EDA實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案
一、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室簡介
EDA（ElectronicDesignAutomation---電子設(shè)計自動化）實(shí)驗(yàn)室是電子信息工程和自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室， 主要用于學(xué)生完成 EDA實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)任務(wù)，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化 EDA 工具完成各種電子電路及系統(tǒng)設(shè)計的能力。
二、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室建設(shè)規(guī)劃
根據(jù)2022級和2023級人才培養(yǎng)方案，結(jié)合2022年招生計劃，17級電子信息工程技術(shù)專業(yè)有4個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應(yīng)用電子技術(shù)有2個班級；18級電子信息工程技術(shù)專業(yè)有6個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應(yīng)用電子技術(shù)有2個班級。在2022-2023-2學(xué)期開設(shè)電工實(shí)訓(xùn)課程，故本實(shí)驗(yàn)室在2022-2023-2學(xué)期需要投入教學(xué)使用，建議在2022年8月份完成建設(shè)。
占地100㎡左右，配備雙組實(shí)驗(yàn)臺16座，其中15座用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，每座可容納4名學(xué)生分兩組實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，共可容納60人的小班同步實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)上課；另一座用作教師教學(xué)演練臺，同時配設(shè)能控制15座學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺的功能。
15座學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺按3列5行的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，電源線及控制線用鋁質(zhì)槽板架設(shè)，并加蓋板。
每張實(shí)驗(yàn)桌放兩套計算機(jī)、EDA實(shí)驗(yàn)箱。
三、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室功能
EDA技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)由EDA實(shí)驗(yàn)箱、電腦等組成。實(shí)驗(yàn)教學(xué)本著循序漸進(jìn)的能力培養(yǎng)模式，分基礎(chǔ)驗(yàn)證與綜合設(shè)計兩類，通過基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)加深對課堂理論知識的理解，增強(qiáng)動手能力。通過綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)使學(xué)生從模仿設(shè)計、自行設(shè)計到創(chuàng)新設(shè)計的漸進(jìn)過程中設(shè)計自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可把基本理論與工程實(shí)踐密切結(jié)合起來，將更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
教學(xué)目的和要求：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于使學(xué)生進(jìn)一步鞏固學(xué)過的理論知識，加深對知識的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，同時熟練的掌握PLD芯片的基本使用方法，提高用現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法進(jìn)行基本的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的能力。
