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产品名称:综合电路实验平台
产品类别:汽车制造自动化组装设备
 

1.系统简介

      ARMDSP+FPGA综合实验系统是集ARM嵌入式Linux应用开发,DSP应用开发和FPGA应用开发为一体的高度综合性实验系统,是现代超大规模集成电路发展的前沿产物。ARM嵌入式系统自问世以来,其片上资源越来越丰富,配套的操作系统也渐趋成熟和稳定。在体积,功耗,资源和速度等性能方面的优势使得ARM在通信、控制、测量等应用领域越来越受到重视。DSP是现代数字信号处理技术应用和发展的产物。DSP处理器不但具有极高的处理速度,其内部资源和CPU结构在设计上也充分考虑了数字信号处理的常用运算方法。DSP成为高复杂度信号分析和处理不可缺少的工具。FPGA技术是近年来发展最为迅速的数字集成电路。它的灵活性和高集成度在电子工程应用中备受青睐。现在的电子工程师们总希望通过FPGA来实现复杂的逻辑控制和布线。在高速数字信号处理领域,FPGA也大显身手。学习和掌握ARM嵌入式应用开发、DSP应用开发和FPGA应用开发是现代资深电子工程师必备的技能。

      ARMDSP+FPGA综合实验系统的设计充分考虑了ARMDSPFPGA在电子工程应用中的特点和场合,将它们合理地组合在一起。我们希望,一台高性能的数字设备,它的核心部分只需要配备本试验箱的基本电路就足够了。所以按照本试验箱提供的教材学习开发试验箱配备的资源能够有效地帮助电子工程师掌握这些技术。

本实验系统在硬件设计上,ARMDSPFPGA三部分电路独立设计,并通过三态总线安全地连接在一起。各个部分既能相互独立地工作,又能协同运行。开发人员既可以独立地完成某部分设计,又能综合地实现系统功能。为培养工程技术人员提供了相对完备的实验平台。

2.适用对象

       根据国家教委对高校实验教学的要求,本试验系统精心安排了由浅入深,循序渐进的实验内容。特别适合于嵌入式系统、微型计算机接口、自动化,通信测量,数字信号处理,语音信号处理,数字逻辑电路等相关课程的本科和研究生教学;适合于本科相关专业的毕业设计和电子设计竞赛,研究生课程设计;适合于专科院校、职业学校具有针对性地培养电子工程专业技术人才;也适合于电子工程师学习和作为研发平台使用。

       本实验系统提供了完备的软硬件开发教材,资源完全开放。

ARM分系统

 

 

 

 

 

 

linux@ARM嵌入式开发的一般流程

 

学习建立嵌入式开发软硬件环境;

学习建立交叉编译环境,编译内核和构造ramdisk文件系统;

学习使用Makefile

学习应用程序开发的一般流程。

ppcboot的使用和移植

了解Bootloader的工作原理;

掌握ppcboot的运行方式和用户命令接口;

掌握ppcboot的源码结构、移植和编译方法;

学习使用ppcboot环境变量。

编写设备驱动程序

了解嵌入式Linux设备驱动程序的分类和工作原理;

掌握Linux设备驱动程序开发方法;

掌握Liunx设备驱动程序的调试方法。

 

 

 

 

 

实现中断方式的PS/2键盘驱动程序

掌握中断在Linux中的响应过程;

了解PS/2接口的工作原理;

掌握中断处理功能的实现方法。

JFFS2文件系统研究和移植

了解嵌入式文件系统的分类和区别;

了解JFFS2文件系统的特点;

掌握JFFS2文件系统的移植。

LCD图形液晶的GUI开发

了解FrameBuffer的工作原理和使用方法;

掌握LCD控制模块字符驱动程序的开发方法;

掌握LCD基本GUI函数的开发方法。

DSP分系统

 

 

 

 

 

 

 

建立DSP开发环境

学习建立完整的DSP开发环境;

了解各实验设备的用途和使用方法。

 

正弦信号发生器

学习使用C语言操作片上资源;

学习TMS320VC33片上定时器和同步串口的开发方法。

音频采集和回放

学习DSP中断和中断向量表的使用;

实现SPICodec的双向数据通信。

数字滤波器设计及应用

学习频率采样法设计线性相位滤波器。

FFT应用

学习使用DMA控制器;

学习使用FFT算法进行频谱估计;

学习汇编和C混合编程。

DSP访问实验系统扩展资源

掌握访问系统扩展资源的编程方法。

Flash 程序下载实验

学习使用Bootlaoder,掌握DSP外挂Flash ROM的编程方法。

 

 

LMS自适应算法及应用

学习LMS算法的基本原理和应用;

