SOPC系統(tǒng)綜合開發(fā)平臺(tái),E216SOPC實(shí)驗(yàn)箱
2024-07-25 07:07E216SOPC系統(tǒng)綜合開發(fā)平臺(tái)是一款基于Altera公司新開發(fā)的CycloneIV 系列 EP4CE40高端實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)。獨(dú)有的GUI人機(jī)操作界面、采用系統(tǒng)底板+核心板+擴(kuò)展板的靈活設(shè)計(jì)，并配備有20多種擴(kuò)展模塊供用戶自行選擇配置。
一、開發(fā)平臺(tái)特性
1、GUI軟件操作界面：
獨(dú)家采用GUI人機(jī)操作界面，開機(jī)可顯示溫度、時(shí)間和設(shè)備信息等。整合開發(fā)平臺(tái)上的硬件資源，點(diǎn)擊子菜單中相關(guān)實(shí)驗(yàn)，液晶屏可與開發(fā)平臺(tái)同步運(yùn)行，提高學(xué)生動(dòng)手興趣和積極性，通過對(duì)設(shè)備各模塊的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)的演示，方便老師培訓(xùn)和設(shè)備檢修。
數(shù)字示波器實(shí)驗(yàn)界面 交通燈實(shí)驗(yàn)界面
2、模塊化的靈活設(shè)計(jì)：
開發(fā)平臺(tái)采用系統(tǒng)底板+核心板+擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)方法，通過選擇不同的核心板和擴(kuò)展板構(gòu)成不同功能的開發(fā)平臺(tái)。能最大限度的滿足用戶的性能需求。模塊化的設(shè)計(jì)能使用戶對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有清晰的認(rèn)識(shí)。
二、開發(fā)平臺(tái)硬件資源
1、NIOSII-EP4CE40 FPGA核心板
n 核心板采用10層高精度PCB設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。
n 主芯片采用Altera的CycloneIV系列級(jí)FPGA EP4CE40F23C8N，電路高達(dá)360萬門。
n FPGA配置芯片采用EPCS16，容量高達(dá)16M BIT，擦寫次數(shù)高達(dá)上萬次。
n 提供JTAG編程模式。
n 核心板板載USB-Blaster電纜；只需要一根USB線就可以對(duì)核心板進(jìn)行程序下載。
n 一路50M高速、穩(wěn)定的時(shí)鐘源。
n 一路系統(tǒng)復(fù)位電路。
n 系統(tǒng)電源管理模塊能夠提供+5V、+3.3V、+2.5V、1.2V等多種不同電壓的電源輸出供系統(tǒng)使用。
n 提供兩路SRAM，芯片采用IDT71V416-10P。容量高達(dá)256K*32BIT。
n 一路FLASH 芯片采用AM29L128M。容量高過16M*8BIT。
n 一路16M*16BIT SDRAM。
n 系統(tǒng)提供四位通用的復(fù)位按鍵和四位通用的發(fā)光管和一個(gè)靜態(tài)七段碼管顯示。
n 核心板提供與核心板其它資源不復(fù)用的190個(gè)以上的IO供用戶二次開發(fā)使用。
2、EDA/SOPC系統(tǒng)板
n 標(biāo)配800*600 16位 TFT彩色LCD顯示。用戶可更換不同規(guī)格的顯示屏和觸摸屏。
n 1個(gè)模擬信號(hào)發(fā)生器模塊，可提供頻率、幅度均可調(diào)的正弦波、三角波、鋸齒波、方波等信號(hào)波形。
n 1個(gè)數(shù)字時(shí)鐘輸出模塊，可提供24M至1HZ的數(shù)字脈沖信號(hào)。
n 1個(gè)雙道道10位高速并行ADC接口模塊，速度高達(dá)40 Msps。
n 1個(gè)雙道道10位高速并行DAC接口模塊速度高達(dá)33 Msps。
n 1個(gè)串行A/D轉(zhuǎn)換接口。
n 1個(gè)串行D/A轉(zhuǎn)換接口。
n 1個(gè)VGA接口模塊。
n 1個(gè)UART串行通迅模塊。
n 1個(gè)USB Device設(shè)備接口。
n 1個(gè)USB Host主機(jī)接口。
n 1個(gè)Ethernet10M/100M高速接口模塊。
n SD卡接口模塊
n 2個(gè)PS2接口模塊，可以接鍵盤或鼠標(biāo)。
n 1個(gè)I2C接口的E2PROM，型號(hào)為AT24C08N。
n 1個(gè)音頻CODEC模塊（立體聲雙通道輸出）。
n 1個(gè)音頻喇叭輸出模塊。
n 1個(gè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，具有時(shí)鐘掉電保護(hù)、電池在線式充電功能。
n 12個(gè)撥動(dòng)開關(guān)和12個(gè)按鍵開關(guān)輸入
n 12個(gè)發(fā)光LED顯示。
n 1個(gè)八位七段碼管顯示模塊。
n 16x16矩陣led點(diǎn)陣顯示模塊。
n 4X4矩陣鍵輸入模塊
n 1個(gè)電壓控制的直流電機(jī)和1個(gè)四相的步進(jìn)電機(jī)模塊。
n 1個(gè)數(shù)字溫度傳感和1個(gè)霍爾傳感器模塊。
n HH—EXT高速接口模塊。
n 多路電源輸出（均帶過流、過壓保護(hù)）。
