FPGA應用設計初級培訓班

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課程背景
FPGA技術(shù)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，現在已經(jīng)被應用到各個(gè)領(lǐng)域，并且正在逐漸成為越來(lái)越多領(lǐng)先技術(shù)的系統級解決方案。為了幫助從事或者即將從事FPGA設計的工程師盡快的了解FPGA技術(shù)，掌握設計的方法和手段，我們針對FPGA的初學(xué)者設計了這個(gè)為期四天的課程，著(zhù)重介紹FPGA技術(shù)基礎、Verilog語(yǔ)言及基于嵌入式軟核處理器的SOPC系統設計方法。 課程說(shuō)明：本初級培訓班分為“Altera FPGA設計應用初級培訓班”和“Xilinx FPGA設計應用初級培訓班”兩個(gè)課程，將分別對Altera和Xilinx兩個(gè)主流的FPGA制造商的FPGA解決方案進(jìn)行針對性的培訓，實(shí)驗課也將分別在兩大廠(chǎng)商的經(jīng)典硬件平臺及開(kāi)發(fā)工具上進(jìn)行。學(xué)員可根據需求和興趣進(jìn)行選擇。 新聞鏈接：華嵌成功實(shí)施湘郵股份FPGA企業(yè)內訓！
課程目標
1.熟悉FPGA典型器件型號及結構     2.熟練FPGA設計流程及開(kāi)發(fā)方法     3.掌握Verilog語(yǔ)言設計方法     4.掌握狀態(tài)機設計方法     5.掌握FPGA的仿真及調試方法     6.熟練SOPC系統設計流程     7.掌握NIOS II/Microblaze硬件系統設計方法     8.掌握NIOS II/Microblaze軟件系統設計方法     9.掌握自定義組件的硬件設計、驅動(dòng)設計、及軟件設計方法     10.掌握嵌入式軟核系統的調試方法     11.掌握FPGA常用接口的設計方法     12.掌握相關(guān)開(kāi)發(fā)工具的使用方法
培養對象
FPGA系統的軟件和硬件開(kāi)發(fā)工程師；電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生和研究生；電子產(chǎn)品設計愛(ài)好者。
入學(xué)要求
學(xué)員學(xué)習本課程應具備下列基礎知識：         ◆電路系統的基本概念。
師資團隊
【劉老師】 ●     武漢華嵌中心高級講師，武漢大學(xué)工學(xué)碩士，曾任武漢某知名企業(yè)硬件項目經(jīng)理，5年嵌入式系統開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，3年項目管理經(jīng)驗，2年嵌入式培訓講師經(jīng)驗。熟練基于FPGA的UART、VGA接口電路設計，精通FPGA項目設計和開(kāi)發(fā)，掌握ISP, SIGNAL TAP等高級調試方法, 熟練應用NIOSII。熟悉IC設計流程，熟練應用相關(guān)EDA設計工具；熟練掌握應用系統，硬件測試電路設計；熟悉C51單片機和ARM嵌入式處理器、CPLD和FPGA可編程邏輯器件。   專(zhuān)長(cháng)研究方向： FPGA系統開(kāi)發(fā)，C51單片機、ARM系統開(kāi)發(fā)與設計，高速PCB繪制。。    【李老師】 ●     武漢華嵌中心高級講師，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗，廣博的專(zhuān)業(yè)知識，大型通訊公司的工作經(jīng)歷，目前就職于某大型科技集團，曾擔任過(guò)中興通信項目負責人和武漢電氣科技有限公司研發(fā)部經(jīng)理。 硬件方面：精通硬件開(kāi)發(fā)，設計過(guò)多種硬件電路，包括低端的51單片機、AMD的186 CPU系統，到復雜的如Motorola的MPC860、Samsung的S3c2440 arm系列等多種嵌入式系統，使用過(guò)Ti公司的C54系列到高端的Dm642系列的DSP器件，完成的功能包括簡(jiǎn)單的語(yǔ)音和DTMF信號的編解碼到復雜的水下成像的視頻算法。   尤其擅長(cháng)FPGA可編程器件的開(kāi)發(fā)，使用過(guò)從Altera公司早期的器件Max7000、Flex10K、epm6000、Acex1K系列，到最新的CycloneII、CycloneIII系列，以及xilinx公司的spartan3 1600e器件，完成基于嵌入式處理器microblaze的設計，熟練使用QuartusII ISE、Modelsim軟件，完成多種IP core的設計，包括PC104的ISA總線(xiàn)協(xié)議、PCI總線(xiàn)協(xié)議、VXI總線(xiàn)協(xié)議、HDLC和UART通信協(xié)議、100Mhz的SDRAM控制器、復用/解復用、總線(xiàn)仲裁邏輯、自定義總線(xiàn)協(xié)議、邏輯運算等。       更多師資力量請參見(jiàn)華嵌師資團隊。
