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EDA及SOPC实验开发系统

发布时间:2013/4/21 13:52:12 来源:郑州威科特电子 点击:

一、功能介绍

      EL-EDA-VI实验箱是集EDA SOPC 开发为一体的综合性实验箱,它不仅可以独立完成各种EDA 设计,也可以完成多种SOPC开发。

      CPU适配器E-PLAY-SOPC配合EL-EDA-VI底板,可完成各种基本的EDA实验。由于CPU适配器E-PLAY-SOPC本身具有E_PLAY接口,只需提供电源即可独立完成功能测试,也可控制用户开发的E_PLAY接口模块。由于EL-EDA-VI底板加入了两路E_LAB外扩接口,可以配合公司现有的多种E_LAB模块,来完成大学生毕业设计、电子设计竞赛、及创新设计,同时该系统也是从事教学及科研的广大教师和工程师们的理想开发工具,具有极高的灵活性,开放性和可开发性。

二、结构简介

      EL-EDA-VI型实验系统硬件由主CPU适配器E-PLAY-SOPC板、集成外部资源的EL-EDA-VI底板、及外扩E_LAB接口组成。系统组成框图如下:


EL-EDA-VI系统组成框图

    以下是各电路模块

    ● 主适配器:

    ▲ 具有E_PLAY接口的E-PLAY-SOPC适配器,主芯片采用Altera公司的Cyclone系列EP1C6EP1C12

    ● 扫描驱动类接口:

    ▲ 8位数码管显示模块

    ▲ 16×16 LED点阵

    ▲ 4×4矩阵键盘输入模块

    ▲ 128×32液晶显示模块

    ▲ 176×220 TFT彩色液晶显示模块

    ● 通用数字式接口:

    ▲ 16位按键输入模块,20位拨码开关输入模块

    ▲ 16LED呈环形排列,高电平驱动

    ▲ 8位用户LEDL1-L8,低电平驱动(正端已拉3.3VVCC

    ▲ 8位用户IOP1-P8,从EDA-VI右端CPLD引出,暂用作时钟信号)

    ▲ 16位从CPU引出的系统IOIO1-IO4PLL1),IO5-IO8(与CPU板上L0-L3复用),IO9-IO16(通用IO,未使用,可供用户自由分配使用)

    ● 数字器件及接口:

  ▲ SPI接口的A/D转换模块:TLV1570 ADC8通道(EDA-VI引出2通道)10位、SPI接口、基准电压内置/外置,采样率1.25MSPS/5V625KSPS/3V,采样范围0V~AVDD,供电电压2.7V~5.5V

  ▲ SPI接口的D/A转换模块:TLV5617A DAC8通道(EDA-VI引出2通道)10位,SPI接口,基准电压外部提供,转换率93KSPS,可编程稳定时间2.5us(快速方式)/12us(慢速方式),供电电压2.7V~5.5V

  ▲ CAN接口电路(暂不提供实验)

    ● 总线类接口:

    ▲ E_PLAY接口,连接CPU板到EDA-VI实验箱底板

    ▲ E_LAB接口,在EDA-VI实验箱底板上扩展接口,用于E_LAB扩展模块控制

    ● 其它:

    ▲ 一路由4位拨码选择的可调时钟输出,5路常用固定时钟输出

    ▲ 可变电阻器,产生可变的模拟电压量(0-3.3V),可作为A/D的模拟量输入

    ▲ EDA-VI底板上有两片CPLD,采用Altera公司基于Flash工艺的MAX II芯片EPM1270

    ▲ VGA接口(E-PLAY-SOPC适配器上)

    ▲ PS2接口(E-PLAY-SOPC适配器上)

    ▲ USB接口(E-PLAY-SOPC适配器上)

    ▲ UART接口(E-PLAY-SOPC适配器上),外扩串口EXT_UARTEL-EDA-VI实验箱底板上)

三、实验项目:

    1EDA实验部分

    数字逻辑电路设计实验:

    实验一  半加器

    实验二  全加器

    实验三  带进位输入的8位加法器

    实验四  带进位的通用加法器

    实验五  向量加法/减法器

    实验六  向量乘法器

    实验七  数据比较器

    实验八  多路选择器、编码器、译码器

    时序电路设计实验:

