EDA實驗室建設方案
一、實驗/實訓室簡介
EDA（ElectronicDesignAutomation---電子設計自動化）實驗室是電子信息工程和自動化專業(yè)的專業(yè)基礎實驗室， 主要用于學生完成 EDA實驗、課程設計和畢業(yè)設計等教學任務，旨在培養(yǎng)學生運用現(xiàn)代化 EDA 工具完成各種電子電路及系統(tǒng)設計的能力。
二、實驗/實訓室建設規(guī)劃
根據(jù)2022級和2023級人才培養(yǎng)方案，結合2022年招生計劃，17級電子信息工程技術專業(yè)有4個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應用電子技術有2個班級；18級電子信息工程技術專業(yè)有6個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應用電子技術有2個班級。在2022-2023-2學期開設電工實訓課程，故本實驗室在2022-2023-2學期需要投入教學使用，建議在2022年8月份完成建設。
占地100㎡左右，配備雙組實驗臺16座，其中15座用于學生實驗實訓，每座可容納4名學生分兩組實驗實訓，共可容納60人的小班同步實驗實訓上課；另一座用作教師教學演練臺，同時配設能控制15座學生實驗臺的功能。
15座學生實驗臺按3列5行的結構進行安裝，電源線及控制線用鋁質(zhì)槽板架設，并加蓋板。
每張實驗桌放兩套計算機、EDA實驗箱。
三、實驗/實訓室功能
EDA技術綜合實驗由EDA實驗箱、電腦等組成。實驗教學本著循序漸進的能力培養(yǎng)模式，分基礎驗證與綜合設計兩類，通過基礎驗證實驗加深對課堂理論知識的理解，增強動手能力。通過綜合設計實驗使學生從模仿設計、自行設計到創(chuàng)新設計的漸進過程中設計自己的實驗項目，可把基本理論與工程實踐密切結合起來，將更有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
教學目的和要求：實驗教學的目的在于使學生進一步鞏固學過的理論知識，加深對知識的理解，激發(fā)學生的學習興趣和積極性，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)的設計方法進行基本的數(shù)字系統(tǒng)設計的能力。
為了有效開展實驗項目，實驗教學有以下要求：1、對學生的要求——實驗前要認真復習實驗所用到的理論知識；實驗前要先預習實驗教材和實驗指導書的相關內(nèi)容；做實驗時要認真聽講，跟隨老師的步驟進行操作，積極思考，勇于發(fā)問；實驗后，按照實驗目的及實驗要求寫出相應的實驗報告。2、對教師的要求——實驗前要重溫實驗所用的理論知識和實驗內(nèi)容；演示時操作速度適中，注意講解清楚操作要點和難點；耐心回答學生的問題；實驗后，評閱學生提交的實驗報告。
實驗項目： 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.影視動畫分鏡頭設計；6.數(shù)字場景設計與表現(xiàn)；7.網(wǎng)頁設計；8.視頻特技；9.虛擬現(xiàn)實；10.數(shù)字音視頻制作；11.Flash動畫設計；12.網(wǎng)絡游戲設計；13.三維設計軟件3ds Max；14.網(wǎng)絡廣告設計與策劃；15.動畫衍生產(chǎn)品玩具設計等。
四、建設預算費用
五、實驗/實訓室建設效果
建議新建EDA實訓室1個，面積約為60平方米，需要實訓臺及配套實施設備等30套。用于系部電子信息技術專業(yè)、應用電子技術專業(yè)、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)等專業(yè)進行實訓教學。
六、技術參數(shù)
一、系統(tǒng)概述：FPGA教學開發(fā)創(chuàng)新平臺是適合新工科專業(yè)進行EDA課程教學實驗以及課程設計的必備工具。系統(tǒng)由CPU核心子板、平臺模塊母板、擴展接口子板等幾部分組成。實驗內(nèi)容豐富生動形象，能夠大大的激發(fā)學生的興趣，使學生老師在教學的過程中能夠寓教于樂，同時在學習EDA的同時可以加強對控制、通信、單片機等課程進行加深，讓學生學有所得。
二、結構特點：
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；
模塊化設計，每個模塊相對獨立，做實驗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，同時方便實驗室管理；
CPU核心子板自帶SDRAM與FLASH，可用于NIOSII、IP CORE設計驗計；
豐富的實驗模塊，在數(shù)字電路的基礎上增加了控制類、接口類、通信類的實驗模塊；
二個時鐘源，四路輸出，每路相對獨立， 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；
