电子设计自动化(EDA)实训平台

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技术文章

作者：管理员发布时间：2024-08-01 16:32:12

一、产品概述：
MY-F3D 电子设计自动化(EDA)实训平台是一款基于Altera公司CycloneIII/IV/V 系列 FPGA的高端实验开发平台。独有的GUI人机操作界面、采用系统底板+核心板+扩展板的灵活设计，并配备有多种扩展模块供用户自行选择配置。
开发平台采用系统底板+核心板+扩展板的设计方法，通过选择不同的核心板和扩展板构成不同功能的开发平台。能最大限度的满足用户的性能需求。模块化的设计能使用户对系统设计有清晰的认识。
二、主要技术指标：
1、输入电压：单相三线～220V±10% 50Hz
2、装置容量：＜1kVA
3、工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度<85％(25℃)
4、装置容量：<500VA
5、外形尺寸：单个实训台尺寸为1.6m×0.7m×1.15m。
三、产品结构：
装置由仪器架、电源控制箱、实验桌、EDA实验系统、移动矮柜、学生凳等组成。实验装置支架与实验桌可组合、可拆装。支架与桌脚一体，铝合金结构。
（一）仪器架：仪器架置于实训台顶部，由截面尺寸：70mm×70mm，高性能表面氧化的铝型材、双面喷塑钢板及一次成型铝压铸框架连接构件构成（非焊接工艺），外形美观，结构牢固耐用。仪器架底部装有隐藏式扁平形照明LED灯，光源集中柔和明亮，外形美观。
（二）电源控制箱：电源控制箱铝型材结构，内嵌多组交流220V仪器仪表工作电源插座，并设有独立漏电保护开关，电源控制箱置于仪器架下部，仪器仪表电用安全方便。并装有LED灯控制开关。
（三）实训桌结构：
实训桌规格为1400（长）*700（宽）*1150（高），设有一个键盘托一个抽屉，桌子下部靠后右边有一个电脑主机箱托。实验桌主体结构全部采用高性能表面氧化的铝型材及一次成型铝压铸框架连接构件，连接构件采用压铸成型工艺（非焊接工艺），经机加工、抛丸、喷砂，表面静电喷涂工艺，安装方便、快捷，用户可自行DIY组装。桌体立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70mm×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部装有注塑成型配套塑料堵头。桌面采用25mmE1级三聚氰胺饰面板，桌面板下设支撑框架，承受力不少于300kg。配备储存柜，存放元件及工具，储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。实训装置整体简约不简单，符合现代化产品审美和发展趋势。
实验桌后面二支截面尺寸70mm×70mm桌脚向上延伸，与一次成型铝压铸框架连接构件构成（非焊接工艺）牢固的支架，与仪器架、电源控制箱组成一个完整的实训屏。
（四）储存柜1个：配备储存柜，存放实训模块及工具，储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。
（五）靠背椅2张：靠背椅采用结实厚钢管支架，结实耐用，结构符合人体工程学，久坐不累，亚麻布面质感好。
（六）实验器材：EDA实验系统1套，可两人共同完成实验项目，技术指标：
EDA/SOPC系统综合开发平台是一款基于Altera公司CycloneIII/IV/V 系列 FPGA的高端实验开发平台。独有的GUI人机操作界面、采用系统底板+核心板+扩展板的灵活设计，并配备有多种扩展模块供用户自行选择配置。
开发平台采用系统底板+核心板+扩展板的设计方法，通过选择不同的核心板和扩展板构成不同功能的开发平台。能最大限度的满足用户的性能需求。模块化的设计能使用户对系统设计有清晰的认识。
（七）开发平台硬件资源
Ø FPGA-4C10 FPGA核心板
1.核心板采用6层高精度PCB设计，系统运行更加稳定、可靠。
2.主芯片采用Altera公司的CycloneIV系列级FPGA EP4CE10F17C8N，门电路高达100万门。
3.FPGA配置芯片采用EPCS16，容量高达16M BIT，擦写次数高达上万次。
4.提供JTAG编程模式。
5.核心板与系统板连接后，板载USB-Blaster电缆；只需要一根USB线就可以对核心板进行程序下载。
6.一路50M高速、稳定的时钟源。
7.一路系统复位电路。
