Стенд лабораторный "Система разработки FPGA" CIC-320

Система разработки FPGA CIC-320 представляет собой независимую систему, включающую плату загрузки FPGA, плату для экспериментов по вводу/выводу и программное обеспечение для автоматизации проектирования и разработки электронных схем на основе программируемых логических устройств Intel Quartus Prime.

Стенд CIC-320 обеспечивает аппаратную верификацию цифровых схем. Он использует высокопроизводительную среду проектирования для разработки входных и выходных сигналов, компиляции и проектирования цифровых логических схем и программ, предоставляя идеальную платформу для эффективного изучения проектирования цифровых систем студентами.

Особенности стенда CIC-320:

1. Благодаря плате для загрузки FPGA в сочетании с программным обеспечением для разработки и проектирования Intel Quartus Prime Lite Edition, обеспечивается компиляция и программирование устройств Intel FPGA.
2. Изучите язык описания аппаратуры Verilog (HDL) для разработки и проектирования цифровых логических схем, а также для визуального представления их структуры.
3. Выводы микросхемы FPGA могут быть произвольно установлены программой, и нет необходимости в проводном соединении входов/выходов, что позволяет избежать экспериментальных ошибок и повреждения платы.
4. Экспериментальная плата ввода-вывода позволяет разработчикам программ/схем выполнять функциональную верификацию, логический синтез и т.д., а также отображать результаты проектирования на реальном аппаратном дисплее.
5. Предоставляет экспериментальные руководства и пошаговые примеры, что облегчает преподавание и обучение.

Технические характеристики стенда CIC-320: 

• Плата загрузки FPGA: 1) Модель чипа: Altera Cyclone IV EP4CE6, с 91 GPIO, 21 парой LVDS и 6272 LE; 2) Встроенная память 270 Кбит для двух/однопортовой RAM/ROM/FIFO; 3) 2 ФАПЧ с ГУН для умножения частоты;2 ФАПЧ из ГУН для умножения частоты. 4) Интерфейс внешней памяти поддерживает интерфейсы SDR, DDR, SDRAM; 5) Интерфейс конфигурации: USB Blaster JTAG используется для загрузки во внутреннюю оперативную память; 6) Память конфигурации: 4 Мбит флэш-память, используемая в качестве SEEPROM, для хранения программ.
• Плата экспериментов ввода/вывода: 1) Входной и тактовый блок: a. 3 комплекта 8-битных DIP-переключателей; b. Матричная клавиатура 4x4 или 16 независимых переключателей; c. 2 комплекта переменных тактовых частот (1 Гц ~ 500 кГц), один фиксированный кварцевый генератор 40 МГц; d. 4 кнопочные переключатели: выход импульсного сигнала, со схемой устранения мелочи. 2) Исходный блок:  a. 4 комплекта 8-битных буферизированных светодиодных дисплеев; b. 6-разрядный 7-сегментный сканирующий/независимый дисплей; c. 5x7 точечный матричный светодиодный дисплей; d. 16-сегментный символьный дисплей.

Перечень лабораторных работ:

• Проектирование и использование базовых логических схем: 1. Установка и эксплуатация программного обеспечения Intel QUARTUS; 2. Основные операции логической схемы; 3. Основная комбинационная логическая схема;(1) Мультиплексор 2 к 1; (2) Мультиплексор 4 к 1; (3) Демультиплексор 1 к 2; (4) Демультиплексор 1 к 4; (5) Энкодер 8 к 3; (6) Декодер 2 к 4; (7) Декодер 3 к 8; (8) Селектор данных; 4. Основная арифметическая логическая схема; (1) Полусумматор; (2) Полный сумматор; (3) 4-битный полный сумматор; (4) Полувычитатель; (5) Полный вычитатель; (6) Логическое устройство; 5. Основная последовательная логическая схема; (1) RS-триггер; (2) RS-фиксатор; (3) D-триггер; (4) T-триггер; (5) JK-триггер; (6) JK-триггер "главный-подчиненный"; (7) Данные Фиксатор; 6. Схема счетчика; (1) Асинхронный счетчик вниз; (2) Асинхронный счетчик вверх/вниз; (3) Синхронный параллельный счетчик; (4) Синхронный счетчик со стиранием; (5) Счетчик по модулю 10; (6) Счетчик Джонсона; 7. Использование MegaWizard; (1) Сумматор и вычитатель; (2) Умножение;
• Разработка и применение передовых логических схем: 1. Многоцифровой АЛП и арифметический эксперимент (1) АЛП;  (2) 4-битный АЛП; 2. Многоцифровой десятичный, восьмеричный, шестнадцатеричный и двоичный преобразователь; (1) Двоичный в десятичный; (2) Двоичный в восьмеричный; (3) Двоичный в шестнадцатеричный; (4) Цифровой преобразователь; 3. Увеличительный/уменьшительный счетчик с загрузкой, очисткой и активацией; (1) 16-битный синхронный увеличительный/уменьшительный счетчик; (2) 16-битный счетчик с использованием MegaWizard; 4. 16-сегментный светодиодный декодер цифрового дисплея; 5. Управление матричным дисплеем 5x7; 6. Управление сканирующей матричной клавиатурой 4x4 и 16 независимыми входами переключателя; 7. Цифровые часы; 8. Цифровой шифровальный блокировщик;  9. Машина для числового бинго; 10. Электронные кубики.