一、实验基本信息
课程编号：201405130
中文名称：可编程器件原理与应用
英文名称：：Principle and Application of Programmable Logic Device
课程性质：专业选修课
面向专业：电子信息工程（水声）
开设学期：7
课程总学时：32
实验学时：16
是否独立设课：否
二、实验目的和任务
“可编程器件原理及应用”实验的目的是使学生通过实验进一步加深对理论课程的理解，掌握可编程逻辑器件的设计过程，基本EDA工具软件的使用以及运用VHDL进行数字电子系统描述的方法。培养学生独立分析问题和解决问题的能力，为今后运用现代化手段从事有关数字电子系统方面的设计和研究开发工作打下基础。
三、实验教学基本要求
通过实验一，掌握用QuartusII软件的基本操作及开发FPGA的主要流程；掌握用FPGA内部基本功能单元如PLL、乘法器、存储器等的使用；
通过实验二，构建FPGA内部的NIOS系统硬件体系，熟悉NIOS处理器及内部RAM、UART、定时器及外部SDRAM、IO口等基本单元的硬件连接、管脚分配；
通过实验三，在NIOS硬件体系基础上，掌握NIOS处理器软件开发流程并用C语言实现NIOS软件开发、调试；
通过实验四，熟悉在Matlab上开发Simulink的流程，并搭建简单的数字信号处理仿真模型；
通过实验五，学习IP核的使用方法，调用系统IP核如FIR滤波器、FFT等，并结合NIOS系统，实现一个较复杂的数字信号处理单元。
四、实验项目基本情况
序号 | 实验项目名称 | 实验学时 | 内容提要 | 实验类型 | 实验要求 |
1 | 熟悉开发环境、基本功能单元使用 | 2 | QUARTUSII开发软件的使用、FPGA基本功能单元使用 | 验证型 | 必做 |
2 | NIOS系统硬件结构设计 | 4 | 在FPGA上构建NIOS硬件体系 | 设计型 | 必做 |
3 | NIOS系统软件编程 | 4 | 在FPGA上的NIOS硬件系统基础上开发C语言程序 | 设计型 | 必做 |
4 | Simulink仿真设计 | 2 | 通过在Matlab上构建simulink模型，对FPGA数字信号处理进行仿真 | 设计型 | 必做 |
5 | 数字信号处理系统设计与实验 | 4 | 通过调用系统IP核，并结合NIOS，完成一个较复杂数字信号处理系统 | 设计型 | 必做 |
五、实验教材或实验指导书
参考实验指导。
六、考核方式
实验报告。