跨入新世纪——掌握EDA 面向科研人员

华升科技数字模拟电路集成一体化EDA万能实验开发工具

(数模EDA+单片机+DSP)

一、前言

    华升科技公司自三年前推出HSEDA1型万能实验开发器以来,受到广大用户的热烈欢迎。现在经过多年开发和销售经验,现在推出HSEDA三型,它是高等院校EDA实验室的首选产品,是二十一世纪科研人员离不开的工具,利用实验开发器提供的软硬件环境,设计开发最新IC产品。EDA(电子设计自化)技术的发展和普及给数字系统设计带来了革命性的变化,传统的“固定功能集成块+连线" 必将会退出历史舞台,而基于芯片级设计方法已成为电子系统设计方法主流。当今二十一世纪电子设计工程师如果不掌握集成电路设计技术,就如同八十年代不会使用普通集成块一样。为适应电子技术发展的进步和国际竞争对人才的需求,拥有一套完整的EDA实验开发工具, 不仅使硬件集成系统设计可靠,而且是对知识产权的一种最有效的保护。掌握EDA技术的二个基础是大规模可编程逻辑器件和EDA设计工具,非常方便灵活的工具和手段,不仅能短时间内能完成设计任务,而且能使系统的速度更快,体积更小,重量更轻,功耗更小,加密性能可靠,满足现代电子发展需要。

 

二、与国内外EDA实验系统相比较有以下不同特点

1、支持多厂家,灵活多样实验开发器周边硬件与各厂家适配板相互独立,支持Altera、Lattice、Xilinx、AMD等厂家。所选用适配板封装形式灵活多样,有 PLCC44/68/84、TQFP/PQFP/100/144/160/208/240/260等。

2、实验内容实用化:所有实验应用例子集本公司十多年的应用经验成功地与高等院校教育实验相结合,并且围绕计算机原理与单片机应用系统化、层次化来编写,由浅入深,例子力求实用化,满足数字电路、数字系统设计、计算机组成原理、微机系统与接口、数字信号处理及数字通信原理等课程的配套实验。

3、实验开发器硬件电路具有双重特点:配有存储器、键盘显示板接口、复位按钮、拨码输入、A/D、D/A及FPGA等构成计算机组成原理实验系统,满足高等院校计算机及相关专业使用;配有单片机外围扩展器件,如89C8051单片机、CPLD/FPGA、EEPROM存储器、键盘显示板接口,复位按键组、拨码输入VGA显示接口、232串行口、A/D、D/A等,满足自动控制/电子类/电机电工类/通信类专业使用。 万能开发器满足从简单的数字电路到复杂的数字系统设计实验,开发验证,提高效率,芯片保密可靠。

4、独具特色、多功能、高配置、高品质,工作稳定可靠:例如配合计算机232通讯,通过WINDOWS95/98把A/D实验采集的数据实时传送到计算机上进行显示;

5、速成教育光盘:配有教育演示学习光盘一张,使您事半功倍。

、实验系统概述

(1)    通过我们大量的科研 教学实践证明,该实验系统完全可以实现电子技术课程的四层次实验教学的需要,即电子技术基础实验、设计性实验、综合设计性实验和研究性实验。同时,利用该综合实验系统也可进行电子技术基础课程设计和学生进行二课活动,它架起了EDA技术应用与数字电路与数字系统设计之间的桥梁。

(2)    实验系统将可编程器件(LATTICE/VANTISXILINXALIERA)等公司生产的CPLD/FPGA可编程逻辑器件)的下载实验板模块化,能完成这些公司的器件的设计和实验教学。

(3)    该实验系统由于采用模块化、全开放式设计,移植和调试方便,使学生的创新、创造能力得到全面的锻炼和发挥,它是全国大学生电子设计大赛赛前对学生进行训练的理想实验系统。

