经典重现--FPGA接口设计与实现研修班 5月移师上海

FPGA数字系统和接口电路设计的关键技术，从XilinxFPGA系统设计与实现的流程、常用外设接口、ADC/DAC、SERDES高速接口、RapidIO接口、PCI-E接口和存储器接口等方面深入理解FPGA数字系统以及接口开发的本质。...



一、课程介绍

《Xilinx FPGA设计与开发（系统设计与接口实现）》课程主要讲授基于FPGA的数字系统和接口电路设计的关键技术，从Xilinx FPGA数字系统设计与实现的流程、常用外设接口、ADC/DAC、SERDES高速接口、RapidIO接口、PCI-E接口和存储器接口等方面引导学员深入学习理解FPGA数字系统以及接口开发的本质。

本课程首先从硬件设计角度来阐述FPGA系统在设计中应该注意的问题，包括FPGA、PROM的配置电路、电源模块的选择等等，使学员在短时间内掌握FPGA数字系统的设计要领。其次，介绍Xilinx常用开发工具，包括ISE和PlanAhead中用于接口开发的相关方法，开发常用的UART、SPI、I2C等接口的驱动开发方法。第三，讲述板级对外通信接口，包括USB接口、以太网接口的设计与实现。第四，以视频接口ADC/DAC、高速ADC（200Mbps采样）/DAC为例介绍如何基于Xilinx FPGA完成电路设计、驱动设计以及系统实现所需的各个方面。第五，重点讲述SERDES关键技术和开发，Rapid IO和PCI-E等高速接口。第六，介绍SRAM、DDR2/3 SDRAM存储控制器等常用存储器的使用，并分别给出相应的设计方法。

课程内容结合了大量培训讲师的科研教学实践成果，理论丰富，实验内容合理，具有非常强的系统性和实用性，可以引导学员快速提高FPGA数字系统设计水平，从而能够更快地完成设计，缩短开发时间，降低开发成本。

本课程为期三天，课程时间大致安排为：讲课占60%～80%，实验占20%～40%。培训课程使用的所有软硬件工具由培训方提供。根据培训时间和地点的不同，软硬件版本会有所变化。本课程为FPGA开发的基础课程，只需要学员具备基础的数字电路知识即可展开，期望以软、硬结合的方式将培训人员带入FPGA设计领域，并熟练掌握FPGA外设开发。

配合一套Spartan 6 LX45 FPGA Starter Kit器件的开发实验平台板进行实验，该开发板会配套赠送，并赠送全部课堂实验。

此外，基于Xilinx芯片的数字接口开发技术同样适用于Altera、Lattice等厂家的FPGA芯片，因此本门课程具有典型的指导价值。

二、主办单位：

中国高科技产业化研究会信号处理专家委员会

北京中际赛威文化发展有限公司

三、研修时间：2016年5月26-28日(26日上课当天报到)

