功能/作用介紹：

　　SWPI-1 EDA/SOPC/DSP實驗儀是一種資源豐富、功能完善、維護方便且具備較高性價比的綜合性集成實驗系統(tǒng)，可同時支持大學本科相關(guān)專業(yè)目前所開設(shè)的基于FPGA器件的EDA、SOPC及DSP等類別課程的配套實驗教學需要，并能為課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學生課外科技活動拓展及教師科研、學術(shù)、技術(shù)開發(fā)所用。

　　系統(tǒng)性能指標：

　　(1) 系統(tǒng)主芯片EP2C35F672C8，Altera CycloneⅡ Family，主時鐘50MHz

　　(2) 帶256K×32的SRAM，16M×8的Flash，8M×32的SDRAM，可配成4M×64位，2K×8的串行EEPROM

　　(3) 帶8位和12位A/D，14位D/A

　　(4) 帶三線直流電機和二相四線制步進電機

　　(5) 帶4×4陣列鍵盤，4個按鍵，8個LED，8個數(shù)碼管和16×16LED陣列

　　(6) 帶9針RS-232串行接口、15針RGB VGA接口、USB接口、PS/2接口、3.5mm音頻插座、RJ-45網(wǎng)絡(luò)接口和可用于數(shù)據(jù)擴展的40針I(yè)DC插座。

　　系統(tǒng)主要特色：

　　(1) 采用“核心板-底板”組合結(jié)構(gòu)，大大節(jié)約成本，縮小體積

　　(2) 采用多達8層的PCB設(shè)計，充分保證復(fù)雜系統(tǒng)的正確功能布局

　　(3) 采用SMT表面貼焊工藝，顯著提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，加強抗干擾能力采用電路完全開放模式，方便用戶觀察、理解、調(diào)試與系統(tǒng)維護

　　配置大量外設(shè)及接口資源，支持開展豐富多彩的實驗活動。

　　主要性能及特色

　　教學性：

　　EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)由西南石油大學計算機科學學院教師團隊針對相關(guān)專業(yè)課程特點自行研發(fā)，它將傳統(tǒng)的EDA、SOPC和DSP三套獨立實驗系統(tǒng)集成于一體，采用Altera公司新型Cyclone II FPGA(在線可編程門陣列 )芯片，配以高速A/D、D/A器件及SRAM、SDRAM、FLASH、LAN、音頻CODEC等模塊，可滿足從低端的基于HDL硬件描述語言的PLD系統(tǒng)設(shè)計到高端的基于Altera SOPC技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、以及基于FPGA的DSP數(shù)字信號處理器應(yīng)用設(shè)計等課程的實驗教學需要，同時還可以支持本科生、研究生及專業(yè)教師、工程技術(shù)人員開展基于FPGA的有關(guān)EDA、SOPC、DSP等方面的IP核設(shè)計、驗證與應(yīng)用開發(fā)等活動。

　　2011年3月研制完成至今，已在過去3年中經(jīng)過計科08級、計科09級、計科10級三個年級的“可編程邏輯系統(tǒng)設(shè)計”、“SOPC系統(tǒng)設(shè)計”等專業(yè)課程中使用。另外，系統(tǒng)還應(yīng)用在3個年級的專業(yè)方向綜合設(shè)計、以及2個年級的畢業(yè)設(shè)計等教學環(huán)節(jié)中，總的人機時達6000以上，實驗箱緊密貼近教學實際，由于采用便攜式機箱設(shè)計，能靈活應(yīng)用在課堂演示及實驗教學環(huán)節(jié)，研制團隊編寫了與實驗箱配套的《EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)使用說明》、《EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)實驗指導(dǎo)手冊》。

　　科學性：

　　EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)采用Altera公司新型Cyclone II FPGA(在線可編程門陣列 )芯片，緊密貼近EDA/SOPC/DSP發(fā)展技術(shù)前沿，實驗系統(tǒng)之上開設(shè)的各個實驗項目均來自電子系統(tǒng)設(shè)計的實際項目案例，符合科學原理，體現(xiàn)科學知識和科學過程相統(tǒng)一的原則;有利于學習科學知識，樹立科學意識，掌握科學方法和實驗操作技能。

　　創(chuàng)新性：

　　傳統(tǒng)實驗箱通常采用一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)，即所有的電路和器件都在一塊電路板上，不利于進行擴展實驗，限制了學生的創(chuàng)新設(shè)計，且難以實現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)。

　　EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)在研制中采用了模塊化設(shè)計，主板可以作為一個獨立模塊從箱體上取下。主板上所有資源已經(jīng)和主芯片的I/O連接,并在主板上用文字符號標出了相應(yīng)端口,實驗時不需再進行連線,僅在編程時進行引腳鎖定即可。擴展模塊通過總線與主板相連,通過編程即可完成相關(guān)的實驗項目,無需進行其他連線。系統(tǒng)的擴展模塊還可以作為其他實驗系統(tǒng)的擴展功能模塊,有效地在單片機、DSP、ARM等不同實驗箱上共享。因而本系統(tǒng)具有端口開放、電路簡單、結(jié)構(gòu)清晰、電氣性能可靠,方便教學、使用簡單、主板獨立、模塊通用、節(jié)省資源等優(yōu)點。

　　啟發(fā)性：

　　“興趣是最好的老師”，為了充分調(diào)動學生的學習興趣，激發(fā)創(chuàng)新思維，實驗箱在設(shè)計實驗項目中均為學習者安排了具有啟發(fā)性、具有一定深度和可擴展性的實驗內(nèi)容，供學有余力的學生進行操作。實驗設(shè)備外圍擴展模塊提供了常用的電子系統(tǒng)控制對象接口及引腳擴展插槽，學生可以用所學的知識或根據(jù)書本內(nèi)容自行設(shè)計相應(yīng)的控制電路和控制程序，利用這些器件自行設(shè)計實驗。這既可開拓學生的思路，又能讓學生真正在做實驗，而不是在看實驗，加強了學生動手做實驗的能力。

　　實用性：

　　EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)采用“核心板-底板”組合結(jié)構(gòu)，大大節(jié)約成本，縮小體積，在板級設(shè)計中采用8層的PCB工藝，充分保證復(fù)雜系統(tǒng)的正確功能布局，元件裝焊過程全部采用SMT表面貼焊工藝，顯著提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，加強抗干擾能力采用電路完全開放模式，方便用戶觀察、理解、調(diào)試與系統(tǒng)維護。此外，系統(tǒng)配置大量外設(shè)及接口資源，支持開展豐富多彩的實驗活動。實驗箱易于操作、性能穩(wěn)定，通用性好、安全可靠，價格低廉、便于推廣。

　　作品名稱：EDA/SOPC/DSP實驗系統(tǒng)

　　完成單位：西南石油大學計算機科學學院