FPGA系統設計班 課程目標&培養對象

  • 課程目標

    1

    培養學員迅速掌握和使用FPGA數字系統開發工具、開發流程,能夠獨立進行初步的FPGA系統設計。經過培訓,學員可以掌握HDL語言的初步開發能力,并且解決FPGA產品開發過程中的常見問題,掌握基于FPGA的設計和調試方法。

  • 培訓對象

    2

    FPGA系統的軟件和硬件開發工程師;電子類專業的大學生和研究生;電子產品設計愛好者。

3年磨一劍,FPGA系統設計班,完美

專家級老師授課 企業真實項目實訓 打造高技能、高端人才

第一階段

階段目標 了解FPGA系統設計的基礎知識,掌握FPGA最小系統硬件電路設計方法,學會操作QuartusII軟件來完成FPGA的設計和開發。
階段課程 FPGA概念
1.1 FPGA簡單入門
1.2 FPGA應用領域
1.3 FPGA的優勢
1.4 開發流程
FPGA芯片的的結構
2.1 FPGA的結構、內部邏輯單元及接口
2.2 主流低成本FPGA的結構、內部邏輯單元及接口
2.3 FPGA的布線策略
開發工具簡介
3.1軟件下載和申請license申請
3.2 Quartus Ⅱ的安裝
3.3 ModelSimAltera的安裝
3.4 USBBlaster的驅動安裝
FPGA .V文件的編程規范
4.1 單個.v文件的書寫規范
4.2 多個.v文件的書寫規范
4.3 聲明部分的編寫規范
4.4 主體部分編寫,always、initial、function、task的選擇和使用
4.5 Always語句塊編寫規范和注意要點
4.6 Alwasys內部功能的擴充和Always直接的通信和協調
FPGA關鍵電路的設計
5.1FPGA板級電路設計五要素
5.1.1能量供應——電源電路
5.1.2心臟跳動——時鐘電路
5.1.3狀態初始——復位電路
5.1.4靈活定制——配置電路
5.1.5自由擴展——外設電路
5.2FPGA核心板設計
5.2.1讀懂器件手冊
5.2.2核心板電路設計架構
5.2.3電源電路設計
5.2.4時鐘和復位電路設計
5.2.5配置電路設計
5.2.6SDRAM電路設計
5.2.7引腳分配規劃和擴展I/O電路
5.3 擴展子板設計
5.3.1 基本外設子板
5.3.2 LCD顯示驅動子板
5.3.3 VGA顯示驅動子板
5.3.4 USB和UART串口子板
5.3.5 超聲波與視頻采集子板
 
實戰一 訓練課題:“交通燈的設計實現”
實驗要點:
1.1 Quartus II工程創建及屬性設置
1.2 Quartus II源文件設計輸入方式
1.3 Quartus II約束設計
1.4 Quartus II工程編譯
1.5 Quartus II功能仿真
1.6 Quartus II時序仿真
   

第二階段

階段目標 熟練掌握硬件描述語言(Verilog HDL)是FPGA工程師的基本要求。通過本節課程的學習,學員可以了解目前最流行的Verilog HDL語言的基本 語法,掌握Verilog HDL語言中最常用的基本語法。通過本節課程學習,學員可以設計一些簡單的FPGA程序,掌握組合邏輯和時序邏輯電路的設計 方法。通過實戰訓練,學員可以對Verilog HDL語言有更深入的理解和認識。
階段課程 1. 層次建模的概念
2. 模塊和端口
3. 門級建模
4. 數據流建模
5. 行為級建模
6. 任務和函數
7. 實用建模技術
8. Verilog HDL操作數和操作符
9. Verilog HDL和VHDL語言的對比
10. Verilog HDL循環語句
11. Verilog HDL程序的基本結構
12. Verilog HDL語言的數據類型和運算符
13. Verilog HDL語言的賦值語句和塊語,阻塞和非阻塞賦值語句的區別
14. Verilog HDL語言的條件語句,包括IF語句和CASE語句的典型應用
15. Verilog HDL語言的其他常用語句
16. Verilog HDL語言實現組合邏輯電路
17. Verilog HDL語言實現時序邏輯電路
實戰二 訓練課題:“順序執行狀態機設計實驗”
實驗要點:
1.1 Quartus II軟件操作
1.2 組合邏輯電路設計實現
1.3 IF語句和CASE語句的使用
實戰三 訓練課題:“跑馬燈設計實現”
實驗要點:
2.1 Quartus II軟件操作
2.2 時序邏輯電路設計實現
2.3 分頻原理和實現方法
實戰四 訓練課題:“7段數碼管測試實驗-以動態掃描方式在8位數碼管“同時”顯示0-7”
實驗要點:
3.1 Quartus II軟件操作
3.2 了解如何按一定的頻率輪流向各個數碼管的COM端送出低電平,同時送出對應的數據給各段。
3.3 介紹多個數碼管動態顯示的方法。