豐富的樣板實驗程序，在常規(guī)的EDA實驗基礎上增加了交通燈、電梯、步進電機、直流電機、PS2、VGA、音樂、鍵盤等實驗，實驗內(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12萬門，內(nèi)部使用RAM作電路結構，速度高達幾百MHZ，且可任意規(guī)劃更改電路，是一個可隨心所欲的設計芯片。
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標準擴展接口
四路時鐘輸入接口
1個復位按鍵
5V/DC電源輸入接口
平臺母板規(guī)格說明：
8位撥動開關輸入模塊
8位按鍵開關輸入模塊
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點陣顯示模塊
1602字符液晶顯示模塊
12864圖形點陣LCD顯示模塊
高速8位并行AD轉換模塊
2路高速8位并行DA轉換模塊
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個四相步進電機控制模塊
1個速度可控、可測直流電機模塊
1個VGA接口
2個UART串行通信接口
2個PS2鼠標、鍵接接口模塊
三、實驗項目：
EDA設計示例
基于QUARTUSII圖形輸入電路的設計
基于VHDL格雷碼編碼器的設計
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)顯示電路的設計
數(shù)控分頻器的設計
圖形和VHDL混合輸入的電路設計
基本觸發(fā)器的設計
可控脈沖發(fā)生器的設計
基于VHDL的搶答器的設計
基于VHDL的表決器的設計
正負脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設計
矩陣鍵盤接口電路的設計
AUDIO電子音樂實驗
直流電機的測速實驗
步進電機驅動控制
交通燈控制電路實驗
PS2接口鍵盤顯示實驗
VGA彩條信號發(fā)生器的設計
數(shù)字頻率計的設計
多功能數(shù)字鐘的設計
電梯控制的設計
AD/DA轉換實驗
NIOSII IP CORE設計示例
最小NUISII系統(tǒng)設計
設計一個帶SDRAM和FLASH的NIOSII系統(tǒng)
FLASH讀寫操作-流水燈的設計
……
四、配套軟件
根據(jù)不同用戶要求可配套不同版本的軟件，隨機配套的軟件功能齊全，支持Verilog/VHDL硬件描述語言等多種設計輸入。軟件可運行在及Windows XP/WIN7/WIN8/WIN10操作系統(tǒng)下。
五、產(chǎn)品信息
EDA（ElectronicDesignAutomation---電子設計自動化）實驗室是電子信息工程和自動化專業(yè)的專業(yè)基礎實驗室， 主要用于學生完成 EDA實驗、課程設計和畢業(yè)設計等教學任務，旨在培養(yǎng)學生運用現(xiàn)代化 EDA 工具完成各種電子電路及系統(tǒng)設計的能力。
二、實驗/實訓室建設規(guī)劃
根據(jù)2022級和2023級人才培養(yǎng)方案，結合2022年招生計劃，17級電子信息工程技術專業(yè)有4個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應用電子技術有2個班級；18級電子信息工程技術專業(yè)有6個班級、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)有2個班級、應用電子技術有2個班級。在2022-2023-2學期開設電工實訓課程，故本實驗室在2022-2023-2學期需要投入教學使用，建議在2022年8月份完成建設。
占地100㎡左右，配備雙組實驗臺16座，其中15座用于學生實驗實訓，每座可容納4名學生分兩組實驗實訓，共可容納60人的小班同步實驗實訓上課；另一座用作教師教學演練臺，同時配設能控制15座學生實驗臺的功能。
15座學生實驗臺按3列5行的結構進行安裝，電源線及控制線用鋁質(zhì)槽板架設，并加蓋板。
每張實驗桌放兩套計算機、EDA實驗箱。
三、實驗/實訓室功能
EDA技術綜合實驗由EDA實驗箱、電腦等組成。實驗教學本著循序漸進的能力培養(yǎng)模式，分基礎驗證與綜合設計兩類，通過基礎驗證實驗加深對課堂理論知識的理解，增強動手能力。通過綜合設計實驗使學生從模仿設計、自行設計到創(chuàng)新設計的漸進過程中設計自己的實驗項目，可把基本理論與工程實踐密切結合起來，將更有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
教學目的和要求：實驗教學的目的在于使學生進一步鞏固學過的理論知識，加深對知識的理解，激發(fā)學生的學習興趣和積極性，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)的設計方法進行基本的數(shù)字系統(tǒng)設計的能力。