四、研修时间：上  海（具体地点及路线图详见报到通知）

五、课程目标：

1. 掌握基本的FPGA硬件电路设计，包括FPGA和外设电路设计原则。

2. 掌握FPGA外设开发基本技能，包括HDL编程、ISE和PlanAhead软件的使用

3. 掌握FPGA常用外设接口的设计与实现，包括RS232、I2C、SPI、USB和以太网接口。

4. 掌握高速ADC、DAC原理及其驱动电路的设计与实现以及高速视频ADC、DAC 接口设计。

5. 掌握高速串行接口实现方案，重点学习Xilinx FPGA内嵌的Rocket I/O、GTP和GTX硬核的使用方法。

6. 掌握Rapid IO、PCI-E等主流高速总线的工作原理、解决方案和对应电路设计以及驱动编写。

7. 掌握SRAM、DDR I/II SDRAM、Flash等存储器的工作原理、接口电路以及对应的驱动设计。

六、课程内容

主题1：Xilinx FPGA设计基础

掌握FPGA数字系统开发的基本知识，包括HDL语言、FPGA结构以及ISE软件的基本操作，具备基本的FPGA编程能力，为后续的开发做好准备。

1．学习以FPGA为核心处理模块的系统设计思想，同时掌握FPGA数字系统中各类接口电路的设计方法。

2．介绍Xilinx6和7系列FPGA和之前Xilinx芯片的不同以及Xilinx FPGA最新的接口类型。

3．学习FPGA开发流程以及相应的ISE和PlanAhead软件操作基础，重点阐述最新版本ISE软件的创新设计理念。

4．ISE开发流程简述；

5.   重点剖析PlanAhead开发流程以及在接口开发中的方法和主要特色；

主题2：基本接口的设计和实现

学习常用外设接口的硬件电路设计以及相应的实现方式。介绍的接口包括RS485、RS232、I2C、SPI、USB和以太网接口，使得学员能够掌握FPGA应用系统中大多数外设接口的设计与实现的方法和技能。

• 基本接口的协议标准和HDL代码实现

        1． RS232接口的FPGA设计方法；

2． I2C接口的FPGA设计方法；

3． SPI接口的FPGA设计方法；

4． USB接口的FPGA设计方法。

•  以太网接口的FPGA设计方法，以及对应的驱动和协议栈处理。

主题3：ADC/DAC接口专题

学习高速ADC、DAC原理及其驱动电路的设计与实现，包括视频专用编解码芯片与通用的高速ADC/DAC芯片。

1．通用高速ADC、DAC选型考虑以及评价、应用基础；

2．通用高速ADC、DAC芯片的采样定理、电路设计以及接口驱动的HDL实现；

3．掌握视频解码与编码芯片的接口设计技巧，以及对ITU656数据格式解码；

4．掌握音频接口ADC、DAC的工作原理以及电路设计和相应的驱动代码设计；

5.  掌握高速视频VGA DAC 接口设计方法和相应驱动；

主题4：SERDES接口专题

学习高速串行接口的实现方案以及相应的电路和驱动代码设计，重点掌握Xilinx FPGA内嵌的Rocket I/O、GTP和GTX硬核的使用方法。

1．掌握高速串行接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写；

2．XilinxGTP Serdes模块的特征和使用方法；

3.  XilinxSERDES开发示例。

主题5：Rapid IO接口专题

学习Rapid IO的实现方案以及关键点，重点掌握基于Xilinx FPGA的Rapid IO开发流程与方法。

1. 掌握Rapid IO接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写

2. Xilinx Rapid IO开发示例。

主题6：PCI-E和千兆以太网接口专题

学习PCI-E和千兆以太网的实现方案以及关键点，重点掌握基于Xilinx FPGA的PCI-E和千兆以太网的开发流程与方法。

1．掌握PCI-E接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写；

2．Xilinx PCI-E开发示例。

3．掌握千兆以太网接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写；

4.   Xilinx 千兆以太网开发示例。

主题7：存储器设计专题

学习存储器接口电路的设计和实现。课程内容主要包括SRAM、SDRSDRAM、DDR 2/3 SDRAM、Flash等存储器的工作原理、接口电路以及对应的驱动设计。

1． 源同步设计方法以及FPGA内部跨时钟域设计技巧。

2． 数字系统的时钟解决方案（DCM/PLL、时钟芯片），LVDS和LVPEL等差分传输标准的应用。

3． SRAM接口的电路设计和HDL代码实现。

4． MIG（Memory Interface Generator）IP Core的使用。

5． DDR2/DDR3 MIG开发讲解；

6． DDR2板级开发演示实例。

7.   系列的高速存储接口设计方案

七、培训讲师：

田老师：毕业于北京邮电大学信号与信息处理专业，具有丰富的FPGA开发经验，主要从事无线通信中的信号处理研究工作，负责和参与过多个百万门级FPGA（Virtex 2、4、5、6、7以及Spartan全系列）开发项目，包括WCDMA基站、数字直放站以及功放线性化技术等重大科研项目，部分设计已投入市场，取得了较大的经济效益。此外，编写了多本Xilinx大学合作计划指定教材，涉及Xilinx公司最新版本的开发软件使用教程。主讲过多场培训，深受学员好评。

八、咨询联络：010-64113137

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