练掌握FPGA外设开发。

配合一套Arty A7 Board Artix-7 Xilinx FPGA 开发板的开发实验平台板进行实验,该开发板会配套赠送,并赠送全部课堂实验。

此外,基于Xilinx芯片的数字接口开发技术同样适用于Altera、Lattice等厂家的FPGA芯片,因此本门课程具有典型的指导价值。

培训目标:

  • 掌握基本的FPGA硬件电路设计,包括FPGA和外设电路设计原则。
  • 掌握FPGA外设开发基本技能。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 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。
  • 培训工具
  • 软件工具: Xilinx Vivado
  • 硬件工具: 高性能PC机 ,Arty A7 Board Artix-7 Xilinx FPGA
  • 开发板
    培训对象:使用Xilinx FPGA器件开发的工程师。
    学员基础:具有数字电路的基础知识。
    授课方式: 定制课程 + 案例讲解 + 小组讨论,60%案例讲解,40%实践演练

    培训内容:2天

    主题1:基本接口的设计和实现 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。
    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2:ADC/DAC接口专题 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;
    5. 掌握高速视频VGA DAC 接口设计方法和相应驱动;


    主题3:SERDES接口专题 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。
    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;
    3. Xilinx SERDES开发示例。

    主题4:Rapid IO接口专题 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。
    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
    2. Xilinx Rapid IO开发示例。

    主题5:PCI-E和千兆以太网接口专题 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。
    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6:存储器设计专题
    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。
    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.DDR3板级开发演示实例。
    7.系列的高速存储接口设计方案

     
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