基于FPGA的嵌入式系统设计EmbeddedSystemDesignBasedonFPGA.PDF

课程代码： 基于FPGA 的嵌入式系统设计 Embedded System Design Based on FPGA 学分：3 总学时：48 实验学时：10 面向专业：电子信息科学与技术 一、实验教学目标 本课程是电子信息和通信类专业的专业技术课程，要求学生通过该课程的学习，初步掌握基于 FPGA 的嵌入式系统设计方法；了解常用硬件描述语言和C 语言的使用特点、编程方法和仿真测试 技术；掌握常用的FPGA 和CPLD 器件的设计方法和接口技术；能够利用数字系统SOPC 解决方案 实现应用系统设计；掌握Quartus Ⅱ可编程逻辑器件开发软件和Nios Ⅱ集成开发环境；利用开发软 件Quartus Ⅱ，能够创建以FPGA 芯片为目标器件的Nios Ⅱ软核处理器系统及其他外围模块；利用 Nios Ⅱ集成开发环境，能够完成 Nios Ⅱ软核处理器系统的 C 语言设计文件的编辑、编译，并下载 设计到Nios Ⅱ软核处理器系统中进行调试和运行；同时对EDA 的发展及其前沿技术、对硬件描述 语言Verilog 和C 语言的使用方法和特点、对FPGA 的集成规模和应用特性的发展有较清楚的了解。 不仅使学生巩固和加深理解所学的理论知识，并通过实验技能的训练，使学生树立工程实际观点、 严谨的科学作风和理论联系实际的能力及实际动手能力。并通过以下实验内容的安排，达到提高学 生综合素质的目的。 1．验证性实验：使学生巩固和加深理论知识的理解和运用。 2 ．综合性实验：培养综合运用所学理论知识分析、解决实际问题能力，提高学生的科学研究 能力和实际应用能力。 二、实验教学基本要求 1．熟悉常用电子测量仪器。 2 ．理解常用电子测量仪器的工作原理。 3 ．掌握常见电量、电子信号的测量方法。 4 ．具备对所测结果进行综合分析的能力。 5 ．掌握EDA 设计工具Quartus II 的使用。 三、实验教材或实验指导书 《基于FPGA 的嵌入式系统设计实验指导书》，自编。 四、考核方式与评分办法 实验考核分三部分：课前要预习，并写好预习报告，无预习报告者不准做实验；课中到实验室 操作，考核学生的动手能力及实践操作水平；课后应在预习报告的基础上对所测数据分析处理，并 回答课后的总结问题，完成实验报告。 评分办法；实验预习占实验成绩的10%；实验课操作技能占实验成绩的50%；实验报告占实 验成绩的40% 。 五、实验项目设置 实验 实验 实验 主要设备(用品) 序号 实验项目名称 学时 类型 要求 台 （套）数 1 Nios II 设计初步 2 验证 必开 20 2 流水灯试验 2 验证 必开 20 3 串口通讯 2 验证 必开 20 4 液晶屏显示控制 2 综合 必开 20 5 嵌入式操作系统综合试验 2 综合 必开 20 六、实验内容与实验方式 实验一 Nios II 设计初步 （一）实验内容 1．熟悉NIOS II 软核的设计方法，掌握建立SOPC 各个外设模块的方法和NIOS II 软核的使用 方法； 2 ．通过实验理解基于FPGA 的NIOS II 嵌入系统设计方法。 （二）实验方式与分组要求 老师先讲解、提问十五分钟，然后学生做实验，老师观察学生操作并解决问题，最后老师检查 学生记录的数据。每次最多20 组，每组2 人。 实验二 流水灯试验 （一）实验内