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基于FPGA器件的EDA技术经过近三十年的发展已经非常成熟,在各相关领域的应用也己非常普遍,FPGA器件开发技术已经是电子工程师的必备知识。因此,国内许多高校都把FPGA器件开发的课程作为电子类专业的一门基础课程。然而,配套实验室的建设和设备的购置需要巨大的投入。如果能够实现实验设备的自制,各高校将可节省一大笔资金。
作者多年从事FPGA技术、PCB技术及电子实训课程的理论及实验教学工作。最近一年,本人设计了一套FPGA实验教学平台以及七个配套实验。这套实验教学平台通用性好且性价比高,它除了能满足实验教学的需要,又可用于学生的电子设计竞赛,同时还可用于学生的毕业设计。通过对该项目的总结和整理,作者完成了这篇论文。
本文在分析现实需求的基础上,对众多的电路模块进行了合理的取舍并阐述了设计思路。本文的电路设计部分是由最小系统板和扩展板构成。作者利用AltiumDesigner软件绘制电路板原理图并制作PCB文件,通过加工电路板和焊接元件,完成了硬件的设计及制作。此外,本文还设计了六个基础实验和一个综合实验,所有实验都进行了软硬件验证,保证实验程序的正确性,同时也验证了硬件平台的正确性。
该实验平台经过学生近一年的使用,在实验教学、电子竞赛、毕业设计等方面都进行了实际应用,效果良好,证明该实验平台的设计是成功的,同时也总结了很多经验,可以进一步完善该平台的设计。