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电子设计自动化(EDA)实训平台,EDA实验开发平台

2024-05-16 06:38
电子设计自动化(EDA)实训是电子工程专业中的一项重要实践活动,旨在帮助学生掌握EDA技术的基本知识和应用技能。
EDA技术概述:
EDA即Electronic Design Automation,是一种利用计算机技术来辅助电子系统设计的工具和方法。它涵盖了电路设计、仿真、物理布局、物理验证、时序分析与优化等多个环节。
传统的电子设计过程需要大量手工操作,但随着电子系统复杂性的增加,现代电子设计已经无法满足快速、高效、准确开发产品的需求。因此,EDA技术成为了现代电子设计的关键技术。
实训内容:
课程目标和基本要求:通过实训,学生应掌握电子线路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法,培养综合应用能力和实践能力,为今后从事本专业有关工程技术工作打下基础。
基本操作:包括创建电路、选取合适仪器、放置文本等方法。学生需要熟练掌握各种虚拟仪器的使用方法,并能够对电路进行仿真和分析。
电路设计:根据设计规划,进行电路的原理设计,选择合适的电路拓扑结构,设计电路的功能和性能。
电路仿真:通过电路仿真工具,对设计的电路进行模拟和验证,评估电路的性能、稳定性和准确性。
物理布局和验证:将电路设计转化为物理布局,包括将电路元件放置在芯片上并进行布线。然后进行物理验证,如DRC(Design Rule Check)和LVS(Layout vs. Schematic)等,确保电路布局符合规则,并与原理图设计一致。
时序分析与优化:对设计进行时序分析,评估时序约束的满足程度,并进行优化,以确保电路的时序性能。
EDA软件工具:
实训过程中,学生将接触到多种EDA软件工具,如Cadence Allegro、OrCAD、Mentor Graphics PADS、NI Multisim、Xilinx Vivado、Ansys Electronics Desktop、SolidWorks PCB和KiCad等。这些软件的选择取决于项目需求、设计者的经验水平和项目预算。
应用领域:
EDA技术在多个领域有着广泛的应用,包括通讯、医学生物工程等。在通讯领域,EDA技术主要用于电路仿真、FPGA开发等方面;在医学生物工程领域,EDA技术可以提升系统或芯片设计的工作效率和质量。
实训效果评估:
通过实训项目的完成情况、实验报告的质量以及学生对EDA技术掌握程度的考核来评估实训效果。同时,也可以邀请企业导师或行业专家对实训成果进行评价和指导。
EDA(电子设计自动化,Electronic Design Automation)实验开发平台是一种用于电子系统设计、仿真、原型制作和测试的综合性工具。这类平台通常包括硬件描述语言(如Verilog或VHDL)、仿真工具、逻辑综合软件、硬件调试接口等多种功能模块,为电子工程师和研究人员提供了一个高效、便捷的设计环境。
EDA实验开发平台有以下特性:
多语言支持: 支持多种硬件描述语言,如Verilog、VHDL、SystemVerilog等,允许用户根据项目需求选择合适的语言进行设计。
仿真与验证: 提供强大的仿真工具,可以在设计阶段发现并解决潜在的问题,提高设计成功率。
逻辑综合与布局布线: 将高级语言描述的设计转换为逻辑门级网表,并完成物理布局和布线工作。
可编程逻辑器件支持: 支持各种可编程逻辑器件,如FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件),便于用户进行硬件原型制作。
嵌入式系统开发: 支持单片机和DSP(数字信号处理器)的开发,包括程序编写、调试和优化。
原型验证与调试: 提供硬件调试接口,如JTAG或USB接口,支持在线调试和故障排除。
IP核库: 提供丰富的IP核资源,便于用户快速集成和设计复杂的系统。
兼容性与互操作性: 兼容多种操作系统和第三方工具,便于用户在不同的环境下工作。
教育与培训资源: 提供教学视频、文档教程、实验案例等资源,帮助初学者快速上手。


DB-996 电子设计自动化(EDA)实训平台

一、产品概述:
  DB-996 电子设计自动化(EDA)实训平台是一款基于Altera公司的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。
  电子设计自动化(EDA)实训平台采用系统底板+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。
电子设计自动化(EDA)实训平台
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,高端大气,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公司最新的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。
开发平台硬件资源
Ø FPGA-4C10 FPGA核心板
核心板采用6层高精度PCB设计,系统运行更加稳定、可靠。
主芯片采用Altera公司的CycloneIV系列级FPGA EP4CE10F17C8N,门电路高达100万门。
FPGA配置芯片采用EPCS16,容量高达16M BIT,擦写次数高达上万次。
提供JTAG编程模式。
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。
一路50M高速、稳定的时钟源。
一路系统复位电路。
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。
一路16M*16BIT  SDRAM。
系统提供四位带LED灯的复位按键。
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
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。
与屏配套标配电容触摸屏。
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。
1个数字时钟输出模块,可提供24M至1HZ的数字脉冲信号。
1个8位高速并行ADC接口模块,速度高达40 Msps。
1个8位高速并行DAC接口模块速度高达33 Msps。
1个串行A/D转换接口。
1个串行D/A转换接口。
1个VGA接口模块。
1个UART串行通迅模块。
1个USB转串口设备接口。
1个Ethernet10M/100M高速接口模块。
1个SD卡接口模块
2个PS2接口模块,可以接键盘或鼠标。
1个I2C接口的E2PROM,型号为AT24C08N。
1个音频CODEC模块(喇叭、蜂鸣器可选择,音量可调节)。
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。
12个拨动开关和12个按键开关输入。
12个发光LED显示。
1个八位七段码管显示模块。
2位静态数码管显示模块。
16x16矩阵led点阵显示模块。
4X4矩阵键输入模块
1个电压控制的直流电机和1个四相的步进电机模块。
1个数字温度传感和1个霍尔传感器模块。
HH—EXT高速接口模块。
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:
简单的QUARTUSII实例设计
格雷码编码器的设计
含异步清零和使能的加法计数器
八位七段数码管显示电路的设计
数控分频器的设计
图形和语言混合输入电路设计
步长可变的加减计数器的设计
四位并行乘法器的设计
设计四位全加器
可控脉冲发生器的设计
基本触发器的设计
矩阵键盘显示电路的设计
16*16点阵显示实验
直流电机的测速实验
步进电机驱动控制
交通灯实验
DDS信号发生器的设计
电子音乐设计实验
PLL锁相环IP设计实验
PS2接口键盘显示实验
VGA彩条信号发生器的设计
七人表决器设计实验
四人抢答器设计实验
正负脉宽调制信号发生器设计
数字频率计的设计
多功能数字钟的设计
数字秒表的设计
出租车计费器的设计
数码锁的设计
PS2鼠标编码设计
SPI串行AD/DA转换器的设计
1602液晶显示实验
……
Qsys 32位处理器示例实验
最简单Qsys系统设计
PIO  IP核-流水灯实验
SDRAM  IP核的系统设计
SPI  Flash编程实验
PIO输入-开关信号的读取实验
PIO  IP核-中断
基于Timer IP核的定时器的设计
矩阵键盘与数码管显示实验
UART串口通迅实验
基于IIC的EEPROM读写实验
SDRAM读写操作实验
1602液晶显示实验
RTC实时时钟实验
串行AD/DA-SPI核
信号发生器-SPI核
1-WIRE数字温度计的设计
点阵字符显示实验
读SD卡实验


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