FPGA系統設計高級班

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課程背景
        FPGA系統設計高級班主要是介紹FPGA系統開發中的高級技巧，深入探討如何提高FPGA設計的性能，如何優化設計規模，進而設計出高性能低成本的產品。同時介紹了FPGA和DSP芯片構成的高性能協同計算系統的軟/硬件設計技術。課程中會結合實際的工程設計代碼講解并行設計技術，流水線設計技術等實用技巧，幫助學員短時間內理解和掌握這些高級技巧，并可以盡快應用到工程項目中去。

    課程目標
        本課程主要針對具備一定基礎的學員，幫助學員快速提高技能，使之能夠運用高級技巧快速自主地設計復雜FPGA系統或者FPGA和DSP協同工作的系統。

    培養對象
        具備一年左右的FPGA系統或者硬件系統開發設計經驗的工程師，或者具有一定基礎的電子類專業的大學生和研究生。

    入學要求
        學員學習本課程應具備下列基礎知識：
        ◆已經參加過FPGA應用設計初級班的學習，或者了解FPGA的開發設計流程；
        ◆具備一定的FPGA設計基礎，熟悉VHDL或者Verilog HDL語言。
        ☆合格學員免費頒發相關資格證書，提升您的職業資質
        作為最早專注于嵌入式培訓的專業機構，曙海嵌入式學院提供的證書得到本行業的廣泛認
        可，學員的能力得到大家的認同。
        ☆合格學員免費推薦工作

    班級規模及環境
       為了保證培訓效果，增加互動環節，我們堅持小班授課，每期報名人數限5人，多余人員安排到下一期進行。
    時間地點
上課地點：華東師范大學／銀城大廈（上海市，地鐵3號線或4號線金沙江路站旁）
最近開班有周末班/連續班/晚班
   本課程每期班限額5名，報滿即停止報名，請提前在線或電話預約               
               
    上課地點：地址：深圳市羅湖區桂園路2號電影大廈A座2205
                                    （地鐵一號線大劇院站D出口旁，桂園路和解放路交叉口,近地王大廈）
    熱線：0755-61280252 25912501
     傳真：0755-25912501
      郵編：518001
     信箱:qianru2@hotmail.com
       客服QQ:812773398

    學時和費用
　    ◆課時： 共9天,72學時
        ◆外地學員：代理安排食宿（需提前預定）
    最新優惠
      
　　　◆團體報名優惠措施：兩人95折優惠，三人或三人以上9折優惠
        　同時報選《FPGA應用設計初級班》，即享受300元現金優惠!

    質量保障
        1、培訓過程中，如有部分內容理解不透或消化不好，可免費在以后培訓班中重聽；
        2、培訓結束后免費提供一個月的技術支持，充分保證培訓后出效果；
        3、培訓合格學員可享受免費推薦就業機會。

    課程進度安排
課程大綱
（本教學方案有兩種語言版本，如果學員想學VHDL語言編程，我們可根據要求調整）  
第一階段

目標      1.掌握FPGA系統設計的三個基本原則及三種常用技巧
     2. 掌握QuartusII軟件三類典型IP核
     3.ModelSim SE仿真驗證技巧，學會設計測試激勵文件-Testbench

  1. 三個設計基本原則，包括面積和速度的平衡互換原則，硬件可實現原則和同步設計原則。
2. 三個個常用操作技巧，包括乒乓操作，串并轉換操作和流水線操作等技巧。
3.掌握PS2協議，掌握時鐘線和數據線是如何控制數據的讀寫的。
4. 三個常用IP模塊使用，包括片上的存儲器（DPRAM、FIFO、ROM），鎖相環（PLL）和串行收發器（SERDES）等。
5. FPGA設計仿真驗證的原理和方法
6. ModelSim SE仿真驗證技巧
7. 仿真測試文件（Testbench）的設計方法
8. ModelSim軟件的使用技巧
9. 基于模型的系統仿真平臺構建方法
10. 異步SRAM的操作時序