3、擴(kuò)展子板（選配）
n CMOS視頻采集模塊
n 視頻編解碼模塊
n MP3采集回放模塊
n 單片機(jī)擴(kuò)展模塊
n 無線傳感擴(kuò)展模塊……
三、示例實(shí)驗(yàn)
1、EDA實(shí)驗(yàn)與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
n 簡(jiǎn)單的QUARTUSII實(shí)例設(shè)計(jì)
n 基于VHDL格雷碼編碼器的設(shè)計(jì)
n 含異步清零和使能的加法計(jì)數(shù)器
n 八位七段數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)
n 數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)
n 圖形和VHDL混合輸入的電路設(shè)計(jì)
n 步長(zhǎng)可變的加減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
n 四位并行乘法器的設(shè)計(jì)
n 設(shè)計(jì)四位全加器
n 可控脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 基本觸發(fā)器的設(shè)計(jì)
n 矩陣鍵盤顯示電路的設(shè)計(jì)
n 16*16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
n 直流電機(jī)的測(cè)速實(shí)驗(yàn)
n 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制
n PS2接口鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
n VGA彩條信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 用VHDL設(shè)計(jì)七人表決器
n 用VHDL設(shè)計(jì)四人搶答器
n 正負(fù)脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)
n 數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
n 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)
n 數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)
n 出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)
n 基于VHDL數(shù)碼鎖的設(shè)計(jì)
n PS2鼠標(biāo)編碼設(shè)計(jì)
n SPI串行AD/DA轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)
n DDS信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 序列檢測(cè)器的設(shè)計(jì)
n 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 八位數(shù)據(jù)鎖存器的設(shè)計(jì)
n 最高優(yōu)先編碼器的設(shè)計(jì)
n 解復(fù)用器的設(shè)計(jì)
n 帶同步復(fù)位的狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)
n 嵌入式邏輯分析儀的使用
n SPI串口內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)……
2、NIOSII32位處理器示例實(shí)驗(yàn)
n 最簡(jiǎn)單NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
n 帶外部SRAM的NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
n Nor Flash編程實(shí)驗(yàn)
n PIO外部中斷按鍵開關(guān)實(shí)驗(yàn)
n PIO輸入-開關(guān)信號(hào)的讀取實(shí)驗(yàn)
n 基于Timer IP核的定時(shí)器的設(shè)計(jì)
n 矩陣鍵盤與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
n 高速AD和高速DA實(shí)驗(yàn)
n UART串口通迅實(shí)驗(yàn)
n 基于IIC的EEPROM讀寫實(shí)驗(yàn)
n 1-WIRE數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
n 串行AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
n SDRAM讀寫操作實(shí)驗(yàn)
n 彩色LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)
n 觸摸屏控制實(shí)驗(yàn)
n RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