為了有效開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有以下要求：1、對學(xué)生的要求——實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所用到的理論知識；實(shí)驗(yàn)前要先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的相關(guān)內(nèi)容；做實(shí)驗(yàn)時要認(rèn)真聽講，跟隨老師的步驟進(jìn)行操作，積極思考，勇于發(fā)問；實(shí)驗(yàn)后，按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)要求寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報告。2、對教師的要求——實(shí)驗(yàn)前要重溫實(shí)驗(yàn)所用的理論知識和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；演示時操作速度適中，注意講解清楚操作要點(diǎn)和難點(diǎn)；耐心回答學(xué)生的問題；實(shí)驗(yàn)后，評閱學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報告。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： 1．動畫原理；2.數(shù)字圖像處理Adobe Photoshop；3.二維數(shù)字圖像Adobe Illustrator；4.非線性編輯Premiere；5.影視動畫分鏡頭設(shè)計；6.數(shù)字場景設(shè)計與表現(xiàn)；7.網(wǎng)頁設(shè)計；8.視頻特技；9.虛擬現(xiàn)實(shí)；10.數(shù)字音視頻制作；11.Flash動畫設(shè)計；12.網(wǎng)絡(luò)游戲設(shè)計；13.三維設(shè)計軟件3ds Max；14.網(wǎng)絡(luò)廣告設(shè)計與策劃；15.動畫衍生產(chǎn)品玩具設(shè)計等。
四、建設(shè)預(yù)算費(fèi)用
五、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室建設(shè)效果
建議新建EDA實(shí)訓(xùn)室1個，面積約為60平方米，需要實(shí)訓(xùn)臺及配套實(shí)施設(shè)備等30套。用于系部電子信息技術(shù)專業(yè)、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)等專業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
六、技術(shù)參數(shù)
一、系統(tǒng)概述：
FPGA教學(xué)開發(fā)創(chuàng)新平臺是適合新工科專業(yè)進(jìn)行EDA課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)以及課程設(shè)計的必備工具。系統(tǒng)由CPU核心子板、平臺模塊母板、擴(kuò)展接口子板等幾部分組成。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富生動形象，能夠大大的激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生老師在教學(xué)的過程中能夠寓教于樂，同時在學(xué)習(xí)EDA的同時可以加強(qiáng)對控制、通信、單片機(jī)等課程進(jìn)行加深，讓學(xué)生學(xué)有所得。
二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
CPU核心子板主芯片采用用ALTERA CycloneIV系列中的EP4CE6用戶可更換其它核心子板；
模塊化設(shè)計，每個模塊相對獨(dú)立，做實(shí)驗(yàn)時將模塊與核心板連接起來即可；
CPU核心子板板載USB-BLASTER下載調(diào)試器，只需一根USB連接線即可完成程序的加載、調(diào)試與固化，同時方便實(shí)驗(yàn)室管理；
CPU核心子板自帶SDRAM與FLASH，可用于NIOSII、IP CORE設(shè)計驗(yàn)計；
豐富的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，在數(shù)字電路的基礎(chǔ)上增加了控制類、接口類、通信類的實(shí)驗(yàn)?zāi)K；
二個時鐘源，四路輸出，每路相對獨(dú)立， 24MHZ—1HZ的頻率能滿足用戶要求；
核心板FPGA芯片I/O管腳完全開放，用戶可以任意定義；
豐富的樣板實(shí)驗(yàn)程序，在常規(guī)的EDA實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了交通燈、電梯、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、PS2、VGA、音樂、鍵盤等實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形象生動；
QUARTUS11.0開發(fā)軟件，支持多種語言輸入，自帶LICENSE；
詳細(xì)的操作手冊，含軟、硬件的使用說明，各模塊的功能說明。
核心板規(guī)格說明：
FPGA核心板主芯片采用ALTERA CycloneII系列中的EP4CE6E22C8N
FPGA內(nèi)門電路高達(dá)12萬門，內(nèi)部使用RAM作電路結(jié)構(gòu)，速度高達(dá)幾百M(fèi)HZ，且可任意規(guī)劃更改電路，是一個可隨心所欲的設(shè)計芯片。
板載USB-Blaster下載調(diào)試器，用戶只需一根USB連接線即可完成程序的加載、固化、調(diào)試。
8M-Byte SDRAM
4M-Bits EPCS4
50M系統(tǒng)時鐘
JTAG編程調(diào)試接口
7個HR-EXT標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口
四路時鐘輸入接口
1個復(fù)位按鍵
5V/DC電源輸入接口
平臺母板規(guī)格說明：
8位撥動開關(guān)輸入模塊
8位按鍵開關(guān)輸入模塊