编写程序验证LMS算法的线性预测特性。

数字信号基带传输

通过升余弦(Rised Cosine Pulse)冲击响应来说明无码间串扰在数字基带传输中的作用。

掌握数字基带信号的设计和实现方法。

卷积编码与Viterbi译码

学习卷积编码的编码原理和DSP实现方法;

学习卷积编码的最大似然译码方法-Viterbi译码的原理和实现方法。

FPGA分系统

 

 

 

 

 

 

 

VHDL语言设计任意整数分频器

掌握使用VHDL语言进行逻辑设计的一般流程;

掌握通用整数分频器的设计方法。

VHDL语言设计小数分频器

在整数分频的基础上,学习小数分频器的设计方法,实现对输入频率的N.X分频。

用图形输入法设计m序列产生模块

掌握图形设计法进行FPGA逻辑设计;

学习m序列的产生原理和实现方法。

利用状态机方法检测独特码序列

学习用VHDL语言实现状态机;

掌握状态机的状态控制方法。

使用FPGA内部PLL

学习使用FPGA内部的PLL,对外部时钟进行倍频。

制作实验键盘和驱动数码管

掌握键盘扫描方法和数码管显示的逻辑设计方法。

制作频率计

掌握频率计工作原理;

使用VHDL语言实现频率计功能模块,频率值在数码管显示。

 

 

提高型实验

使用D/A产生正弦信号

学习使用LPM_ROM设计ROM表的方法;

掌握实验系统数模转换器AD5330的应用。

A/D采集电压信号

学习通用型模数转换器的使用方法;

利用查表法确定模拟输入值。

图形法和VHDL相结合设计数字相关器

学习使用ROM表产生数据序列,提高运用VHDL编程技巧。

使用SignalTapII逻辑分析仪调试FPGA

学习使用Quartus IISingalTap II 嵌入式逻辑分析仪。

综合实验

音频分析仪

学习如何将各个分系统的功能整合到一起;

学习如何实现分系统间的通信。

注:基础型实验主要适用于本科相关专业基础教学和低年级研究生课程实践;提高型实验适用于本科高年级课程实践和研究生教学。

 

3.试验系统配置

 

ARM分系统硬件配置

配置项

型号

说明

处理器

S3C2410X

工作频率 203MHz

SDRAM

2×K4S561632D

64Mbytes 32bit

FlASH

TF28F128

16Mbytes 16bit

以太网控制器

DM9000E

10M/100M自适应以太网

LCD

640X480

256TFT

USB

2×USB1.1

USB Host接口

串口

2×RS232

RS232接口

JTAG

烧写Flash

20

键盘

PS/2

连接PS/2键盘

操作系统

嵌入式Linux

版本2.4.18

实验教材

Linux@ARM实验教材》

见附录A

 DSP分系统硬件配置

配置项

型号

说明

处理器

TMS320VC33

浮点工作频率150MHz

Flash

SST39VF800(AM39LV800)

8M字节容量

Codec

TLV320AIC10

最高采样速率22kSPS

实验教材

DSP实验教材》

见附录B

FPGA外部扩展资源

配置项

型号

说明

FPGA

EP2C8Q208C8

Altera CycloneII

FPGA配置器件

EPC1S4SI8

 

LED

红色

 

数码管

6

共阴极

键盘

8

2 × 4

按键

1

 

ADC

ADC0804

8 bit分辨率

DAC

AD5330

8 bit分辨率

晶振

25MHz32.768MHz1

 

AS JTAG

AS 模式JTAG接口

 

JTAG

FPGA仿真调试接口

 

用户扩展接口

10I/O信号

 

PLL 测试接口, &l, t;, /SPAN>

 

 

用户自定义I/O

10

 

实验教材

FPGA实验教材》

见附录C

 

4.实验系统配置

ARM+DSP+FPGA实验系统配置

标 准 配 置 项目

数量

核心板 

一块

主板

一块

640×480 TFT LCD显示屏

一块

TFT LCD显卡

一块

JTAG并口下载电缆(适用于ARMFPGA                  

一套

9芯串行直通线

一根

RJ45以太网交叉线

一根

PC机标准键盘

一套

220V/12V电源适配器 

一套

综合实验教材

一本

光盘(内含ARMDSPFPGA实验源程序;delta_ARM安装程序;核心板和主板电路图;ARMDSPFPGA独立实验教材三本)

一套

Linux安装光盘

一套

选 配 项 目

数量

TI DSP通用仿真器

一套

GPS扩展模块

一块

GPRS扩展模块

一块

高速数据采集模块

一块

语音信号产生模块

一块

 

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