FPGA方向课程设计指导书(2013).docxVIP

《电子系统设计》方向组 方向课程设计指导书 电子系统设计方向组编 中原工学院电子信息教研室 2011年12月1日 电子信息类基础专业课程主要包括 《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理与应用》、《单 片机原理与应用》、《信号与系统》、《数字信号处理》、《EDA基础》等。电子系统设计方向在原有基 础课程上增加了《集成电路原理与应用》 、《FPGA系统设计与应用》及《锁相技术》等专业课程。 《数字信号处理》是电子信息工程、通信工程专业的一门重要的理论性和实践性都很强的专业 必修课，目的是让学生了解数字信号处理的基本理论、基本分析方法、基本算法和基本实现方法。 包括离散时间LSI系统的理论及其时域、频域分析方法， DFT算法，FFT算法，以及IIR、FIR滤波 器的结构和设计方法，为后续课程的学习和工作实践打下理论基础。 《集成电路原理与应用》是一门应用性较强的专业课程，是研究模拟和数字集成电路的器件 和电路结构、工作原理以及设计方法的学科，本课程应用半导体器件等基础知识，在模拟电子技术 与数字电子技术等课程内容的基础上进一步深入学习，目的是培养学生掌握集成电路的设计方法 ， 培养学生分析、解决电子系统基本问题和能力。 《FPGA系统设计与应用》是一门发展十分迅速、应用非常广泛的前沿交叉学科， 由于高密度现 场可编程逻辑器件（CPLD/FPGA和专用集成电路的飞速发展，传统的设计技术已经不适合大规模 及超大规模集成电路，FPGA技术正是为了适应现代电子产品设计的要求， 吸收多学科最新成果而形 成的一门新技术。课程目的是使学生了解 FPGA的内部原理、结构，并学会利用 EDA开发工具进行 电子系统的设计，以及在信号、通信领域方面的应用。 为了帮助学生深入理解和消化基本理论、 进一步提高综合应用能力并且锻炼独立解决问题的能 力，我们将《数字信号处理》、《集成电路原理与应用》和《FPGA系统设计与应用》几门课程融合在 一起开设的 FPGA综合实验课程设计。由学生在所学知识的基础上，查阅相关资料，自主设计，通 过实验装置进行实现，并对结果进行综合分析，寻找最佳设计方案。 目录 TOC \o 1-5 \h \z 1概述 4 \o Current Document 2课程设计要求及注意事项 5 \o Current Document 3课程设计内容 6 \o Current Document 3.1课程设计题目及要求 6 \o Current Document 3.1.1设计题目：基于 FPGA的FIR滤波器设计 6 \o Current Document 设计要求 6 \o Current Document 3.2课程设计组织形式 6 \o Current Document 3.3课程设计内容 7 \o Current Document 3.3.1数字滤波器简介 7 \o Current Document FIR 滤波器的基本结构 7 \o Current Document 数字滤波器的设计原理 8 \o Current Document 3.3.4滤波器的性能指标 9 \o Current Document FIR 数字滤波器的设计方法 10 利用FDATool工具设计FIR数字滤波器 12 \o Current Document FIR 数字滤波器的实现方法 13 184教学教材与参考文献 18 为了帮助学生深入理解和消化基本理论、进一步提高综合应用能力并且锻炼独立解决问题的 能力，我们将《数字信号处理》、《集成电路原理与应用》和《 《FPGA系统设计与应用》几门课程融 合在一起开设的 FPGA综合实验课程设计。主要从以下两方面考虑： 一：设计内容突出 FPGA及信号处理的理论和技术的综合应用。如在数字滤波实验中，要求学 生能够熟悉数字滤波器的基本原理，并能运用 VHDL语言实现数字滤波。并采用 MATLAB^件实现的 结果与运用 VHDL实现的仿真结果进行，来验证其正确性。最后通过实验装置进行硬件实现，并对 结果进行综合分析。 二：如何将《数字信号处理》、《集成电路原理与应用》和《 《FPGA系统设计与应用》三门课程 有机的结合起来，设计一实际的系统。由学生在所学知识的基础上，查阅相关资料，自主设计，通 过实验装置进行实现，并对结果进行综合分析，寻找最佳设计方案。 希望学生通过完成一个利用 FPGA实现信号处理相关的课题的理论设计、程序设计和实验调试 任务，提高他们分析解决实际问题的能力。 本设计要求运用课程所学知识， 进行算法实现、Matlab 仿真，VHDL程序设计，FPGA开发平台上调试，加深对 FPGA在信号处理知识领域的理解与运用，培