第三階段

階段目標 雖然利用第二階段課程學到的HDL基本語法可完成大部分的FPGA功能,但相對復雜的FPGA系統設計中,如能夠合理應用Verilog HDL的高級語法結構,可達到事半功倍的效果。通過第三天課程的學習,學員可掌握任務(TASK),函數(FUNCTION)和有限狀態機(FSM)的設計方法,可更好的掌握FPGA的設計技術。此外,本節課程還介紹了QuartusII軟件的兩個常用的高級工具-SignalTAP,可提高FPGA設計和調試的效率。
階段課程 1. TASK和FUNCTION語句的應用場合
2. Verilog HDL高級語法結構-任務(TASK)
3. Verilog HDL高級語法結構-任務(FUNCTION)
4. 有限狀態機(FSM)的設計原理及其代碼風格
5. 邏輯綜合的原則以及可綜合的代碼設計風格
6. SignalTap II在線邏輯分析儀使用方法
7. FPGA編程思想梳理和升華

第四階段

階段目標 隨著FPGA芯片的性能和密度不斷提高, 基于FPGA的SOPC系統正在逐漸成熟并且在很多領域得到了應用。第四階段課程主要給學員介紹Altera公司基于NIOSII軟核的SoPC系統設計流程和方法。通過硬件開發板上的SoPC系統設計實驗,學員能夠體會SoPC技術給系統設計帶來的靈活性。最后通過FPGA綜合設計實驗,學員完成對四天學習內容的回顧和總結。
階段課程 1. 基于FPGA系統組成原理和典型方案
2. Altera公司的解決方案
3. FPGA的編程思想的總結
4. FPGA硬件開發的思路
5. FPGA調試方法
6. SOPC 開發思路和技巧
7. NIOS開發流程和技巧
8. SOPC Build CPU軟核的搭建
9. NIOS+SOPC Builder+Quartus的聯合使用案例
實戰五 訓練課題:“NIOS+SOPC Builder+Quartus的聯合使用”
實驗要點:
1.1 SOPC調試方法
1.2 SOPC軟件開發流程
1.3 NIOS+SOPC Builder+Quartus的聯合開發實驗
實戰六 訓練課題:“SOPC 軟核綜合設計實驗”
實驗要點:
2.1 復雜軟核的構建
2.2 復雜軟核的Nios編程
2.3 軟核組織和裁剪
  • 課程目標

    1

    本課程主要針對具備一定基礎的學員,幫助學員快速提高技能,使之能夠運用高級技巧快速自主地設計復雜FPGA系統或者FPGA和DSP協同工作的系統。

  • 培訓對象

    2

    具備一年左右的FPGA系統或者硬件系統開發設計經驗的工程師,或者具有一定基礎的電子類專業的大學生和研究生。

3年磨一劍,FPGA系統設計班,完美

專家級老師授課 企業真實項目實訓 打造高技能、高端人才

第一階段

階段目標 1. 三個設計基本原則,包括面積和速度的平衡互換原則,硬件可實現原則和同步設計原則
2. 掌握PS2協議,掌握時鐘線和數據線是如何控制數據的讀寫的
3. FPGA設計仿真驗證的原理和方法
4. ModelSim SE仿真驗證技巧
5. 仿真測試文件(Testbench)的設計方法
6. 異步SRAM的操作時序
實戰一 訓練課題:“ModelSim軟件的使用”
實驗要點:
1.1 ModelSim軟件工程創建
1.2 ModelSim軟件進行仿真
1.3 測試文件(Testbench)的設計方法
   
