Описание

Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ для студентов высших, средних и профессионально-технических учебных заведений с целью получения знаний, опыта и навыков работы с программируемыми логическими интегральными схемами (ПЛИС). Выполняя работы на данном стенде, обучаемый изучает основные принципы функционирования логических блоков ПЛИС, получает знания в разработке различных схем на ПЛИС, повышает свои знания в программировании на языках Verilog и VHDL. С помощью данного стенда можно изучить основы работы с промышленными ПЛИС, что позволит с легкостью осуществлять разработку сложных устройств на более мощных микросхемах ПЛИС.

Микросхема ПЛИС состоит из множества разрозненных ячеек, каждая из которых может выполнять некоторые логические и арифметические функции. При программировании такой микросхемы ячейки соединяются между собой заданным образом, синтезируя целостную схему из ячеек. Таким образом, микросхему ПЛИС можно представить как множество логических элементов, которые можно произвольно соединять между собой. В некоторых современных ПЛИС количество встроенных логических ячеек настолько велико, что позволяет реализовывать даже микроконтроллеры и процессоры. Для изучения основ работы с данными микросхемами предлагаем наш стенд «ПЛИС».

Базовая комплектация:

1. Модуль «Программируемые логические интегральные схемы» (1 шт.)
2. Соединительные, приборные провода (20 шт.)
3. Кабель USB 2.0 AM/BM (1 шт.)
4. Комплект учебно-методических пособий
5. Программное обеспечение.

Модуль «Программируемые логические интегральные схемы»

Модуль содержит реальную микросхему фирмы Altera (семейство MAX II), средства отладки и программирования, а также минимальный набор различной периферии. Он позволяет студенту обучиться основам проектирования устройств на ПЛИС, а также получать знания об интерфейсах и проектировании их аппаратной поддержки при помощи ПЛИС.

Модуль представлен следующими функциональными частями:

• Генератор логических уровней, с емкостным управлением (кнопочные переключатели) (4 шт.)
• Пьезоизлучатель (1шт.)
• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (1 шт.)
• Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) (1 шт.)
• ПЗУ (1шт.)
• Интерфейс VGA (1 шт.)
• Светодиоды (4 шт.)
• Потенциометры (2 шт.)
• Семисегментный индикатор (1 шт.)
• Микросхема ПЛИС ALTERA MAX II (1 шт.)
• Виртуальный COM порт (1шт.)
• Логический анализатор (16 каналов)

Учебно-методическая часть

Специально для стенда разработан комплект учебно-методических пособий, которые помогут изучить ПЛИС, как в теории, так и на практике, дадут знания по разработке устройств на базе ПЛИС, а также помогут с легкостью разобраться в работе стенда. В теоретическом руководстве даётся описание принципов работы ПЛИС, их разновидностей, описывается возможность автоматизированного проектирования цифровых устройств, основные сведения о языке VHDL описываются примеры работы с различными периферийными устройствами и протоколами с помощью ПЛИС. Руководство по управлению описывает принципы работы с каждым узлом данного стенда и как применить полученные знания в теории на реальном оборудовании. В рамках лабораторного практикума закрепляются знания, полученные от теоретического материала, и студенты создают различные устройства на базе ПЛИС, пишут для них программу.

Лабораторный практикум

1. Знакомство со стендом, изучение аппаратного обеспечения макета, а также среды Quartus. Проектирование счётчиков с последовательной и параллельной организацией переноса, назначение выводов ПЛИС.
2. Изучение способов управления линиями ввода-вывода. Подключение кнопочных переключателей и светодиодов к ПЛИС.
3. Динамическая индикация. Изучение работы ПЛИС с таймерами.
4. Работа ПЛИС с параллельными интерфейсами.
5. Генерация изображения через интерфейс VGA при помощи ПЛИС.