8.系统电源管理模块能够提供+5V、+3.3V、+2.5V、1.2V等多种不同电压的电源输出供系统使用。
9.一路16M*16BIT SDRAM。
10.系统提供四位带LED灯的复位按键。
11.核心板提供与核心板其它资源不复用的130个以上的IO供用户二次开发使用。
Ø EDA/SOPC系统板
1.标配854*480 24位 TFT彩色串行LCD显示。用户可更换不同规格的显示屏。
2.与屏配套标配电容触摸屏。
3.1个模拟信号发生器模块，可提供频率、幅度均可调的正弦波、三角波、方波等信号波形。
4.1个数字时钟输出模块，可提供24M至1HZ的数字脉冲信号。
5.1个8位高速并行ADC接口模块，速度高达40 Msps。
6.1个8位高速并行DAC接口模块速度高达33 Msps。
7.1个串行A/D转换接口。
8.1个串行D/A转换接口。
9.1个VGA接口模块。
10.1个UART串行通迅模块。
11.1个USB转串口设备接口。
12.1个Ethernet10M/100M高速接口模块。
13.1个SD卡接口模块
14.2个PS2接口模块，可以接键盘或鼠标。
15.1个I2C接口的E2PROM，型号为AT24C08N。
16.1个音频CODEC模块（喇叭、蜂鸣器可选择，音量可调节）。
17.1个RTC实时时钟芯片，具有时钟掉电保护、电池在线式充电功能。
18.12个拨动开关和12个按键开关输入。
19.12个发光LED显示。
20.1个八位七段码管显示模块。
21.2位静态数码管显示模块。
22.16x16矩阵led点阵显示模块。
23.4X4矩阵键输入模块
24.1个电压控制的直流电机和1个四相的步进电机模块。
25.1个数字温度传感和1个霍尔传感器模块。
26.HH—EXT高速接口模块。
27.多路电源输出（均带过流、过压保护）。
四、实验项目
EDA实验与电子设计竞赛实验内容：
1.简单的QUARTUSII实例设计
2.格雷码编码器的设计
3.含异步清零和使能的加法计数器
4.八位七段数码管显示电路的设计
5.数控分频器的设计
6.图形和语言混合输入电路设计
7.步长可变的加减计数器的设计
8.四位并行乘法器的设计
9.设计四位全加器
10.可控脉冲发生器的设计
11.基本触发器的设计
12.矩阵键盘显示电路的设计
13.16*16点阵显示实验
14.直流电机的测速实验
15.步进电机驱动控制
16.交通灯实验
17.DDS信号发生器的设计
18.电子音乐设计实验
19.PLL锁相环IP设计实验
20.PS2接口键盘显示实验
21.VGA彩条信号发生器的设计
22.七人表决器设计实验
23.四人抢答器设计实验
24.正负脉宽调制信号发生器设计
25.数字频率计的设计
26.多功能数字钟的设计
27.数字秒表的设计
28.出租车计费器的设计
29.数码锁的设计
30.PS2鼠标编码设计
31.SPI串行AD/DA转换器的设计
32.1602液晶显示实验
Qsys 32位处理器示例实验
1.最简单Qsys系统设计
2.PIO IP核-流水灯实验
3.SDRAM IP核的系统设计
4.SPI Flash编程实验
5.PIO输入-开关信号的读取实验
6.PIO IP核-中断
7.基于Timer IP核的定时器的设计
8.矩阵键盘与数码管显示实验
9.UART串口通迅实验
10.基于IIC的EEPROM读写实验
11.SDRAM读写操作实验
12.1602液晶显示实验
13.RTC实时时钟实验
14.串行AD/DA-SPI核
15.信号发生器-SPI核
16.1-WIRE数字温度计的设计
17.点阵字符显示实验
18.读SD卡实验
五、配置表

序号	名称	说明	数量
1	仪器架		1套
2	电源控制箱		1套
3	实验桌		1张
4	移动矮柜		1个
5	学生椅		2张
6	EDA实验系统	表一	1套
7	工具	尖嘴钳1把、镊子1把、斜口钳1把	1套
8	电脑	用户自备	1台

表一

设备名称	EDA/SOPC系统综合开发平台
核心芯片	EP4CE10F17C8N
工作电压	～220v±10%，50Hz±1Hz
尺寸（mm）	420 x 290 x 130
重量(kg)	<5
软件版本	QuartusII 13.0 ,NiosII SBT for Eclipse 13.0，ModelSim 13.0
例程语言	提供Verilog，VHDL两种版本例程供用户使用
附件清单	串口线 × 1	USB连接线 × 1
	网络连接线 × 1	电源连接线 × 1
	实验指导书 × 3	开发DVD套件 × 1