基于XC3S500E芯片學生實驗板的實驗教學系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、自從現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)這一創(chuàng)新性技術(shù)被Xilinx公司于1984年提出以來,FPGA已經(jīng)走過了將近30個年頭。經(jīng)過這20多年的發(fā)展,FPGA已經(jīng)成為當今電子設(shè)計應(yīng)用市場上首選的可編程邏輯器件之一,同時它也是實現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主流平臺之一。
　　 而Xilinx公司也在這次科技浪潮中愈發(fā)壯大,目前占據(jù)50％以上的全球市場份額,成為全球最大的FPGA芯片制造商和全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案的供應(yīng)商,在半導體行業(yè)中增長

2、最快的領(lǐng)域之一——可編程邏輯器件(PLD)市場中雄踞領(lǐng)先地位,甚至包括非FPGA供應(yīng)商在內(nèi),Xilinx也能在芯片架構(gòu)供應(yīng)商的排名中進入前10,緊隨Intel、ARM等世界知名廠商之后。
　　 為了適應(yīng)集成電路的發(fā)展趨勢,我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)也新開了FPAG課程,所以,設(shè)計一套適用于本校教學的、完整實用的FPGA實驗教學系統(tǒng)是非常有必要的。
　　 本文通過查閱了大量的文獻資料以,并研究了國內(nèi)外高校FPGA實驗教學方面的

3、經(jīng)驗,在面向本校教學應(yīng)用的需求上,根據(jù)本科生對FPGA課程教學的要求,研究開發(fā)了一款適用于本科生FPGA教學的實驗板,并配備了教學實驗,使其成為一套完整的FPGA實驗教學系統(tǒng)。本文系統(tǒng)的介紹了FPGA芯片的基本工作原理、基本架構(gòu)、性能指標等特點,詳細介紹了XC3S500E芯片的資源及外圍擴展模塊的功能,并主要介紹了系統(tǒng)如何設(shè)計,硬件平臺如何搭建。同時,根據(jù)該開發(fā)系統(tǒng)的各功能模塊,設(shè)計出了一系列具有代表性的FPGA教學實驗。這些實驗通過對

4、一些典型模塊的介紹,使得本科生能盡快掌握如何通過配置FPGA芯片來實現(xiàn)各個模塊的功能。通過對該實驗開發(fā)板的學習,讓本科生更早的接觸、了解Xilinx公司的芯片,熟悉FPGA的開發(fā)流程,以便于畢業(yè)后可以直接從事與FPGA領(lǐng)域相關(guān)的工作。
　　 該實驗系統(tǒng)依托與Xilinx公司自行研發(fā)的開發(fā)環(huán)境ISE,實驗例程使用Verilog硬件描述語言,實驗內(nèi)容由基礎(chǔ)性實驗到創(chuàng)新性實驗逐步深入,不僅能滿足本科生FPGA教學方面的實驗要求,將理論