4*4矩陣鍵盤輸入模塊
8位LED顯示模塊
8位動態(tài)掃描的數(shù)碼管顯示模塊
16*16點(diǎn)陣顯示模塊
1602字符液晶顯示模塊
12864圖形點(diǎn)陣LCD顯示模塊
高速8位并行AD轉(zhuǎn)換模塊
2路高速8位并行DA轉(zhuǎn)換模塊
頻率、幅度均可調(diào)的正弦波、三角波、方波模擬量輸出模塊
蜂鳴器、喇叭輸入接口模塊
1個四向模擬交通燈控制模塊
1個四相步進(jìn)電機(jī)控制模塊
1個速度可控、可測直流電機(jī)模塊
1個VGA接口
2個UART串行通信接口
2個PS2鼠標(biāo)、鍵接接口模塊
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
EDA設(shè)計示例
基于QUARTUSII圖形輸入電路的設(shè)計
基于VHDL格雷碼編碼器的設(shè)計
含異步清零和同步使能的加法計數(shù)器
八位七段數(shù)碼管動態(tài)顯示電路的設(shè)計
數(shù)控分頻器的設(shè)計
圖形和VHDL混合輸入的電路設(shè)計
基本觸發(fā)器的設(shè)計
可控脈沖發(fā)生器的設(shè)計
基于VHDL的搶答器的設(shè)計
基于VHDL的表決器的設(shè)計
正負(fù)脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計
矩陣鍵盤接口電路的設(shè)計
AUDIO電子音樂實(shí)驗(yàn)
直流電機(jī)的測速實(shí)驗(yàn)
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制
交通燈控制電路實(shí)驗(yàn)
PS2接口鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
VGA彩條信號發(fā)生器的設(shè)計
數(shù)字頻率計的設(shè)計
多功能數(shù)字鐘的設(shè)計
電梯控制的設(shè)計
AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
NIOSII IP CORE設(shè)計示例
最小NUISII系統(tǒng)設(shè)計
設(shè)計一個帶SDRAM和FLASH的NIOSII系統(tǒng)
FLASH讀寫操作-流水燈的設(shè)計
……
四、配套軟件
根據(jù)不同用戶要求可配套不同版本的軟件，隨機(jī)配套的軟件功能齊全，支持Verilog/VHDL硬件描述語言等多種設(shè)計輸入。軟件可運(yùn)行在及Windows XP/WIN7/WIN8/WIN10操作系統(tǒng)下。
五、產(chǎn)品信息
EDA（ElectronicDesignAutomation---電子設(shè)計自動化）實(shí)驗(yàn)室是電子信息工程和自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室， 主要用于學(xué)生完成 EDA實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)任務(wù)，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化 EDA 工具完成各種電子電路及系統(tǒng)設(shè)計的能力。
二、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室建設(shè)規(guī)劃
根據(jù)2022級和2023級人才培養(yǎng)方案，結(jié)合2022年招生計劃，17級電子信息工程技術(shù)專業(yè)有4個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應(yīng)用電子技術(shù)有2個班級；18級電子信息工程技術(shù)專業(yè)有6個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應(yīng)用電子技術(shù)有2個班級。在2022-2023-2學(xué)期開設(shè)電工實(shí)訓(xùn)課程，故本實(shí)驗(yàn)室在2022-2023-2學(xué)期需要投入教學(xué)使用，建議在2022年8月份完成建設(shè)。
占地100㎡左右，配備雙組實(shí)驗(yàn)臺16座，其中15座用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，每座可容納4名學(xué)生分兩組實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，共可容納60人的小班同步實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)上課；另一座用作教師教學(xué)演練臺，同時配設(shè)能控制15座學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺的功能。
15座學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺按3列5行的結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，電源線及控制線用鋁質(zhì)槽板架設(shè)，并加蓋板。
每張實(shí)驗(yàn)桌放兩套計算機(jī)、EDA實(shí)驗(yàn)箱。
三、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室功能
