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坚持小班授课，为保证培训效果，增加互动环节，每期人数限3到5人。 |
| 上.课.时.间.和.地.点 |
上课地点：【上海】：同济大学(沪西)/新城金郡商务楼(11号线白银路站) 【深圳分部】：电影大厦(地铁一号线大剧院站)/深圳大学成教院 【北京分部】：北京中山学院/福鑫大楼 【南京分部】：金港大厦(和燕路) 【武汉分部】：佳源大厦（高新二路） 【成都分部】：领馆区1号（中和大道） 【沈阳分部】：沈阳理工大学/六宅臻品 【郑州分部】：郑州大学/锦华大厦 【石家庄分部】：河北科技大学/瑞景大厦 【广州分部】：广粮大厦 【西安分部】：协同大厦
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课程大纲 |
一、课程介绍
《Xilinx FPGA设计与开发（系统设计与接口实现）》课程主要讲授基于FPGA的数字系统和接口电路设计的关键技术，从Xilinx FPGA数字系统设计与实现的流程、常用外设接口、ADC/DAC、SERDES高速接口、RapidIO接口、PCI-E接口和存储器接口等方面引导学员深入学习理解FPGA数字系统以及接口开发的本质。
本课程首先从硬件设计角度来阐述FPGA系统在设计中应该注意的问题，包括FPGA、PROM的配置电路、电源模块的选择等等，使学员在短时间内掌握FPGA数字系统的设计要领。其次，介绍Xilinx常用开发工具，包括ISE和PlanAhead中用于接口开发的相关方法，开发常用的UART、SPI、I2C等接口的驱动开发方法。第三，讲述板级对外通信接口，包括USB接口、以太网接口的设计与实现。第四，以视频接口ADC/DAC、高速ADC（200Mbps采样）/DAC为例介绍如何基于Xilinx FPGA完成电路设计、驱动设计以及系统实现所需的各个方面。第五，重点讲述SERDES关键技术和开发，Rapid IO和PCI-E等高速接口。第六，介绍SRAM、DDR2/3 SDRAM存储控制器等常用存储器的使用，并分别给出相应的设计方法。
课程内容结合了大量培训讲师的科研教学实践成果，理论丰富，实验内容合理，具有非常强的系统性和实用性，可以引导学员快速提高FPGA数字系统设计水平，从而能够更快地完成设计，缩短开发时间，降低开发成本。
本课程为FPGA开发的基础课程，只需要学员具备基础的数字电路知识即可展开，期望以软、硬结合的方式将培训人员带入FPGA设计领域，并熟练掌握FPGA外设开发。
配合一套Spartan 6 LX45 FPGA Starter Kit器件的开发实验平台板进行实验，该开发板会配套赠送，并赠送全部课堂实验。
此外，基于Xilinx芯片的数字接口开发技术同样适用于Altera、Lattice等厂家的FPGA芯片，因此本门课程具有典型的指导价值。
课。程。目。标
1. 掌握基本的FPGA硬件电路设计，包括FPGA和外设电路设计原则。
2. 掌握FPGA外设开发基本技能，包括HDL编程、ISE和PlanAhead软件的使用。
3. 掌握FPGA常用外设接口的设计与实现，包括RS232、I2C、SPI、USB和以太网接口。
4. 掌握高速ADC、DAC原理及其驱动电路的设计与实现以及高速视频ADC、DAC 接口设计。
5. 掌握高速串行接口实现方案，重点学习Xilinx FPGA内嵌的Rocket I/O、GTP和GTX硬核的使用方法。
6. 掌握Rapid IO、PCI-E等主流高速总线的工作原理、解决方案和对应电路设计以及驱动编写。
7. 掌握SRAM、DDR I/II SDRAM、Flash等存储器的工作原理、接口电路以及对应的驱动设计。
七、工具平台
培训课程使用的所有软硬件工具由培训方提供。
软件工具： √ Xilinx ISE Design Suite
硬件工具： √ 高性能PC机
八、课程内容
主题1：Xilinx FPGA设计基础
掌握FPGA数字系统开发的基本知识，包括HDL语言、FPGA结构以及ISE软件的基本操作，具备基本的FPGA编程能力，为后续的开发做好准备。
