教学设备

FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

DB-SD21 FPGA实验箱是一款基于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。


开发平台特性
GUI软件操作界面：
独家采用GUI人机操作界面。整合开发平台上的硬件资源，可显示设备相关信息、检测设备各模块是否正常运行等。提高学生动手兴趣和积极性，通过对设备各模块的检测和实验的演示，方便老师培训和设备检修。

模块化的灵活设计：
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
 NIOSII-EP4CE40 FPGA核心板
 核心板采用10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 EP4CE40F23C8N，门电路高达360万门。
 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。
 提供两路SRAM，芯片采用IDT71V416-10P。容量高达256K*32BIT。
 一路FLASH 芯片采用AM29L128M。容量高过16M*8BIT。
 一路16M*16BIT SDRAM。
 系统提供四位通用的复位按键和四位通用的发光管和一个静态七段码管显示。
 核心板提供与核心板其它资源不复用的190个以上的IO供用户二次开发使用。
 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、锯齿波、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。
 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）。
示例实验
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
 序列检测器的设计
 1206液晶显示实验
 八位数据锁存器的设计
 最高优先编码器的设计
 解复用器的设计
 带同步复位的状态机的设计
 嵌入式逻辑分析仪的使用
 SPI串口内核的实现
……

NIOSII32位处理器示例实验

 最简单NIOSII系统设计
 带外部SRAM的NIOSII系统设计
 Nor Flash编程实验
 PIO外部中断按键开关实验
 PIO输入-开关信号的读取实验
 基于Timer IP核的定时器的设计
 矩阵键盘与数码管显示实验
 高速AD和高速DA实验
 UART串口通迅实验
 基于IIC的EEPROM读写实验
 1-WIRE数字温度计的设计
 点阵字符显示实验
 网络连接实验
 直流电机闭环调速实验
 串行AD/DA转换实验
 SDRAM读写操作实验
 RTC实时时钟实验
 PS/2键盘显示实验
 PS/2鼠标控制实验
 读SD卡实验
产品信息

设备名称	FPGA实验箱
型 号	DB-SD21
核心芯片	EP4CE40F23C8N
工作电压	～220v±10%，50Hz±1Hz
尺寸（mm）	410 x 280 x 80
重量(kg)	<4
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	1	串口线 × 1	2	USB连接线 × 1
	3	网络连接线 × 1	4	电源连接线 × 1
	5	实验指导书 × 3	6	开发DVD套件 × 1