  1. 實戰訓練一：
   訓練課題：“FPGA片上雙口RAM乒乓讀寫操作”
   實驗要點：
    1.1  ModelSim軟件工程創建
    1.2  ModelSim軟件進行功能仿真（前仿真）
    1.3  ModelSim軟件進行時序仿真（后仿真）
    1.4  FPGA片上雙口RAM存儲器的操作時序設計
    1.5  乒乓操作技巧
    1.6  鎖相環（PLL）的使用
    1.7  測試文件（Testbench）的設計方法
2. 實戰訓練二：
   訓練課題：“異步SRAM存儲器讀寫操作”
   實驗要點：
    2.1  ModelSim SE軟件操作技巧演練
    2.2  SRAM存儲器的操作時序設計
    2.3  基于模型的系統仿真方法

第二階段


JPEG2000 FPGA設計理論與實踐
1. JPEG標準概述
1.1 圖象技術基礎
1.2 YUV與RGB的區別
1.3 JPEG標準框架
2. JPEG DCT模塊概述與實踐
2.1 之字掃描原理與實現
2.2 8X8的變換原理
2.3 DCT余弦變換的實現與調試
3. JPEG 量化模塊概述與實踐
3.1 量化的作用和原理
3.2 對量化表系數的處理和應用
3.3 量化運算的實現
4. JPEG 熵編碼模塊概述與實踐
4.1 Huffman編碼原理
4.2 Huffman編碼的verilog實現與仿真
5. JPEG 總體設計與仿真
5.1 JPEG2000編碼的verilog總體實現與仿真
5.2 設計下載與chipscope調試

第三階段

H.264視頻處理 FPGA 設計理論與實踐
1. H.264標準學習與研究
1.1 運動圖象處理的基本技術
1.2 H.264框架結構
2. H.264中圖像預處理De-interlace HDL設計實踐
2.1 FIR濾波原理
2.2 De-interlace查值處理的verilog代碼實現與調試
3. H.264中圖像預處理中值濾波 HDL 設計實踐
3.1 圖像預處理中的高斯白噪聲的處理原理
3.2 3X3中值濾波處理的verilog實現與仿真

第四階段
目標     1.掌握采集ADC的數據的方法和技巧
    2.掌握從RS232接口向PC傳送采集到的數據的方法。
    3.FPGA和DSP結合使用的方法。

  1. AD/DA轉換器接口設計
    1.1  選擇正確的時鐘采樣邊沿
    1.2  選擇適合的同步頭檢測方法
    1.3  選擇有效的緩存策略
2. 利用FPGA實現RS-232C串行接口
    2.1  RS-232C接口通訊原理和相關電氣標準
    2.2  RS-232C的通訊協議的要點
    2.3  TxD,RxD是怎樣控制數據傳輸的
    2.4  RS-232C接口的原理圖剖析
    2.5  軟件和硬件握手的相關概念
3. 典型實例分析一：數字變焦系統設計
    3.1  設計需求分析和功能定義
    3.2  工作原理分析
    3.3  數學公式簡化
    3.4  算法優化
    3.5  HDL代碼設計優化
    3.6  FPGA內部結構設計和優化
    3.7  硬件實現
    3.8  性能評估和產品定型等
4. FPGA和DSP處理器聯合應用的領域，視頻、圖像、人臉識別，指紋識別 　 的等領域的現狀及發展前景。
5. HPI接口的分析，以及FPGA如何利用HPI接口對DSP進行控制。
6. 詳細剖析DSP進行圖像處理的關鍵技術（圖像編碼解碼技術，圖像處理的相關算法）
7. 案例分析：高清視頻處理系統之圖像閾值變換算法，及其達到的效果