一、掌握Xilinx FPGA开发与设计的基本软、硬知识
1． 学习以FPGA为核心处理模块的系统设计思想，同时掌握FPGA数字系统中各类接口电路的设计方法。
2． 介绍Xilinx 6和7系列FPGA和之前Xilinx芯片的不同以及Xilinx FPGA最新的接口类型。
3． 学习FPGA开发流程以及相应的ISE和PlanAhead软件操作基础，重点阐述最新版本ISE软件的创新设计理念。
4．ISE开发流程简述；
5. 重点剖析PlanAhead开发流程以及在接口开发中的方法和主要特色；
主题2：基本接口的设计和实现
学习常用外设接口的硬件电路设计以及相应的实现方式。介绍的接口包括RS485、RS232、I2C、SPI、USB和以太网接口，使得学员能够掌握FPGA应用系统中大多数外设接口的设计与实现的方法和技能。
学习内容
一、基本接口的协议标准和HDL代码实现
1． RS232接口的FPGA设计方法；
2． I2C接口的FPGA设计方法；
3． SPI接口的FPGA设计方法；
4． USB接口的FPGA设计方法。
以太网接口的FPGA设计方法，以及对应的驱动和协议栈处理。
主题3：ADC/DAC接口专题
学习高速ADC、DAC原理及其驱动电路的设计与实现，包括视频专用编解码芯片与通用的高速ADC/DAC芯片。
学习内容
1． 通用高速ADC、DAC选型考虑以及评价、应用基础；
2． 通用高速ADC、DAC芯片的采样定理、电路设计以及接口驱动的HDL实现；
3． 掌握视频解码与编码芯片的接口设计技巧，以及对ITU656数据格式解码；
4． 掌握音频接口ADC、DAC的工作原理以及电路设计和相应的驱动代码设计；
5. 掌握高速视频VGA DAC 接口设计方法和相应驱动；
主题4：SERDES接口专题
学习高速串行接口的实现方案以及相应的电路和驱动代码设计，重点掌握Xilinx FPGA内嵌的Rocket I/O、GTP和GTX硬核的使用方法。
1． 掌握高速串行接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写；
2． Xilinx GTP Serdes模块的特征和使用方法；
3. Xilinx SERDES开发示例。
主题5：Rapid IO接口专题
学习Rapid IO的实现方案以及关键点，重点掌握基于Xilinx FPGA的Rapid IO开发流程与方法。
1. 掌握Rapid IO接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写
2. Xilinx Rapid IO开发示例。
主题6：PCI-E和千兆以太网接口专题
学习PCI-E和千兆以太网的实现方案以及关键点，重点掌握基于Xilinx FPGA的PCI-E和千兆以太网的开发流程与方法。
1． 掌握PCI-E接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写；
2． Xilinx PCI-E开发示例。
3． 掌握千兆以太网接口的工作原理、常用解决方案及其对应的电路设计和FPGA驱动代码的编写；
Xilinx 千兆以太网开发示例。
主题7：存储器设计专题
学习存储器接口电路的设计和实现。课程内容主要包括SRAM、SDR SDRAM、DDR 2/3 SDRAM、Flash等存储器的工作原理、接口电路以及对应的驱动设计。
1． 源同步设计方法以及FPGA内部跨时钟域设计技巧。
2． 数字系统的时钟解决方案（DCM/PLL、时钟芯片），LVDS和LVPEL等差分传输标准的应用。
3． SRAM接口的电路设计和HDL代码实现。
4． MIG（Memory Interface Generator）IP Core的使用。
5． DDR2/DDR3 MIG开发讲解；
6． DDR2板级开发演示实例。
7. 系列的高速存储接口设计方案 |
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