實戰二 訓練課題:“異步SRAM存儲器讀寫操作”
實驗要點:
2.1 SRAM存儲器的操作時序設計
2.2 復雜硬件開發的思想方法
   

第二階段

階段目標 介紹AD/DA、RS232接口、數字信號處理的基本概念,對數模、模數轉化、串口通訊、數字信號處理的解決方案進行分析和對比,重點講述常用MCU處理器、數字信號處理模塊的FPGA實現,通過硬件描述語言對這些模塊的描述和驗證,幫助學員加深對算法硬件實現的認識。
階段課程 1.AD/DA轉換器接口設計
1.1 選擇正確的時鐘采樣邊沿
1.2 選擇適合的同步頭檢測方法
1.3 選擇有效的緩存策略
2.利用FPGA實現RS-232C串行接口
2.1 RS-232C接口通訊原理和相關電氣標準
2.2 RS-232C的通訊協議的要點
2.3 TxD,RxD是怎樣控制數據傳輸的
2.4 RS-232C接口的原理圖剖析
2.5 軟件和硬件握手的相關概念
2.利用FPGA實現RS-232C串行接口
2.1 RS-232C接口通訊原理和相關電氣標準
2.2 RS-232C的通訊協議的要點
2.3 TxD,RxD是怎樣控制數據傳輸的
2.4 RS-232C接口的原理圖剖析
2.5 軟件和硬件握手的相關概念
3.2.4 四通道PWM信號發生器接口模塊設計
3.2.5 李薩如圖波形發生器擴展模塊設計
3.3 基于單片機核的FPGA片上系統設計
3.3.1 單片機擴展串進并出/并進串出模塊的SOC設計
3.3.2 擴展SRAM模塊的片上系統設計
3.3.3擴展移相信號發生器模塊的片上系統設計
4. FPGA和DSP處理器聯合應用的領域,視頻、圖像、人臉識別,指紋識別的等領域的現狀及發展前景。
5. HPI接口的分析,以及FPGA如何利用HPI接口對DSP進行控制。
6. 詳細剖析DSP進行圖像處理的關鍵技術(圖像編碼解碼技術,圖像處理的相關算法)
7. 案例分析:高清視頻處理系統之圖像閾值變換算法,及其達到的效果
實戰三 訓練課題:“RS232C接口和PC主機的雙向傳輸實驗”
實驗要點:
1.1 掌握RxD,TxD怎樣控制數據傳輸的
1.2 掌握RS232C通訊原理、設計實現和硬件握手和軟件握手的概念
1.3 通過RS232接口,FPGA向PC主機發送字符串, PC主機向FPGA發送數據,并使數據顯示在數碼管上。
實戰四 訓練課題:“AD數據采集系統設計”
實驗要點:
2.1 AD轉換器與FPGA接口設計
2.2 片上雙口RAM的乒乓緩存
2.3 FPGA與PC的通信
實戰五 訓練課題:“視頻圖像采集實驗”
實驗要點:
3.1 掌握編碼解碼芯片的工作原理
3.2 掌握視頻圖像處理解決方案,所要用到的接口、器件和原理
3.3 DSP進行視頻圖像處理的流程。
實戰六 訓練課題:“視頻圖像處理的相關算法之一----圖像反色實驗”
實驗要點:
4.1 了解圖像反色的原理和應用領域
4.2 了解圖像反色的相關算法
實戰七 訓練課題:“視頻圖像處理的相關算法之二----圖像閾值變換實驗”
實驗要點:
5.1 了解圖像閾值變換的原理和應用領域
5.2 了解圖像閾值變換的相關算法

第三階段

階段目標 1.PS2鍵盤鼠標協議詳解     2.USB開發
實戰八 訓練課題:“PS2接口鍵盤、鼠標實驗”
實驗要點:
2.1 ModelSim SE軟件操作技巧演練
2.2 PS2接口操作時序設計
2.3 基于模型的系統仿真方法
實戰九 訓練課題:“USB讀取數據實驗”
實驗要點:
2.1 USB讀寫方法
2.2 USB硬件系統設計

嵌入式FPGA業內權威名師,平均7年實戰教學經驗

跟一線企業實戰名師,學真本事

  • 高級工程師,北京理工大學碩士,北京智聯友道科技有限公司技術總監,原澳大利亞吉納驅動公司中國區研發部技術總監,15年研發經驗.精通電路設計、PCB電磁兼容設計、電機控制以及各種控制算法的實現.對自動化控制具有豐富的實踐經驗。曾帶團隊成功設計“智能倉庫揀貨系統”、“電動汽車控制器及其檢測系統”等大型項目,并已經投入使用并穩定運行

    劉老師

    微電子技術總監

  • 汪利新,北京智聯友道科技有限公司教學產品研發中心總經理,具有多年項目研發經驗 精通各種單片機、ARM等處理器,對物聯網工程系統具有豐富的實踐經驗,對Linux操作系統的工作機制、底層驅動和應用層開發設計有著深入的理解,帶領研發團隊完成“智能停車管理系統”、“智能農業大棚控制系統”等大型項目。

    汪老師

    微電子產品研發總經理

  • 北京理工大學碩士,現為北京遙感設備研究所高級工程師,曾供職于海爾、華為等世界 500 強企業.具備豐富的硬件電路設計經驗。知名電子產品開發方向技術顧問;豐富的嵌入式及物聯網系統軟、硬件產品開發經驗;主持開發過多個大型嵌入式及物聯網項目,涉及工業控制、網絡、通訊、消費電子等眾多領域

    羅老師

    微電子高級工程師

  • 微電子高級工程師,友道學院特聘專家。豐富的微電子、嵌入式及物聯網系統軟、硬件產品開發經驗;主持開發過多個大型嵌入式及物聯網項目,涉及工業控制、網絡、通訊、消費電子等眾多領域。 曾在華為、海爾集團等公司擔任 team leader

    劉老師

    微電子項目經理

  • 豐富的嵌入式及物聯網系統軟、硬件產品開發經驗;主持開發過多個大型嵌入式項目 目前從事集成電路CAD和優化設計、微電路可靠性分析和可靠性設計、生產過程控制(SPC、Cpk)和工藝優化等方面的研究和教學工作。

    王老師

    微電子高級工程師

學員成功案例,超越自己其實很簡單

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學員就業薪資大起底:
  • 北京**科技發展有限公司——12K/月
  • 普*微電子技術有限公司——13K/月
  • 北京美*科技有限公司——11K/月
  • 金**科技有限公司——13K/月
  • *星微電子有限公司——14K/月
  • 北京東**微電子有限公司——12K/月
  • 北京燕*微電子有限公司——13K/月
  • 圣*微電子有限公司——11K/月
  • 北京*鋼微電子有限公司——12K/月

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