  1. 實戰訓練三：
   訓練課題：“RS232C接口和PC主機的雙向傳輸實驗”
   實驗要點：
    1.1  掌握RxD,TxD怎樣控制數據傳輸的
    1.2  掌握RS232C通訊原理、設計實現和硬件握手和軟件握手的概念
    1.3 通過RS232接口，FPGA向PC主機發送字符串， PC主機向FPGA發送數據，并使數據顯示在數碼管上。
2. 實戰訓練四：
   訓練課題：“AD數據采集系統設計”
   實驗要點：
    2.1  AD轉換器與FPGA接口設計
    2.2  片上雙口RAM的乒乓緩存
    2.3  FPGA與PC的通信
3. 實戰訓練五：
   訓練課題：“視頻圖像采集實驗”
   實驗要點：
    3.1  掌握編碼解碼芯片的工作原理
    3.2 掌握視頻圖像處理解決方案，所要用到的接口、器件和原理
    3.3 DSP進行視頻圖像處理的流程。
4. 實戰訓練六：
   訓練課題：“視頻圖像處理的相關算法之一----圖像反色實驗”
   實驗要點：
    4.1  了解圖像反色的原理和應用領域
    4.2  了解圖像反色的相關算法
5. 實戰訓練七：
   訓練課題：“視頻圖像處理的相關算法之二----圖像閾值變換實驗”
   實驗要點：
    5.1  了解圖像閾值變換的原理和應用領域
    5.2  了解圖像閾值變換的相關算法

第五階段  
  1.PS2鍵盤鼠標協議詳解
2.USB協議詳解  
3. 實戰訓練八：
   訓練課題：“PS2接口鍵盤、鼠標實驗”
   實驗要點：
    2.1  ModelSim SE軟件操作技巧演練
    2.2  PS2接口操作時序設計
    2.3  基于模型的系統仿真方法
4. 實戰訓練九：
   訓練課題：“USB讀寫實驗”
   實驗要點：
    2.1  ModelSim SE軟件操作技巧演練
    2.2  PS2接口操作時序設計
    2.3  基于模型的系統仿真方法  
第六階段  
  此部分代碼含固件代碼和 HDL 的控制代碼，PC 機軟件使用 Cypress 自帶的 Control Panel。驅動使用 Cypress 公司提供的驅動（含源代碼） 。主要實現，FX2 固件里面設置 FX2處于 GPIF 模式，Mars-EDA 核心模塊 CPLD/FPGA 實現 GPIF 接口的外圍配合作用。PC 機傳過來的數據使用數碼管顯示，PC 機讀取得數據由 CPLD/FPGA 產生提供。
  1. 實戰訓練十：
   訓練課題：“GPIF 接口測試”
   實驗要點：
    2.1  ModelSim SE軟件操作技巧演練
    2.2  GPIF接口操作時序設計
    2.3  基于模型的系統仿真方法  
第七階段
目標 基于PCI接口的FPGA系統設計案例班主要通過PCI數據采集卡的完整案例，介紹基于FPGA的數據采集系統開發中的主要技術。課程中會結合實際的工程設計代碼，詳細講解PCI接口協議， PCI接口芯片－PLX9054的設計方法，FPGA和PLX9054的通訊原理和實現方法以及PCI卡的驅動程序設計等。
    授課內容  
第一篇 設計需求分析與功能定義
系統工作原理分析  
第二篇 PCI接口芯片PCI9054與FPGA的接口設計  
PCI卡的驅動程序設計  
第三篇 主機應用程序和驅動程序的接口設計  
FPGA內部結構設計  
第四篇 硬件系統實現  
樣機的調試方法和技巧  
第五篇 FPGA與PCI9054協同設計  
設計與測試技巧
第六篇 PCI9054接口芯片的C模式管腳定義和總線操作
中斷，PCI配置寄存器詳解，本地配置寄存器詳解，DMA寄存器詳解
第七篇 PCI設備設計方案
ASIC方案，PCI IP核，PCI接口芯片
第八篇 產品穩定性和可靠性測試
產品定型和設計文檔備案
實驗一 開發PCI采集卡調試環境的建立
熟練掌握開發軟件和調試軟件
實驗二 嵌入式邏輯分析儀Signal TAP II使用
掌握Signal TAPII相關操作技巧和時序分析
實驗三 PCI接口的DMA數據讀寫
掌握PCI設備DMA方式進行硬件設計，驅動設計的技巧
實驗四 LED燈控制實驗
掌握PCI設備輸入/輸出方式進行硬件設計，驅動設計的技巧