【課程背景】

FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

【課程目的】

本課程結合目前熱門的 FPGA 技術，由多年開發經驗的工程師授課，系統地介紹了FPGA 的基本設計方法。學習 FPGA/CPLD 概念的基礎上， Altera 公司和 Xilinx 公司主流 FPGA/CPLD 的結構與特點。

本課程在 FPGA 應用開發方面主要有： 初級篇內容包括 VerilogHDL 語言基礎，Altera 公司 FPGA 設計工具 Quartus II 軟件綜述，FPGA組合邏輯設計技術等， 篇內容包括 FPGA 的硬件設計技術， 基于 NiosII 的 SOPC系統設計，NiosIISOPC 系統設計實例，系統時序邏輯設計技術以及基于 FPGA 的 IP核設計技術。

【課程內容】

階段

主要幫助學員了解 FPGA 系統設計的基礎知識，掌握 FPGA 小系統硬件電路設計方法，學會操作 QuartusII 軟件來完成 FPGA 的設計和開發。

1.可編程邏輯器件簡介

2.可編程邏輯器件的發展歷史

3. FPGA/CPLD 的基本結構

3.1 FPGA 的基本結構

3.2 CPLD 的基本結構

3.3 FPGA 和 CPLD 的比較

3.4 FPGA/CPLD 的設計流程

4. PLD/FPGA 的分類和使用

5. FPGA 關鍵電路的設計（小電路設計）：

5.1 FPGA 管腳設計

5.2 下載配置與調試接口電路設計

5.3 高速 SDRAM 存儲器接口電路設計

5.4 異步 SRAM（ASRAM）存儲器接口電路設計

5.5 FLASH 存儲器接口電路設計

5.6 開關、按鍵與發光 LED 電路設計

5.7 VGA 接口電路設計

5.8 PS/2 鼠標及鍵盤接口電路設計

5.9 RS-232 串口

5.10 字符型液晶顯示器接口電路設計

5.11 USB2.0 接口芯片 CY7C68013 電路設計

5.12 電源電路設計

5.13 復位電路設計

5.14 撥碼開關電路設計

5.15 i2c 總線電路設計

5.16 時鐘電路設計

5.17 圖形液晶電路設計

第二階段

介紹熟練掌握硬件描述語言(Verilog HDL)是 FPGA 工程師的基本要求。通過本節課程的學習，學員可以了解目前流行的 VerilogHDL 語言的基本語法，掌握 Verilog HDL 語言中常用的基本語法。通過本節課程學習，學員可以設計一些簡單的 FPGA 程序，掌握組合邏輯和時序邏輯電路的設計方法。通過實戰訓練，學員可以對 Verilog HDL 語言有更深入的理解和認識。

2.1 硬件描述語言簡介

2.1.1 Verilog HDL 的特點

2.1.2 Verilog HDL 的設計流程簡介

2.2 Verilog 模塊的基本概念和結構

2.2.1 Verilog 模塊的基本概念

2.2.2 Verilog HDL 模塊的基本結構

2.3 數據類型及其常量及變量

2.4 運算符及表達式

2.4.1 算術運算符

2.4.2 關系運算符

2.4.3 邏輯運算符

2.4.4 按位邏輯運算符

2.4.5 條件運算符

2.4.6 移位運算符

2.4.7 拼接運算符

2.4.8 縮減運算符

2.5 條件語句和循環語句

2.5.1 條件語句

2.5.2 case 語句

2.5.3 while 語句

2.5.4 for 語句

2.6 結構說明語句

2.6.1 initial 語句

2.6.2 always 語句

2.6.3 task 和 function 語句

2.7 系統函數和任務

2.7.1 標準輸出任務

2.7.2 仿真控制任務

2.7.3 時間度量系統函數

2.7.4 文件管理任務

2.8 小結

第三階段

Altera FPGA 設計

3.1 Altera 高密度 FPGA

3.1.1 主流高端 FPGA——Stratix 系列

3.1.2 內嵌高速串行收發器的 FPGAStratixGX 系列

3.2 Altera 的 Cyclone 系列低成本 FPGA

3.2.1 新型可編程架構

3.2.2 嵌入式存儲資源

3.2.3 專用外部存儲接口電路

3.2.4 支持的接口和協議

3.2.5 鎖相環的實現

3.2.6 I/O 特性

3.2.7 Nios II 嵌入式處理器

3.2.8 配置方案

3.3 Altera 的 MAXII 系列 CPLD 器件

3.4 Quartus II 軟件綜述

3.4.1 Quartus II 軟件的特點及支持的器件

3.4.2 Quartus II 軟件的工具及功能簡介

3.4.3 Quartus II 軟件的用戶界面

3.5 設計輸入

3.5.1 建立工程

3.5.2 建立設計

3.6 綜合

3.7 布局布線

3.8 仿真

3.9 編程與配置

3.10 小結

第四階段

隨著 FPGA 芯片的性能和密度不斷提高, 基于 FPGA 產品開發正在逐漸成熟并且在很多領域得到了應用。本階段重點學習在 FPGA 產品設計核心技術

4.1 FPGA 的硬件設計技術

4.2 基于 Nios II 的 SOPC 系統設計

4.3 Nios II 的 SOPC 系統的設計實例

4.4 系統時序邏輯設計技術

4.5 基于 FPGA 的 IP 核設計技術

4.6FPGA 的數據采集系統設計

4.7 基于 FPGA 的硬件回路仿真器設計

第五階段

Alter 的 IP 工具

5.1 IP 的概念

5.2 Alter 可提供的 IP

5.3 Alter IP 在設計中的作用

5.4 使用 Alter 的基本宏功能

5.5 使用 Alter 的 IP 核

第六階段

總結答疑，由工程師帶領學員設計項目

【上課現場】

【教學**】

1.每個班提供充足的實踐操作和問題輔導答疑時間。**人手一臺機、1套實驗器材！

2.所有班級均采用小班授課，20%理論+60%實戰+20%項目實踐

3.在學習期間均會獲得我公司研發部幾十位工程師、國際項目經理等的技術支持，除正常學習時間外，其他任何時間學員均可前來進行額外實踐

4.考核合格頒發證書：信息產業部頒發《單片機統設計工程師》證書（可選300元）

5.提供一年的的免費技術支持服務。

6.學員可以加入信盈達嵌入式研發中心就職或者兼職參與項目設計

【名師介紹】

姓名：馮里

職稱：信盈達講師、技術大牛

簡介

目前主要研究ARM平臺下LINUX在消費領域中的開發與應用技術。

信盈中南大學高材生、曾任職北京索愛普天，北京富士康工業機器人事業部等擔任研發工程師，現擔任信盈達消費電子事業部研發經理和嵌入式教研部經理。

九年嵌入式開發實戰經驗，六年嵌入式培訓經驗，熟悉ARM/MIPS/FPGA平臺，對嵌入式C裸機GUI編程、uc/OS、linux有深入的研究。在參與的項目中使用NXP、AT、TI、飛思卡爾、北京君正、cortex-M3、Cortex-A9、PXA270等品牌多款處理器。

近主導成功開發以下項目

餐飲點菜機管理系統

自助售貨管理系統

自助飲水機控制系統

自助（IC卡）消費機系統

室內多點溫濕度檢測控制系統

飛針測試架控制器

多媒體終端機

基于CORTEX-A9視頻監控系統