(4)     实验系统芯片编程利用PC机并口进行,不需要专用编程器,而且下载线通用。

(5)     实验系统集成度高,使用方便可靠,易于维护,外观小巧,体积:35cmx25cmx10cm

(6)    由于本开发实验系统,采用了CPLD/FPGA/PAC/MUC主芯片适配器和功能单元实验板独立的设计方法,真正做到了芯片的I/O口资源全部开放给用户,这就为用户在实验或开发时提供了极大地方便。CPLD/FPGA/PAC主芯片适配器可根据用户实际需要自己选择,目前该系统支持ALTERAXILINXLATTICEAMD等公司的不同系列、不同门数等级的芯片,具有很高的灵活性、兼容性,为以后主芯片的升级、换代提供了方便。不同型号的产品可以不同程度地满足相关课程的实验教学、课程设计和毕业设计等。另外计算机专业的学生还可利用该设备进行微机接口实验及计算机组成原理实验以及8051单片机原理的实验和开发。

7)本实验系统可以完成模拟电子技术基础实验、数字电子技术基础实验(主要是中小规模集成电路)、电子技术基础课程设计、单片机原理等大规模可编程逻辑器件电路设计的实验教学提供了一个完整的、全面的解决方案,此方案不仅给电子技术课程的实验教学提供了一个无比优越的实验环境,而且也使实验教学的费用降到最低;因为此实验系统除能完成上述课程的全部基础性实验项目和课程设计内容外,同时,它也能完成大规模可编程逻辑器件电路设计的实验教学,尤其是实验系统的模块化和开放性的设计,使它能满足目前国内常用的几家大规模可编程逻辑器件生产厂家的器件的开发和实验要求,避免了重复性的投资。

8)本实验开发系统不仅针对CPLD/FPGA入门使用和简单设计应用, 而且可以满足程度较高的同学和广大教师科研人员进行完整的设计开发和应用, 系统提供了极其丰富的功能单元和组成以及搭接的灵活性, 使他们能够做出超过大纲要求的具有复杂性和创造性的综合实验, 同时该系统也是从事教学及科研的广大教师和电子工程师的理想开发工具。

四、硬件介绍

本实验开发系统硬件,以ASIC监控主芯片为核心,围绕开放式的系统总线和各功能实验模块构成, CPLD/FPGA主芯片用户可根据需要自己选择不同配置,目前该系统支持ALTERAAMDXILINXLATTICEATMEL等公司不同系列、不同门数规模的芯片, 并且根据实际应用还可以完成FPGA/CPLD8051单片机的混合应用应用最终系统的开发和实验,从而充分体现了MCU+FPGA/CPLDSOC的最新的设计理念。同时本系统采用开放式系统总线的设计方法,提供目前流行的各种接口,包括RS232, 标准PS2键盘鼠标接口,标准VGA接口,并根据FPGA/CPLD的发展方向提供了从5V1.8V的各种电压,从而最大限度保护了您的投资。因为以后的发展方向主要是采用低压设计。因为本系统采用开放式的系统总线,系统还可以实现和DSP的直接结合设计,各实验模块既可独立实验, 也可组合实验, 具有很高的灵活性和可开发性。 另外我们还有可选模块包括有:LCD模块,点阵模块,步进电机模块,直流电机模块。您可以根据您的要求和投资情况合理搭配。

 

五、系统硬件组成:

1)    EDA技术及电子电路综合实验系统主板。

2)    进口原装高性能,大功率输出直流电源。

3)    下载实验电路板。

4)    通用下载电缆。

5)    一组优质高性能面包条。

6)    高性能接插件。

1.下载实验主芯片适配器:支持多厂家,灵活多样实验开发器周边硬件与各厂家适配板相互独立,支持Altera、Lattice、Xilinx、AMD等厂家。所选用适配板封装形式灵活多样,有 PLCC44/68/84、TQFP/PQFP/100/144/160/208/240/260等。任意门数的CPLDFPGA器件, 推荐配置如下:

(1)    44PIN芯片,如Lattice公司的1016

(2)    84PIN芯片,如ALTERA公司的EPF10K10 EPM7128Lattice公司的1032等。

(3)    100PIN芯片,ALTERA公司的EPF1K10EFP10K10等。

(4) 144PIN芯片,如ALTERA公司的EPF1K30EPF1K50等。

2. 扫描驱动类接口:

(1)       8位八段数码管;其中7位为BCD码输入(由系统控制芯片完成译码,以简化设计),一位为8段码。

  2)       12个发光二极管。

  3)       12个按键输入(加上双模式共有16个按键)。

3. 通用数字式接口:

(1)    18个按键开关; 18个拨码开关(实现与系统总线的连接和分离)。

(2)    6个红、黄、绿发光二极管实现交通灯、汽车尾灯等设计和其它设计应用。

(3)    标准PS2键盘、鼠标接口。

(4)    8个直线排列LED灯。

(5)    RS232接口。(有专用收发指示灯指示状态)。

(6)   标准VGA接口。

(7)   MCS-51单片机接口和插座(其中单片机运行时钟可根据具体要求由外部调节)。

(8)   蜂鸣器(高电平TTL驱动)。

4. 模拟器件及接口:

DAC0832/模转换(8,05V电压输出)

(1)    LM386为主的音频功率放大和内置扬声器。

(2)    LM324ADC0848配合可以作为A/D使用对模拟信号进行检测。

(3)   可调电位器二路。(1K10K)。

(4)   扬声器(标准音频扬声器)

5. 存储器:

系统提供 EEPROM 93C46一片。

6.其它:

1)       三组数字时钟源,从1Hz 10MHz可调。

2)       支持JTAG方式的下载编程接口。

3 可扩展单元(面包板)。

4 提供标准TTL逻辑笔。(系统主板集成)

7.三型在二型实验箱的基础上,增加了模拟可编程器件部分,支持Lattice公司的PAC10PAC20PAC80芯片组,并增添了单片机和一些信号源,同时为模拟ispPAC的实际应用提供了模拟音频功率放大。该系统适合做数模混合电路实验及单片机和可编程器件系统实验,同时还可方便根据具体要求利用系统所提供的扩展接口做其他应用和开发。

六、配套软件:

本系统出厂时均按用户之选择免费配送其相应的教学版软件,如MaxplusIIispDesignEXPERTFoundation等相关EDA软件,运行于WIN95/98等环境。目前不同版本的软件均支持层次化设计、多种设计输入(原理图、描述语言等)、支持功能仿真(或称前仿真)及时序分析(或称后仿真)、支持可选芯片的逻辑综合、优化及适配划分(管脚功能自定义)、支持芯片的硬件JTAG编程方式。

目前各公司的EDA开发软件大多不支持VHDL硬件描述语言,商业级软件均支持,有关商业版软件见系统报价部分。

速成教育光盘:配有教育演示学习光盘一张,使您事半功倍。

七、系统可开展实验项目

数字部分主要实验:
1
、组合逻辑设计
2
、组合电路
3
、触发器功能实现
4
、扫描显示电路的驱动
5
、计数器及时序电路
6
、数字钟
7
、字符发生器
8
、阶梯发生器
9
、模拟信号的检测
10
、单片机键盘显示接口电路在CPLD/FPGA芯片中的实现

11AD/DA的读写控制。

12、标准PS2键盘、鼠标的数据读写。

13、标准VGA显示器的控制实验。

14EEPROM的读写实验。

模拟部分实验项目:
1
ispPAC芯片增益的调整
2
ispPAC10增益放大与衰减方法
3
ispPAC10Single-Ended中的应用
4
ispPAC10二阶滤波器的实现
5
ispPAC10高精度阶梯滤波器的设计
6
、利用ispPAC10完成电桥测量
7
、使用ispPAC10实现廉价的温度测量
8
、使用ispPAC20完成电压测量
9
、使用ispPAC20完成温度监测
10
、使用ispPAC80低通可编程的低通滤波器

11、音频放大器与ispPAC芯片的应用设计  

单片机部分实验项目:

1、8031单片机P3、Pl口应用

2、 工业顺序控制

3、A/D转换0809应用

4、D/A转换0832应用

5、串并转换实验

6、步进电机控制

7、直流电机控制

8、电子音响

9、继电器控制

10、8031串行口应用(双机通信实验、与PC机通信实验)

11、温度测量实验

DSP硬件实验项目:(可选TMS320LF2407或TMS320VC5402 DSP目标板

1、 CC、CCS实验
2、 各种系列DSP指令实验
3、 DSP+CPLD/FPGA实验
4、 同步串口实验
5、 异步串口与PC机通讯实验
6、 CAN总线联机实验
7、 USB接口实现DSP与PC机通讯实验
8、 RAM数据存储实验
9、 A/D实验
10、 D/A实验
11、 中断实验
12、 定时器实验
13、 I/O实验
14、 HPI接口实验
15、 机电控制实验
16、 语音实验
17、 图象采集实验(可选)
 

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