n 音頻Code實(shí)驗(yàn)
n USB枚舉實(shí)驗(yàn)
n PS/2鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
n PS/2鼠標(biāo)控制實(shí)驗(yàn)
n 讀SD卡實(shí)驗(yàn)
3、DSP Builder 設(shè)計(jì)應(yīng)用示例實(shí)驗(yàn)
n 從DSP Builder到HDL——基于DSP Builder的信號(hào)發(fā)生器
n 從DSP Builder到SOPC Builder——軟件控制的Chirp信號(hào)發(fā)生器
n IP核在DSP Builder下的使用——以FFT核為例
4、綜合開發(fā)實(shí)驗(yàn)
l 網(wǎng)絡(luò)WEB控制實(shí)驗(yàn)
l 點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)
l 直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速的設(shè)計(jì)
l USB接口文本閱讀器的設(shè)計(jì)
l 簡(jiǎn)易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)
l 簡(jiǎn)易頻譜分析儀設(shè)計(jì)
l 基于UART通信液晶顯示實(shí)驗(yàn)
l 基于UART通信BMP圖形顯示實(shí)驗(yàn)
l FAT32文件系統(tǒng)讀SD卡實(shí)驗(yàn)
l FAT32文件系統(tǒng)寫SD卡實(shí)驗(yàn)
l FAT32文件系統(tǒng)讀寫-拼音輸入法的設(shè)計(jì)
l 彩色液晶原理與繪圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
l 基于NIOSII貪食蛇游戲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
l 基于NIOSII計(jì)算器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
l 在niosII上運(yùn)行uC/OS系統(tǒng)
l 在niosII上運(yùn)行uClinux系統(tǒng)
l MP3媒體播放器的設(shè)計(jì)（選配MP3擴(kuò)展板）
l RFID無線射頻設(shè)計(jì)（選配RFID擴(kuò)展板）
l 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)（選配Zigbee板）
l USB2.0通信實(shí)驗(yàn)（選配USB2.0模塊）
二、開發(fā)平臺(tái)硬件資源
注：使用本實(shí)驗(yàn)箱的配套儀器：電腦、示波器、萬用表。
一、開發(fā)平臺(tái)特性
1、GUI軟件操作界面：
獨(dú)家采用GUI人機(jī)操作界面，開機(jī)可顯示溫度、時(shí)間和設(shè)備信息等。整合開發(fā)平臺(tái)上的硬件資源，點(diǎn)擊子菜單中相關(guān)實(shí)驗(yàn)，液晶屏可與開發(fā)平臺(tái)同步運(yùn)行，提高學(xué)生動(dòng)手興趣和積極性，通過對(duì)設(shè)備各模塊的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)的演示，方便老師培訓(xùn)和設(shè)備檢修。
數(shù)字示波器實(shí)驗(yàn)界面 交通燈實(shí)驗(yàn)界面
2、模塊化的靈活設(shè)計(jì)：
開發(fā)平臺(tái)采用系統(tǒng)底板+核心板+擴(kuò)展板的設(shè)計(jì)方法，通過選擇不同的核心板和擴(kuò)展板構(gòu)成不同功能的開發(fā)平臺(tái)。能最大限度的滿足用戶的性能需求。模塊化的設(shè)計(jì)能使用戶對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有清晰的認(rèn)識(shí)。
二、開發(fā)平臺(tái)硬件資源
1、NIOSII-EP4CE40 FPGA核心板
n 核心板采用10層高精度PCB設(shè)計(jì)，系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。
n 主芯片采用Altera的CycloneIV系列級(jí)FPGA EP4CE40F23C8N，電路高達(dá)360萬門。
n FPGA配置芯片采用EPCS16，容量高達(dá)16M BIT，擦寫次數(shù)高達(dá)上萬次。
n 提供JTAG編程模式。
n 核心板板載USB-Blaster電纜；只需要一根USB線就可以對(duì)核心板進(jìn)行程序下載。
n 一路50M高速、穩(wěn)定的時(shí)鐘源。
n 一路系統(tǒng)復(fù)位電路。
n 系統(tǒng)電源管理模塊能夠提供+5V、+3.3V、+2.5V、1.2V等多種不同電壓的電源輸出供系統(tǒng)使用。
n 提供兩路SRAM，芯片采用IDT71V416-10P。容量高達(dá)256K*32BIT。
n 一路FLASH 芯片采用AM29L128M。容量高過16M*8BIT。
n 一路16M*16BIT SDRAM。
n 系統(tǒng)提供四位通用的復(fù)位按鍵和四位通用的發(fā)光管和一個(gè)靜態(tài)七段碼管顯示。
