SOPC(即基于FPGA的片上系統(tǒng))和SOC(片上系統(tǒng))解決方案是現(xiàn)代電子技術(shù)和電子系統(tǒng)設(shè)計的匯聚點和發(fā)展方向，它將EDA技術(shù)、計算機(jī)設(shè)計技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)自動控制系統(tǒng)、DSP及數(shù)字通信系統(tǒng)等，在技術(shù)上溶為一體，在結(jié)構(gòu)上凝為一片，即片上系統(tǒng)及其設(shè)計技術(shù)。
隨著EDA技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模可編程器件性能的不斷提高，SOPC的開發(fā)與應(yīng)用不僅成為可能，而且已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。一方面，SOPC在極大地提高了電子系統(tǒng)性能價格比的同時，還開辟了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域,如高端的數(shù)字信號處理、通信系統(tǒng)、軟件無線電系統(tǒng)的設(shè)計、微處理器及大型計算機(jī)處理器的設(shè)計等等；另一方面，由于SOPC基于EDA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計語言和系統(tǒng)測試手段、規(guī)范的設(shè)計流程與多層次的仿真功能以及高效率的軟硬件開發(fā)與實現(xiàn)技術(shù)，使得SOPC及其實現(xiàn)技術(shù)無可爭議地成為現(xiàn)代電子技術(shù)具時代特征的典型代表。與基于ASIC的SOC相比，SOPC具有更多的特點與吸引力，它不僅在實用中具有開發(fā)軟件成本低、硬件實現(xiàn)風(fēng)險低、產(chǎn)品上市效率高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可重構(gòu)及硬件可升級等優(yōu)勢，而且具有設(shè)計者易學(xué)易用、高附加值產(chǎn)品設(shè)計成本低等優(yōu)勢。對于教學(xué)與實驗來說，SOPC更是一個技術(shù)與理論的匯聚點。
一、適用范圍
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該實驗系統(tǒng)不僅適用于普通數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程的教學(xué)要求（可涵蓋所有可編程數(shù)字電路設(shè)計實驗），并且提供新一代嵌入式系統(tǒng)SOPC設(shè)計課程的相關(guān)實驗。該系統(tǒng)使用Altera公司提供的的Nios軟核以及SOPC軟硬件集成開發(fā)環(huán)境，可以較快地用于嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。
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相關(guān)實驗包括：輸入與輸出實驗（串口、鍵盤、LED、LCD），USB通訊實驗，AD/DA轉(zhuǎn)換實驗等。實驗系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊可以獨立使用，也可以組合使用，易于擴(kuò)展和修改，可滿足實驗的各種不同要求。
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適用于各大專院校，尤其是計算機(jī)、自動控制、通訊、無線電等相關(guān)專業(yè)開設(shè)數(shù)字系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)等實驗教學(xué)使用。
二、硬件資源
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Cyclone™ 系列FPGA器件EP1C12Q240（包括12,060Les，相當(dāng)于30萬門左右）
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配置芯片：EPCS4，4Mbit儲存量，支持AS和JTAG兩種配置模式
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512k SRAM(16位)
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2M FLASH(8位)
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2個 RS232串行接口
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1個PS/2接口
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A/D+D/A通用擴(kuò)展模塊
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A/D、D/A高速擴(kuò)展模塊
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1個雙通道音頻輸入/1個雙通道音頻輸出接口
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8個7段數(shù)碼管
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8個LED
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八位電平開關(guān)
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彩屏顯示模塊
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4×4鍵盤矩陣
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USB的擴(kuò)展模塊
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8色VGA接口
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交通燈模塊
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下載 電纜Byterblaster II
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開發(fā)環(huán)境： Altera Quartus II& SOPC Builder
三、實驗項目
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門電路設(shè)計與仿真
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組合邏輯電路設(shè)計與仿真
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觸發(fā)器電路設(shè)計與仿真
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時序邏輯電路設(shè)計與仿真
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加法計數(shù)器電路設(shè)計
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譯碼電路設(shè)計
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3-8譯碼器電路設(shè)計
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優(yōu)先編碼器74LS148設(shè)計應(yīng)用
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74LS164控制電路設(shè)計
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全加器設(shè)計
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分頻電路設(shè)計
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12歸1電路設(shè)計
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用硬件描述語言進(jìn)行數(shù)字鐘設(shè)計
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串行掃描顯示電路設(shè)計
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BCD碼轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
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16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換10進(jìn)制電路設(shè)計
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LPM使用及乘法器的設(shè)計
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模擬交通燈電路設(shè)計
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4×4 陣列式鍵盤掃描顯示設(shè)計
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USB接口設(shè)計實驗
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音頻接口模塊實驗
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PS2接口設(shè)計實驗
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VGA顯示設(shè)計
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FPGA與計算機(jī)雙工通信實驗
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串行接口控制雙色LED顯示實驗
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AD轉(zhuǎn)換實驗
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DA 轉(zhuǎn)換實驗
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步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動實驗
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直流電機(jī)驅(qū)動實驗
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實用電梯控制器設(shè)計
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液晶顯示實驗
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建立NiosⅡ嵌入式處理器硬件系統(tǒng)
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NiosⅡ軟件設(shè)計與運行流程