教材
◆《武漢華嵌－FPGA應用設計初級班講義》         ◆《武漢華嵌－FPGA應用設計初級班實(shí)驗手冊》
班級規模及環(huán)境
為了保證培訓效果，增加互動(dòng)環(huán)節，我們堅持小班授課，每期報名人數限15人，多余人員安排到下一期進(jìn)行。 本課程實(shí)驗環(huán)境詳細情況單擊此處查看>>>
上課地點(diǎn)
武漢華嵌中心（滾動(dòng)開(kāi)班）：         上課地點(diǎn)：武漢市洪山區珞瑜路魯巷融眾集團C3棟27層（位于魯巷廣場(chǎng)購物中心正對面，光谷國際廣場(chǎng)旁邊），查看地圖>> 本課程每期班限額15名，報滿(mǎn)即停止報名，請提前在線(xiàn)或電話(huà)預約 武漢華嵌保留開(kāi)課時(shí)間調整的權利，歡迎來(lái)電洽詢(xún)
學(xué)時(shí)費用
◆課時(shí)： 共4天         ◆培訓費用（含教材費）：公司（2800元），個(gè)人自費（2500元），學(xué)生自費（1900元，憑有效證件）         ◆認證費（可選）：300元（考核通過(guò)，可獲中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì )嵌入式分會(huì )頒發(fā)的《FPGA應用設計初級工程師》證書(shū)）            ◆外地學(xué)員：代理安排食宿（需提前預定）
最新優(yōu)惠
◆團體報名優(yōu)惠措施：兩人95折優(yōu)惠，三人或三人以上9折優(yōu)惠         ◆同時(shí)報選《FPGA應用設計高級班》，即享受200元現金優(yōu)惠
質(zhì)量保障
1、培訓過(guò)程中，如有部分內容理解不透或消化不好，可免費在以后培訓班中重聽(tīng)；         2、培訓結束后免費提供一個(gè)月的技術(shù)支持，充分保證培訓后出效果；         3、培訓合格學(xué)員可享受免費推薦就業(yè)機會(huì )。
課程進(jìn)度安排（最新更新日期：2011.02.12）
時(shí)間	課程大綱
第一天
學(xué)習目標	第一天的課程將幫助學(xué)員了解FPGA系統設計的基礎知識，使學(xué)員對FPGA的典型應用及解決方案，典型型號及結構特點(diǎn)有一個(gè)深入的認識。學(xué)員將掌握FPGA系統設計的方法、流程及手段，學(xué)會(huì )操作FPGA開(kāi)發(fā)軟件來(lái)完成簡(jiǎn)單的FPGA設計和開(kāi)發(fā)。
9:00 | 12:00	1. FPGA典型應用及解決方案    本節將介紹FPGA在不同領(lǐng)域應用的優(yōu)勢，幫助學(xué)員了解FPGA的應用場(chǎng)合及常見(jiàn)的解決方案。    本節要點(diǎn)：   1.1 嵌入式應用，DSP應用，高速互聯(lián)應用，ASIC驗證應用，外設接口互聯(lián)應用   1.2 FPGA典型應用案例分享 2. FPGA典型器件型號及結構    本節將介紹主流FPGA廠(chǎng)商的傳統、主流及最新型號的器件特點(diǎn)，幫助學(xué)員掌握幾種最常見(jiàn)的FPGA器件的結構，了解最新的FPGA器件型號特點(diǎn)，掌握FPGA器件選型的原則和方法。    本節要點(diǎn)：    2.1 Altera：CPLD，CycloneI/II，Arria，Stratix    2.2 Xilinx：CPLD，Spartan3/6，Virtex5/6    2.3 FPGA兼容設計案例分析 3. FPGA設計流程及開(kāi)發(fā)方法    本節圍繞FPGA的設計流程，介紹主流FPGA廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)工具鏈，重點(diǎn)講授關(guān)鍵設計環(huán)節的工具特點(diǎn)，使學(xué)員掌握FPGA設計流程的各個(gè)環(huán)節及對應的開(kāi)發(fā)方法。    本節要點(diǎn)：    3.1 FPGA PCB設計要點(diǎn)    3.2 Altera：Quartus II，EDS，DSP Builder，SignalTap    3.3 Xilinx：ISE，XPS/EDK，System Generator，AccelDSP，ChipScope    3.4 Synplify，Modelsim，Matlab，Simulink