n 核心板提供與核心板其它資源不復(fù)用的190個(gè)以上的IO供用戶二次開發(fā)使用。
2、EDA/SOPC系統(tǒng)板
n 標(biāo)配800*600 16位 TFT彩色LCD顯示。用戶可更換不同規(guī)格的顯示屏和觸摸屏。
n 1個(gè)模擬信號(hào)發(fā)生器模塊，可提供頻率、幅度均可調(diào)的正弦波、三角波、鋸齒波、方波等信號(hào)波形。
n 1個(gè)數(shù)字時(shí)鐘輸出模塊，可提供24M至1HZ的數(shù)字脈沖信號(hào)。
n 1個(gè)雙道道10位高速并行ADC接口模塊，速度高達(dá)40 Msps。
n 1個(gè)雙道道10位高速并行DAC接口模塊速度高達(dá)33 Msps。
n 1個(gè)串行A/D轉(zhuǎn)換接口。
n 1個(gè)串行D/A轉(zhuǎn)換接口。
n 1個(gè)VGA接口模塊。
n 1個(gè)UART串行通迅模塊。
n 1個(gè)USB Device設(shè)備接口。
n 1個(gè)USB Host主機(jī)接口。
n 1個(gè)Ethernet10M/100M高速接口模塊。
n SD卡接口模塊
n 2個(gè)PS2接口模塊，可以接鍵盤或鼠標(biāo)。
n 1個(gè)I2C接口的E2PROM，型號(hào)為AT24C08N。
n 1個(gè)音頻CODEC模塊（立體聲雙通道輸出）。
n 1個(gè)音頻喇叭輸出模塊。
n 1個(gè)RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，具有時(shí)鐘掉電保護(hù)、電池在線式充電功能。
n 12個(gè)撥動(dòng)開關(guān)和12個(gè)按鍵開關(guān)輸入
n 12個(gè)發(fā)光LED顯示。
n 1個(gè)八位七段碼管顯示模塊。
n 16x16矩陣led點(diǎn)陣顯示模塊。
n 4X4矩陣鍵輸入模塊
n 1個(gè)電壓控制的直流電機(jī)和1個(gè)四相的步進(jìn)電機(jī)模塊。
n 1個(gè)數(shù)字溫度傳感和1個(gè)霍爾傳感器模塊。
n HH—EXT高速接口模塊。
n 多路電源輸出（均帶過流、過壓保護(hù)）。
3、擴(kuò)展子板（選配）
n CMOS視頻采集模塊
n 視頻編解碼模塊
n MP3采集回放模塊
n 單片機(jī)擴(kuò)展模塊
n 無線傳感擴(kuò)展模塊……
三、示例實(shí)驗(yàn)
1、EDA實(shí)驗(yàn)與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
n 簡(jiǎn)單的QUARTUSII實(shí)例設(shè)計(jì)
n 基于VHDL格雷碼編碼器的設(shè)計(jì)
n 含異步清零和使能的加法計(jì)數(shù)器
n 八位七段數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)
n 數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)
n 圖形和VHDL混合輸入的電路設(shè)計(jì)
n 步長(zhǎng)可變的加減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
n 四位并行乘法器的設(shè)計(jì)
n 設(shè)計(jì)四位全加器
n 可控脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 基本觸發(fā)器的設(shè)計(jì)
n 矩陣鍵盤顯示電路的設(shè)計(jì)
n 16*16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
n 直流電機(jī)的測(cè)速實(shí)驗(yàn)
n 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制
n PS2接口鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
n VGA彩條信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 用VHDL設(shè)計(jì)七人表決器
n 用VHDL設(shè)計(jì)四人搶答器
n 正負(fù)脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)
n 數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)
n 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)
n 數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)
n 出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)
n 基于VHDL數(shù)碼鎖的設(shè)計(jì)
n PS2鼠標(biāo)編碼設(shè)計(jì)
n SPI串行AD/DA轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)
n DDS信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 序列檢測(cè)器的設(shè)計(jì)