為了有效開展實驗項目，實驗教學有以下要求：1、對學生的要求——實驗前要認真復習實驗所用到的理論知識；實驗前要先預習實驗教材和實驗指導書的相關內(nèi)容；做實驗時要認真聽講，跟隨老師的步驟進行操作，積極思考，勇于發(fā)問；實驗后，按照實驗目的及實驗要求寫出相應的實驗報告。2、對教師的要求——實驗前要重溫實驗所用的理論知識和實驗內(nèi)容；演示時操作速度適中，注意講解清楚操作要點和難點；耐心回答學生的問題；實驗后，評閱學生提交的實驗報告。
實驗項目： 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.影視動畫分鏡頭設計；6.數(shù)字場景設計與表現(xiàn)；7.網(wǎng)頁設計；8.視頻特技；9.虛擬現(xiàn)實；10.數(shù)字音視頻制作；11.Flash動畫設計；12.網(wǎng)絡游戲設計；13.三維設計軟件3ds Max；14.網(wǎng)絡廣告設計與策劃；15.動畫衍生產(chǎn)品玩具設計等。
四、建設預算費用
| 序號 | 設備名稱 | 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教學開發(fā)創(chuàng)新平臺 | DB-E806 | 上海頂邦 | 31 | 套 |
五、實驗/實訓室建設效果
建議新建EDA實訓室1個，面積約為60平方米，需要實訓臺及配套實施設備等30套。用于系部電子信息技術專業(yè)、應用電子技術專業(yè)、智能產(chǎn)品開發(fā)專業(yè)等專業(yè)進行實訓教學。
六、技術參數(shù)
DB-E806 FPGA教學開發(fā)創(chuàng)新平臺
一、系統(tǒng)概述：
二、結構特點：
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；
模塊化設計，每個模塊相對獨立，做實驗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，同時方便實驗室管理；
CPU核心子板自帶SDRAM與FLASH，可用于NIOSII、IP CORE設計驗計；
豐富的實驗模塊，在數(shù)字電路的基礎上增加了控制類、接口類、通信類的實驗模塊；
二個時鐘源，四路輸出，每路相對獨立， 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；
豐富的樣板實驗程序，在常規(guī)的EDA實驗基礎上增加了交通燈、電梯、步進電機、直流電機、PS2、VGA、音樂、鍵盤等實驗，實驗內(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12萬門，內(nèi)部使用RAM作電路結構，速度高達幾百MHZ，且可任意規(guī)劃更改電路，是一個可隨心所欲的設計芯片。
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標準擴展接口
四路時鐘輸入接口
1個復位按鍵
5V/DC電源輸入接口
平臺母板規(guī)格說明：
8位撥動開關輸入模塊
8位按鍵開關輸入模塊
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點陣顯示模塊
1602字符液晶顯示模塊
12864圖形點陣LCD顯示模塊
高速8位并行AD轉換模塊
2路高速8位并行DA轉換模塊
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個四相步進電機控制模塊
1個速度可控、可測直流電機模塊
1個VGA接口
2個UART串行通信接口
2個PS2鼠標、鍵接接口模塊
三、實驗項目：
EDA設計示例
基于QUARTUSII圖形輸入電路的設計
基于VHDL格雷碼編碼器的設計
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)顯示電路的設計
數(shù)控分頻器的設計
圖形和VHDL混合輸入的電路設計
基本觸發(fā)器的設計
可控脈沖發(fā)生器的設計
基于VHDL的搶答器的設計
基于VHDL的表決器的設計
正負脈寬調(diào)制信號發(fā)生器設計
矩陣鍵盤接口電路的設計
AUDIO電子音樂實驗
直流電機的測速實驗
步進電機驅動控制
交通燈控制電路實驗
PS2接口鍵盤顯示實驗
VGA彩條信號發(fā)生器的設計
數(shù)字頻率計的設計
多功能數(shù)字鐘的設計
電梯控制的設計
AD/DA轉換實驗
NIOSII IP CORE設計示例
最小NUISII系統(tǒng)設計
設計一個帶SDRAM和FLASH的NIOSII系統(tǒng)
FLASH讀寫操作-流水燈的設計
……
四、配套軟件
根據(jù)不同用戶要求可配套不同版本的軟件，隨機配套的軟件功能齊全，支持Verilog/VHDL硬件描述語言等多種設計輸入。軟件可運行在及Windows XP/WIN7/WIN8/WIN10操作系統(tǒng)下。
五、產(chǎn)品信息
| 設備名稱 | FPGA教學開發(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 | 實驗指導書× 1 | |
| 5 | 實驗連接排線×8 | 6 | ||