基于FPGA的SOPC设计实践教学方法探索

基于FPGA的SOPC设计技术是现代电子系统设计人员的必备技能之一,并逐步成为嵌入式系统技术发展的新方向.本文针对电子科学与技术专业的教学实践,分别从SOPC嵌入式系统领域人才需求,知识体系进行分析.在此基础上,对课程内容,实验平台选择,实践环节设计和考核方式等进行了详细的说明,提出了一种基于Altera FPGA开发板DE2-70的SOPC设计教学实践体系.并以用户定制IP核实验为例,详细分析了该实践教学体系的教学效果.     

PBL教学法在“数字电子技术”中的应用实践

为满足新工科教育中的“交叉与融合”的人才培养要求，以自动化类专业的“数字电子技术”专业课为切入点，探索基于PBL教学法的课程教学的改革。从教学内容、教学仿真实验及教学实施过程三个方面，开展PBL的教学方法实施，通过多种教学实施方式，激发学生的学习潜能，提高学生自主学习和思维能力，收到了良好的教学效果。     

“多核技术”课程建设研究

本文介绍了我校在"多核技术"课程建设中采取的具体举措,包括完善教学内容,动画演示,录屏视频辅助,考试和实践相结合等方法。笔者通过改进教学方法来提高教学效果,提高学生学习积极性和主动性。教学实践表明:"多核技术"课程的教学方法在教学实践中取得了良好的教学效果。     

电子皮带秤自动配料集散控制系统的研制

本文介绍一种电子皮带秤自动配料集散控制系统,重点介绍了系统的结构组成、工作原理、系统特点和软件设计。该系统充分采用标准化、模块化进行设计,配置灵活、组态方便,系统的可靠性高、设备的生产成本低,现场应用效果较好。     

异步流水线架构Mousetrap的教学实践

本文以数据包异步流水线架构Mousetrap的设计为例,介绍了利用LT Spice进行异步电路设计的思路及方法。设计采用0.18μm CMOS工艺,利用Mousetrap流水线单元设计1比特-四级异步1×4 FIFO电路。将其分解为两个核心模块:锁存器模块和Mousetrap流水线控制模块。这表明利用LT Spice实现数据包异步流水线架构Mousetrap的方法和步骤,通过软件进行功能仿真,验证设计的正确性。     

基于VxWorks的NTP服务器的设计与实现

针对民航报文处理系统对时间同步的要求，采用VxWorks嵌入式操作系统，设计并实现了多工作模式的网络授时协议（NTP）服务器，建立了可靠的处理机制；并在网络授时协议的基础上，改进了广播模式实现算法和模式转换算法。最后通过测试对服务器的性能进行了评估。测试结果表明，基于VxWorks操作系统的网络授时协议服务器具有实时性好，稳定性高等优点。     

LEON3处理器动态图像边缘检测的SoC设计

针对LEON3开源软核处理器具有高性能,高可靠性等特征,构建了一个基于LEON3的动态图像边缘检测SoC。文中采用局部熵边缘检测算法,将图像采集,边缘检测和图像显示三个部分封装设计为IP核,通过APB总线嵌入到LEON3的经典SoC架构中。与利用微控制器或DSP实现的动态图像边缘检测系统相比,基于LEON3的动态图像边缘检测SoC能够充分发挥硬件设计的高速性和灵活性,并且系统具有很好的可移植性与可配置性,占用资源少,速度快,具有良好的应用前景。     

可靠电压频率岛感知的异步片上网络能耗优化

针对采用2D-Torus拓扑结构且支持电压频率岛（VFI）的异步片上网络能耗优化问题,提出了具有可靠性的、基于电压频率岛的划分和分配及片上网络任务映射的能耗优化方法．该方法采用递进优化的方式,根据IP核的动态处理能耗,不同电压频率岛之间的转换能耗和可靠性带来的能耗开销定义了IP核在电压频率岛之间移动的阈值函数,并通过对阈值函数进行判断完成电压频率岛的划分和分配,应用基于三元相关性量子粒子群优化算法完成处理单元到资源节点的映射,在映射中考虑保证系统可靠性的通信开销,对异步片上网络系统的可靠性进行优化．实验结果表明,该算法可以在不过多消耗能耗的情况下显著的改善片上网络系统的可靠性,且可有效降低NOC系统的能耗.     

基于FPGA的异步流水乘法器设计的教学方案

本文以异步流水乘法器的设计为例,介绍了利用FPGA进行异步电路设计的思路及方法。本设计采用两段握手协议实现异步流水乘法器,将其分解为三个核心模块:信号分支模块、异步移位模块和异步加法器模块。本文具体说明了利用硬件描述语言实现异步乘法器的方法和步骤,通过Modelsim软件进行功能仿真,并下载到Genesys板卡上进行系统测试。该教学方案有助于学生理解并掌握异步电路设计方法。