13:00 | 16:00	1. FPGA實(shí)驗平臺介紹    本節簡(jiǎn)要介紹課程使用的實(shí)驗開(kāi)發(fā)平臺：紅色颶風(fēng)系列開(kāi)發(fā)板，對其資源配置、設計理念、使用方法等進(jìn)行介紹，使學(xué)員具備在此實(shí)驗平臺開(kāi)展FPGA設計開(kāi)發(fā)的基礎。    本節要點(diǎn)：    1.1 PCB設計，電源設計，FPGA配置鏈路，接口設計，使用方法 2. 解剖一個(gè)典型的FPGA工程    本節以一個(gè)典型的FPGA工程為基礎，手把手為學(xué)員講授FPGA工程中的關(guān)鍵要素，要素的設計方法及作用。幫助學(xué)員迅速掌握FPGA開(kāi)發(fā)的主要環(huán)節。    本節要點(diǎn)：    2.1 設計輸入文件，約束文件，仿真激勵文件，波形文件，下載文件，調試文件，設計報告 3. 實(shí)戰訓練    本節由學(xué)員動(dòng)手，在FPGA實(shí)驗平臺上完成第一個(gè)FPGA工程設計。學(xué)員根據實(shí)驗手冊一步一步的完成一個(gè)功能直觀(guān)步驟完整的FPGA設計，總結在FPGA設計過(guò)程中常見(jiàn)的錯誤和問(wèn)題。    本節要點(diǎn)：    3.1 工程創(chuàng )建及屬性設置，源文件設計輸入方式，約束設計，工程編譯，功能仿真，時(shí)序仿真，硬件下載，硬件調試
第二天
學(xué)習目標	第二天的課程以設計輸入、仿真激勵設計及測試調試為主要內容，學(xué)員可以掌握FPGA開(kāi)發(fā)的基本設計輸入方法：原理圖輸入及Verilog硬件描述語(yǔ)言輸入，配合豐富的實(shí)例使學(xué)員了解FPGA資源的語(yǔ)言描述方法及數字系統的測試驗證方法，同時(shí)通過(guò)對設計原則和設計技巧部分的課程可以幫助學(xué)員提高系統設計的能力，為SOPC的系統設計打下良好的基礎。
9:00 | 12:00	1. FPGA設計輸入方法    本節針對FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程中的主要工作——設計輸入——進(jìn)行詳細分析，幫助學(xué)員掌握常見(jiàn)設計輸入方法，仿真激勵文件設計方法，理解硬件描述語(yǔ)言的可綜合設計風(fēng)格。    本節要點(diǎn)：    1.1 原理圖設計方法，Verilog語(yǔ)言基本結構，可綜合設計，仿真激勵設計    1.2 常用設計輸入方法實(shí)例分析 2. FPGA常用資源結構特點(diǎn)及調用方法    本節將學(xué)習FPGA器件的工藝結構，詳細介紹FPGA的各種邏輯資源特點(diǎn)及調用方法，幫助學(xué)員深刻理解FPGA的各種內部資源，為系統的進(jìn)行FPGA開(kāi)發(fā)打下基礎。    本節要點(diǎn)：    2.1 PLL/DCM等時(shí)鐘資源，Select IO資源，RAM資源，乘法器資源，SERDES資源    2.2 FPGA常用資源調用方法實(shí)例分析 3. 有限狀態(tài)機設計    本節講授數字系統設計中最常見(jiàn)的結構設計方法——有限狀態(tài)機，通過(guò)學(xué)習學(xué)員將掌握狀態(tài)機設計中的狀態(tài)劃分原則及硬件描述語(yǔ)言實(shí)現方法。    本節要點(diǎn)：    3.1 狀態(tài)機編碼，三段式狀態(tài)機設計    3.2 狀態(tài)機實(shí)例分析