EDA技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)由EDA實(shí)驗(yàn)箱、電腦等組成。實(shí)驗(yàn)教學(xué)本著循序漸進(jìn)的能力培養(yǎng)模式，分基礎(chǔ)驗(yàn)證與綜合設(shè)計兩類，通過基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)加深對課堂理論知識的理解，增強(qiáng)動手能力。通過綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)使學(xué)生從模仿設(shè)計、自行設(shè)計到創(chuàng)新設(shè)計的漸進(jìn)過程中設(shè)計自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可把基本理論與工程實(shí)踐密切結(jié)合起來，將更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
教學(xué)目的和要求：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于使學(xué)生進(jìn)一步鞏固學(xué)過的理論知識，加深對知識的理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，同時熟練的掌握PLD芯片的基本使用方法，提高用現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法進(jìn)行基本的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的能力。
為了有效開展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)教學(xué)有以下要求：1、對學(xué)生的要求——實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所用到的理論知識；實(shí)驗(yàn)前要先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的相關(guān)內(nèi)容；做實(shí)驗(yàn)時要認(rèn)真聽講，跟隨老師的步驟進(jìn)行操作，積極思考，勇于發(fā)問；實(shí)驗(yàn)后，按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)要求寫出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報告。2、對教師的要求——實(shí)驗(yàn)前要重溫實(shí)驗(yàn)所用的理論知識和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；演示時操作速度適中，注意講解清楚操作要點(diǎn)和難點(diǎn)；耐心回答學(xué)生的問題；實(shí)驗(yàn)后，評閱學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報告。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： 1．動畫原理；2.數(shù)字圖像處理Adobe Photoshop；3.二維數(shù)字圖像Adobe Illustrator；4.非線性編輯Premiere；5.影視動畫分鏡頭設(shè)計；6.數(shù)字場景設(shè)計與表現(xiàn)；7.網(wǎng)頁設(shè)計；8.視頻特技；9.虛擬現(xiàn)實(shí)；10.數(shù)字音視頻制作；11.Flash動畫設(shè)計；12.網(wǎng)絡(luò)游戲設(shè)計；13.三維設(shè)計軟件3ds Max；14.網(wǎng)絡(luò)廣告設(shè)計與策劃；15.動畫衍生產(chǎn)品玩具設(shè)計等。
四、建設(shè)預(yù)算費(fèi)用
| 序號 | 設(shè)備名稱 | 型號 | 參數(shù) | 廠商 | 數(shù)量 | 單位 |
| 1 | 電腦 | 天逸510S 12代i3-12100 8G 1T+256G SSD win11)21.45英寸 | 聯(lián)想 | 31 | 套 | |
| 2 | 電腦桌 | 30 | 套 | |||
| 3 | 多媒體講臺 | 1 | 套 | |||
| 4 | FPGA教學(xué)開發(fā)創(chuàng)新平臺 | DB-E806 | 上海頂邦 | 31 | 套 |
五、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)室建設(shè)效果
建議新建EDA實(shí)訓(xùn)室1個，面積約為60平方米，需要實(shí)訓(xùn)臺及配套實(shí)施設(shè)備等30套。用于系部電子信息技術(shù)專業(yè)、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)等專業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
六、技術(shù)參數(shù)
DB-E806 FPGA教學(xué)開發(fā)創(chuàng)新平臺
一、系統(tǒng)概述：
二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
CPU核心子板主芯片采用用ALTERA CycloneIV系列中的EP4CE6用戶可更換其它核心子板；
模塊化設(shè)計，每個模塊相對獨(dú)立，做實(shí)驗(yàn)時將模塊與核心板連接起來即可；