    实验一  计数器:增计数器、减计数器、并行加载通用增1/1计数器

    实验二  状态机:MOORE机、MEALY

    实验三  移位寄存器:串入/并出、并入/串出、串入/串出、并入/并出

    实验四  脉冲发生器等

    存储器设计实验:ROMRAMSRAMSDRAMSSRAMFIFO

    通用接口电路:

    实验一  A/DD/A接口

    实验二  7段数码管控制接口

    实验三  16×16点阵控制接口

    实验四  矩阵键盘控制接口

    实验五  液晶控制接口

    实验六  RS232接口

    实验七  VGA接口实验(E-PLAY-SOPC适配器支持)

    实验八  UARTPS/2接口验证实验(E-PLAY-SOPC适配器支持)

    实验九  USB通信实验(E-PLAY-SOPC适配器支持)

    实验十  SRAM验证实验(E-PLAY-SOPC适配器支持)

    滤波器:

    实验一  多数决定的数字滤波器

    实验二  数字加法滤波器

    综合实验:

    实验一  数字时钟设计实验

    实验二  秒表设计实验

    2SOPC实验部分

    SOPC系统的实现:

    实验一  NiosII软核的设计

    实验二  外设模块的设计

    实验三  SOPC系统的生成

    SOPC系统的验证实验:

    实验一  Nios软核验证及Nios IIIDE软件介绍

    实验二  SOPC系统的PIO验证实验

    实验三  SOPC系统的FLASH控制器验证实验

    实验四  SOPC系统的UART控制器验证实验

    实验五  SOPC系统的PIO中断验证实验

    实验六  SOPC系统的定时器验证实验

    实验七  SOPC系统的定时器中断实验

    SOPC系统的综合应用实验:

    实验一  基于SOPC的计数器实验

    实验二  基于SOPC的串口与PC机通信实验

    实验三  基于SOPC的数据采集实验

    实验四  基于SOPC的数字合成信号源实验

    实验五  基于SOPCuC/OS操作系统应用实验

    实验六  基于SOPCFlash Programmer应用实验

    3、扩展实验部分

    实验一  基于Nios IIE_LAB扩展模块实验

四、系统的特点简介:

    1E_PLAY接口CPU适配器:只需单独提供电源,CPU板即可独立工作,在CPU板上集成有常用的一些外设资源,SRAMFlashSDRAMVGAUSBUARTPS2、以态网接口、4路按键、4LED4路拨码开关等,E-PLAY-SOPC适配器本身就是一块功能强大的SOPC开发板。因为集成了公司自主开发的E_PLAY标准总线接口,所以具更很灵活的扩展性;

    2CPLD资源整合:充分发挥EDA的潜力,在底板上用两片CPLD将底板资源有效的组合起来,将传统的EDA设计中需要较多管脚支持才能同时操作的外部资源,通过有限的总线连接起来,实验接线少,节省IO资源;

    3、底板功能可配置:底板功能,用户在充分了解底板资源后,可以用VHDLVerilog等硬件描述语言编程对底板上两片CPLD自由配置;

    4、总线/IO功能切换:通过CPU板上与底板相连的4位功能选择位来决定总线/多种IO方式,当在做普通的EDA实验时,CPU板到底板的E_PLAY总线接口做为IO功能使用,具体总线与底板上哪部分资源;

    5、外扩E_LAB总线:配合公司多年来不断开发的各种E_LAB功能模块,可设计出更多的实验,自主创新设计,提高设计能力。

五、适配器及配件说明:

型号名称

说明

E-PLAY-SOPC EP1C6

ALTERA SOPC 5,980 LEs

E-PLAY-SOPC EP1C12

ALTERA SOPC 12,060 LEs

ALTERA配件

下载电缆

六、成套实验系统配置:

设备名称

型号或者说明

备注

EL-EDA-VI实验箱

EL-EDA-VI在实验系统系列选择合适的型号

必配

SOPC适配板

E-PLAY-SOPC EP1C6EP1C12

必配

直连232串口线

即串口延长线

 

直连网线RJ45

网络延长线

 

USB连接线

两端都为扁头(不同于USB延长线)

 

SOPC下载线

兼容Altera ByteBlaster II

 

5V电源

孔型插头,内正外负

 

七、相关参数:

    外行尺寸(mm):EL-EDA-III410×260×80

    EL-EDA-V+470×315×90

    EL-EDA-VI470×315×90

    电源输入:~220V±10%50Hz±1HZ

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