13:00 | 16:00	1. FPGA設計原則及常用設計技巧    本節介紹FPGA設計中應遵循的設計原則和常用設計技巧，通過(guò)學(xué)習學(xué)員可從更高的層次上理解數字系統的設計方法。    本節要點(diǎn)：    1.1 設計原則：模塊化設計，基于IP設計，時(shí)鐘復位系統設計    1.2 設計技巧：面積與速度互換、兵乓操作、流水線(xiàn)    1.3 流水線(xiàn)設計實(shí)例分析 2. 設計輸入與驗證實(shí)戰訓練    本節讓學(xué)員動(dòng)手去完成既定的實(shí)驗任務(wù)，在實(shí)踐中掌握硬件描述語(yǔ)言的編寫(xiě)方法及系統設計的模塊化設計方法。    本節要點(diǎn)：    2.1 用Verilog語(yǔ)言實(shí)現特定功能組合邏輯電路    2.2 用Verilog語(yǔ)言實(shí)現特定功能時(shí)序邏輯電路    2.3 頂層文件設計方法及模塊調用方法    2.4 測試激勵的編寫(xiě)方法及仿真 3. 實(shí)時(shí)硬件調試實(shí)戰訓練    本節通過(guò)實(shí)驗演示及學(xué)員動(dòng)手相結合，是學(xué)員掌握FPGA實(shí)時(shí)調試工具——虛擬邏輯分析儀——的使用方法，提高FPGA調試測試的技能。    本節要點(diǎn)：    3.1 虛擬邏輯分析儀的原理及特點(diǎn)    3.2 使用虛擬邏輯分析儀進(jìn)行調試的設計流程    3.3 Altera實(shí)戰：使用SignalTap進(jìn)行實(shí)時(shí)硬件調試    3.4 Xilinx實(shí)戰：使用ChipScope進(jìn)行實(shí)時(shí)硬件調試
第三天
學(xué)習目標	第三天的課程以SOPC系統概念為切入點(diǎn)，重點(diǎn)介紹FPGA EDS解決方案的體系結構及硬件設計流程。圍繞軟核處理器、Avalon總線(xiàn)及外圍組件三個(gè)方面對SOPC的硬件結構進(jìn)行介紹。通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)用的SOPC工程使學(xué)員掌握EDS/XPS工具的基本使用方法及硬件設計流程。
9:00 | 12:00	1. SOPC系統基礎及典型解決方案    本節講授SOPC系統的基礎知識及SOPC的構成要素，介紹當前典型的幾種SOPC解決方案及優(yōu)缺點(diǎn)，使學(xué)員對SOPC有一個(gè)基本的認識。    本節要點(diǎn)：    1.1 SOPC構成要素，典型軟核SOPC解決方案，典型硬核SOPC解決方案，SOPC系統優(yōu)缺點(diǎn) 2. Altera NIOS II解決方案    本節基于A(yíng)ltera NIOS II軟核處理器，通過(guò)一個(gè)典型的工業(yè)數據采集SOPC系統工程，詳細介紹NIOS II SOPC解決方案的構成要素。通過(guò)學(xué)習，學(xué)員將從整體上理解NIOS II SOPC解決方案的架構和重要的構成要素，學(xué)會(huì )使用原理圖和硬件描述語(yǔ)言的方式調用SOPC工程模塊。    本節要點(diǎn)：    2.1 一個(gè)典型的工業(yè)采集系統SOPC工程    2.2 NIOS II解決方案架構，開(kāi)發(fā)工具鏈    2.3 NIOS II 軟核處理器，Avalon總線(xiàn)，典型外設組件    2.4 NIOS II硬件抽象層HAL及系統庫    2.5 定制指令及定制組件    2.6 SOPC的時(shí)鐘與復位系統    2.7 NIOS II軟核系統的調用方法
13:00 | 16:00	1. NIOS II解決方案的系統設計流程    本節為學(xué)員講述NIOS II解決方案的系統設計流程，通過(guò)學(xué)習學(xué)員可以從流程上清晰地理解SOPC設計的各個(gè)主要環(huán)節。    本節要點(diǎn)：    1.1 NIOS II解決方案的系統設計流程    1.2 NIOS II解決方案的硬件設計流程    1.3 NIOS II解決方案的軟件設計流程    1.4 NIOS II解決方案的軟硬件下載流程 2. SOPC Builder開(kāi)發(fā)環(huán)境及使用方法    本節基于實(shí)驗平臺的一個(gè)SOPC最小系統工程，介紹SOPC Builder工具環(huán)境的使用方法。學(xué)員可學(xué)會(huì )使用該工具建立SOPC系統，掌握該工具提供的主要功能。    