CPU核心子板板載USB-BLASTER下載調(diào)試器，只需一根USB連接線即可完成程序的加載、調(diào)試與固化，同時方便實(shí)驗(yàn)室管理；
CPU核心子板自帶SDRAM與FLASH，可用于NIOSII、IP CORE設(shè)計驗(yàn)計；
豐富的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，在數(shù)字電路的基礎(chǔ)上增加了控制類、接口類、通信類的實(shí)驗(yàn)?zāi)K；
二個時鐘源，四路輸出，每路相對獨(dú)立， 24MHZ—1HZ的頻率能滿足用戶要求；
核心板FPGA芯片I/O管腳完全開放，用戶可以任意定義；
豐富的樣板實(shí)驗(yàn)程序，在常規(guī)的EDA實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加了交通燈、電梯、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、PS2、VGA、音樂、鍵盤等實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形象生動；
QUARTUS11.0開發(fā)軟件，支持多種語言輸入，自帶LICENSE；
詳細(xì)的操作手冊，含軟、硬件的使用說明，各模塊的功能說明。
核心板規(guī)格說明：
FPGA核心板主芯片采用ALTERA CycloneII系列中的EP4CE6E22C8N
FPGA內(nèi)門電路高達(dá)12萬門，內(nèi)部使用RAM作電路結(jié)構(gòu)，速度高達(dá)幾百M(fèi)HZ，且可任意規(guī)劃更改電路，是一個可隨心所欲的設(shè)計芯片。
板載USB-Blaster下載調(diào)試器，用戶只需一根USB連接線即可完成程序的加載、固化、調(diào)試。
8M-Byte SDRAM
4M-Bits EPCS4
50M系統(tǒng)時鐘
JTAG編程調(diào)試接口
7個HR-EXT標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口
四路時鐘輸入接口
1個復(fù)位按鍵
5V/DC電源輸入接口
平臺母板規(guī)格說明：
8位撥動開關(guān)輸入模塊
8位按鍵開關(guān)輸入模塊
4*4矩陣鍵盤輸入模塊
8位LED顯示模塊
8位動態(tài)掃描的數(shù)碼管顯示模塊
16*16點(diǎn)陣顯示模塊
1602字符液晶顯示模塊
12864圖形點(diǎn)陣LCD顯示模塊
高速8位并行AD轉(zhuǎn)換模塊
2路高速8位并行DA轉(zhuǎn)換模塊
頻率、幅度均可調(diào)的正弦波、三角波、方波模擬量輸出模塊
蜂鳴器、喇叭輸入接口模塊
1個四向模擬交通燈控制模塊
1個四相步進(jìn)電機(jī)控制模塊
1個速度可控、可測直流電機(jī)模塊
1個VGA接口
2個UART串行通信接口
2個PS2鼠標(biāo)、鍵接接口模塊
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
EDA設(shè)計示例
基于QUARTUSII圖形輸入電路的設(shè)計
基于VHDL格雷碼編碼器的設(shè)計
含異步清零和同步使能的加法計數(shù)器
八位七段數(shù)碼管動態(tài)顯示電路的設(shè)計
數(shù)控分頻器的設(shè)計
圖形和VHDL混合輸入的電路設(shè)計
基本觸發(fā)器的設(shè)計
可控脈沖發(fā)生器的設(shè)計
基于VHDL的搶答器的設(shè)計
基于VHDL的表決器的設(shè)計
正負(fù)脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計
矩陣鍵盤接口電路的設(shè)計
AUDIO電子音樂實(shí)驗(yàn)
直流電機(jī)的測速實(shí)驗(yàn)
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制
交通燈控制電路實(shí)驗(yàn)
PS2接口鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
VGA彩條信號發(fā)生器的設(shè)計
數(shù)字頻率計的設(shè)計
多功能數(shù)字鐘的設(shè)計
電梯控制的設(shè)計
AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
NIOSII IP CORE設(shè)計示例
最小NUISII系統(tǒng)設(shè)計
設(shè)計一個帶SDRAM和FLASH的NIOSII系統(tǒng)
FLASH讀寫操作-流水燈的設(shè)計
……
四、配套軟件
根據(jù)不同用戶要求可配套不同版本的軟件，隨機(jī)配套的軟件功能齊全，支持Verilog/VHDL硬件描述語言等多種設(shè)計輸入。軟件可運(yùn)行在及Windows XP/WIN7/WIN8/WIN10操作系統(tǒng)下。
五、產(chǎn)品信息
| 設(shè)備名稱 | FPGA教學(xué)開發(fā)創(chuàng)新平臺 | |||
| 型 號 | DB-E806 | |||
| 主 芯 片 | EP4CE6 | |||
| 工作電壓 | ～220v±10%，50Hz±1Hz | |||
| 尺寸（mm） | 410 x 260 x 80 | |||
| 重 量(kg) | <4 | |||
| 附件清單 | 1 | 串口線 × 1 | 2 | USB連接線 × 1 |
| 3 | Quartus、程序光盤× 2 | 4 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書× 1 | |
| 5 | 實(shí)驗(yàn)連接排線×8 | 6 | ||