n 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
n 八位數(shù)據(jù)鎖存器的設(shè)計(jì)
n 最高優(yōu)先編碼器的設(shè)計(jì)
n 解復(fù)用器的設(shè)計(jì)
n 帶同步復(fù)位的狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)
n 嵌入式邏輯分析儀的使用
n SPI串口內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)……
2、NIOSII32位處理器示例實(shí)驗(yàn)
n 最簡(jiǎn)單NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
n 帶外部SRAM的NIOSII系統(tǒng)設(shè)計(jì)
n Nor Flash編程實(shí)驗(yàn)
n PIO外部中斷按鍵開關(guān)實(shí)驗(yàn)
n PIO輸入-開關(guān)信號(hào)的讀取實(shí)驗(yàn)
n 基于Timer IP核的定時(shí)器的設(shè)計(jì)
n 矩陣鍵盤與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
n 高速AD和高速DA實(shí)驗(yàn)
n UART串口通迅實(shí)驗(yàn)
n 基于IIC的EEPROM讀寫實(shí)驗(yàn)
n 1-WIRE數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)
n 串行AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
n SDRAM讀寫操作實(shí)驗(yàn)
n 彩色LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn)
n 觸摸屏控制實(shí)驗(yàn)
n RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
n 音頻Code實(shí)驗(yàn)
n USB枚舉實(shí)驗(yàn)
n PS/2鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)
n PS/2鼠標(biāo)控制實(shí)驗(yàn)
n 讀SD卡實(shí)驗(yàn)
3、DSP Builder 設(shè)計(jì)應(yīng)用示例實(shí)驗(yàn)
n 從DSP Builder到HDL——基于DSP Builder的信號(hào)發(fā)生器
n 從DSP Builder到SOPC Builder——軟件控制的Chirp信號(hào)發(fā)生器
n IP核在DSP Builder下的使用——以FFT核為例
4、綜合開發(fā)實(shí)驗(yàn)
l 網(wǎng)絡(luò)WEB控制實(shí)驗(yàn)
l 點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)
l 直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速的設(shè)計(jì)
l USB接口文本閱讀器的設(shè)計(jì)
l 簡(jiǎn)易數(shù)字示波器設(shè)計(jì)
l 簡(jiǎn)易頻譜分析儀設(shè)計(jì)
l 基于UART通信液晶顯示實(shí)驗(yàn)
l 基于UART通信BMP圖形顯示實(shí)驗(yàn)
l FAT32文件系統(tǒng)讀SD卡實(shí)驗(yàn)
l FAT32文件系統(tǒng)寫SD卡實(shí)驗(yàn)
l FAT32文件系統(tǒng)讀寫-拼音輸入法的設(shè)計(jì)
l 彩色液晶原理與繪圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
l 基于NIOSII貪食蛇游戲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
l 基于NIOSII計(jì)算器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
l 在niosII上運(yùn)行uC/OS系統(tǒng)
l 在niosII上運(yùn)行uClinux系統(tǒng)
l MP3媒體播放器的設(shè)計(jì)（選配MP3擴(kuò)展板）
l RFID無線射頻設(shè)計(jì)（選配RFID擴(kuò)展板）
l 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)（選配Zigbee板）
l USB2.0通信實(shí)驗(yàn)（選配USB2.0模塊）
二、開發(fā)平臺(tái)硬件資源
| 設(shè)備名稱 | EDA/SOPC系統(tǒng)綜合開發(fā)平臺(tái) |
| 核心芯片 | EP4CE40F23C8N |
| 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 | 網(wǎng)絡(luò)連接線 × 1 |
| 4 | 電源連接線 × 1 |
| 5 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 × 3 |
| 6 | Quartus軟件和實(shí)驗(yàn)例程 × 1 |