本節要點(diǎn)：    2.1 實(shí)驗平臺上的一個(gè)SOPC最小系統工程    2.2 NIOS II處理器的調用與配置    2.3 Avalon總線(xiàn)互聯(lián)方法    2.4 常用外設組件及調用及其配置    2.5 定制外設組件的實(shí)現方法    2.6 SOPC系統的地址及中斷    2.7 SOPC系統軟件設計初步 3. SOPC Builder實(shí)戰訓練    本節由學(xué)員動(dòng)手設計并實(shí)現一個(gè)簡(jiǎn)單的處理器控制系統，在實(shí)踐中加深對SOPC硬件設計流程及常見(jiàn)組件的使用方法，熟練SOPC Builder工具的操作。    本節要點(diǎn)：    3.1 在FPGA開(kāi)發(fā)板上組建一個(gè)簡(jiǎn)單的處理器控制系統    3.2 SOPC Builder工具操作方法
第四天
學(xué)習目標	第四天的課程以軟件開(kāi)發(fā)及調試為主。通過(guò)第四天的學(xué)習，學(xué)員應掌握NIOS II SOPC系統的軟件開(kāi)發(fā)流程及相關(guān)工具，能夠針對不同的系統需求進(jìn)行系統配置，并選擇或設計相應的API接口進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。配合前三天講授的內容，掌握SOPC系統的軟硬件協(xié)同設計設計。
9:00 | 12:00	1. NIOS II解決方案的軟件架構    本節主要講授NIOS II解決方案的軟件架構，主要圍繞硬件抽象層，API和用戶(hù)應用程序三個(gè)方面進(jìn)行介紹，使學(xué)員深入了解NIOS II解決方案的軟件設計要素。    本節要點(diǎn)：    1.1 軟件架構，軟件開(kāi)發(fā)工具鏈    1.2 HAL硬件抽象層    1.3 HAL API接口    1.4 用戶(hù)應用程序    1.5 標準系統庫，嵌入式操作系統 2. NIOS II IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境及使用方法    本節為學(xué)員介紹NIOS II IDE軟件及其工具鏈的使用方法，按照SOPC軟件設計流程對重要的設計步驟進(jìn)行講解，使學(xué)員學(xué)會(huì )使用NIOS II IDE工具，了解SOPC軟件設計及調試方法。    本節要點(diǎn)：    2.1 系統工程向導及模板    2.2 系統庫及用戶(hù)工程的管理與配置    2.3 SOPC軟件設計方法    2.4 SOPC軟硬件協(xié)同調試方法    2.5 SOPC軟件的固化方法 3. NIOS II IDE實(shí)戰訓練    本節由學(xué)員動(dòng)手在前一天設計的簡(jiǎn)單的處理器控制系統上添加軟件功能，理解SOPC系統中軟件實(shí)現方法和硬件實(shí)現方法的區別，掌握SOPC軟件設計及調試方法，熟練NIOS II IDE工具的操作。    本節要點(diǎn)：    3.1 在組建的簡(jiǎn)單處理器控制系統上添加軟件工程    3.2 NIOS II IDE工具操作方法
13:00 | 16:00	1. SOPC軟件工程實(shí)例分析    本節基于典型的工業(yè)數據采集SOPC系統的軟件結構，為學(xué)員介紹常見(jiàn)的SOPC外圍組件的軟件控制方法，介紹自定義外圍組件的HAL設計及API封裝方法，使學(xué)員具備開(kāi)發(fā)SOPC外圍接口的能力。    本節要點(diǎn)：    1.1 常見(jiàn)外圍組件的軟件控制方法    1.2 用戶(hù)自定義組件的HAL設計及API封裝方法 2. SOPC系統綜合訓練    本節提出一個(gè)SOPC系統需求，要求學(xué)員設計一個(gè)圖像顯示系統的SOPC結構，并在實(shí)驗平臺上實(shí)現。通過(guò)這個(gè)綜合訓練，使學(xué)員融會(huì )貫通的使用SOPC系統結構設計、FPGA硬件設計、SOPC軟硬件協(xié)同設計等方法。具備從需求到實(shí)現的設計開(kāi)發(fā)能力。    本節要點(diǎn)：    2.1 SOPC系統結構設計    2.2 FPGA硬件設計    2.3 SOPC軟硬件協(xié)同設計    2.4 SOPC工具鏈使用 3. 課程總結與展望    本節將回顧四天SOPC課程的主要內容，幫助學(xué)員總結課程的要點(diǎn)和課程培訓中常見(jiàn)的問(wèn)題，同時(shí)為學(xué)員介紹進(jìn)一步學(xué)習SOPC系統的相關(guān)內容和資源。