FPGA 數位IC設計實戰【補助專班,免費諮詢】
學員負擔:電洽
訓練時數:56
收藏課程
通俗職類:N/A
訓練性質:在職訓練
訓練時段:假日 / 上午,下午
訓練位置:台北市中正區重慶南路一段143號4樓map
報名日期:2018-04-23~2020-09-13
訓練日期:2020-09-13
訓練人數:20 人
補助對象額度:
智慧電子產業之在職人員

適合對象
•想熟悉 Verilog HDL數位電路設計與數位訊號處理。
•想熟悉ASIC/FPGA chip integration •Synthesis/Compile/Simulation
•想了解如何 Gigabit Ethernet MAC與PHY的通訊界面與處理- MII
•具MCU或嵌入式系統開發經驗,但你覺得市面上IC沒有你要的解決方案,所以你想要了解並學習如何客製化開發IC。
•電子、電機 、資訊、通訊工程、自動控制與半導體等相關背景(或本身具有數位邏輯基礎)。

訓練概要

AI人工智慧的機器學習與深度學習、5G傳輸速度提升到10Gbps、無人駕駛汽車網路延遲時間需要小於1ms,這些都已無法再仰賴CPU計算來達成了...
為了獲得更高的運算效能與功耗性能、更低的延遲,以及用更短的開發週期,
FPGA 扮演著關鍵性的角色!


你將具備的能力:
1、 能夠寫出語意精準的Verilog程式與好用的testbench。

2、 以業界的角度實作訓練,養成數位電路設計與數位訊號處理能力。

3、 了解如何進行ASIC/FPGA chip integration Synthesis/Compile/Simulation
4、 掌握基於ARM的SoC FPGA硬核解決方案:設計SoC FPGA晶片、撰寫與驗證韌體Driver
5、 了解如何客製化開發IC。

6、 能夠掌握Debug技巧,活用Debug Tool,讓Debug更加快速有效率。

7、 使具備Gigabit Ethernet MAC與PHY網路通訊界面處理的能力

訓練內容

 

 
 

 

艾鍗學院特邀請具16年以上FPGA開發經驗資深工程師,精心規劃「FPGA數位IC設計實戰」。
本課程強調實作訓練為主,將會使用Intel(Altera) FPGA SoC 實驗平台進行主題式的單元實驗。
 
課程分成三個階段,階段一說明FPGA設計架構、Verilog語法、並行運算處理與有限狀態機設計TestBench及功能。
 
階段二實作FPGA I/O訊號處理與一般序列通訊設計,包含UART、SPI、I2C,以及訊號時序分析與模擬等。
另外,因應未來5G網路趨勢,我們獨家安排了一個FPGA 專題製作,說明Gigabit Ethernet 的MII 界面與如何設計Gigabit Ethernet Switch。

第三階段說明如何設計一個基於硬核ARM Cortex-A的SoC FPGA的嵌入式系統晶片的解決方案。
課程包含SoC FPGA晶片硬體設計,利用Intel Qsys整合軟體設計SoC system、在SoC上讀取/控制FPGA上的IP,並教你撰寫Driver 建構出基本的SoC FPGA嵌入式系統軟體。

 

 

第一階段   Verilog硬體描述語言
    FPGA 技術簡介
     - FPGA 硬體架構
     - CPLD vs.FPGA
     - 晶片功能與技術規格解讀
  Intel Cyclone V FPGA 晶片介紹
  Intel SoC FPGA 解決方案
  Intel Quartus Prime FPGA設計工具使用 (1)
     - 軟體安裝
     - 建立新專案
     - 編譯 & 合成
   HDL硬體描述語言(部份講義預覽)
     - Verilog 基本程式結構與語法說明
     - 組合邏輯設計
     - 同步邏輯設計
     - 訊號取樣設計
     - Cock dividing
     - 模組化設計方式與參數傳遞
     - Timing constraint 時序限制
     - FSM 有限狀態機設計
  Verilog 應用練習-Digital Counter


 
第二階段   FPGA 晶片設計實作
    DE10-Nano Kit開發板介紹
  Intel Quartus Prime FPGA 設計工具使用 (2)
     - Pin Assignment
     - 加入 Intel's IP 使用MegaWizard (PLL,
     RAM, ROM,FIFO, …)
     - 燒錄code
  設計除錯:使用SignalTap II Logic Analyzer
  設計除錯:使用SignalProbe
  設計除錯:訊號時序分析TimeQuest Timing 
     Analyzer&SDC (Synopsis Design Constraints)
  設計除錯:使用 ModelSim模擬
 


 IP實作及UART通訊實驗
 IP實作及SPI通訊實驗 
IP實作及I2C通訊實驗
 Intel Avalon Bus Interface Protocol

 MegaCore® IP DDR3 Controller /  DMA Controller
     - 以存取Mobile DDR3 記憶體使用為例
Gigabit Ethernet 專題製作
     -整合Ethernet MAC( Medium Access Controller)

     - 連接Gigabit PYH的 MII 界面說明
     - Lab: 設計FPGA電路,控制MII 產生Ethernet Frame
     - Lab: 透過FPGA電路,控制MII 側錄Ethernet Frame

 

 

第三階段   SoC FPGA - 嵌入式系統晶片開發實務
 

 

  硬體設計- 設計你的SoC FPGA 晶片

     - Intel Cyclone V SoC FPGA 簡介
     - Qsys compoent的建立流程 
     - 利用Intel Qsys整合軟體設計SoC system
     - LAB:使用QSYS整合 I2C/SPI design 至 SoC FPGA
     
       

    
     

 

  韌體Driver撰寫與驗證

     - Intel SoC FPGA程式編譯,程式燒錄,程式開發環境建立
     - 在SoC上讀取/控制FPGA上的IP
     - LAB: GPIO Driver 控制FPGA上的 LED, DIP switch

     -...

 

 

*什麼是FPGA?

FPGA(Field Programmable Gate Array),是一種可程式化的IC,讓使用者依據所需要的功能去設計修改IC。
和提供固定電路功能的標準IC相比,FPGA可以讓設計師任意設計與配置晶片中的數位邏輯元件功能及數量,例如的Counter、Timer、PWM、UART、SPI等。
除此之外,FPGA還可以隨意更換輸入和輸出的PIN腳,讓PCB板的線路配置以最簡便的方式完成。


*Why SoC FPGA ? 
目前嵌入式系統晶片開發人員必須面對激烈的市場挑戰,被要求更高的單位功耗性能/運算效能、更低的時延以及更短的開發週期來滿足各種的市場需求,因此基於FPGA的SoC已成為最流行且可能的解決方案。

簡單來說,就是在FPGA可程式邏輯晶片嵌入了一個「硬核」處理器系統-- SoC(ARM處理器、記憶體控制器、I/O週邊)。

在SoC FPGA 架構下可以彈性的設計,單純使用ARM SoC、僅單獨使用FPGA或兩者一起使用。
當兩者一起用時, FPGA可以作為ARM週邊的角色,針對大量且須經複雜運算的資料,如數據資料、影像訊號、聲音訊號等,可利用FPGA 硬體並行運算能力設計演算法追求最佳效能。
因此,利用SoC FPGA 架構所設計的嵌入式平台,不僅可以突顯了產品優勢,在價格和性能上都可以達到最優,更重要的是產品能夠及時上市。

 

* 艾鍗的FPGA課程,和學校教的有什麼一樣?

1. 在本課程的Verilog程式部分,不是只談Verilog基本語法本身而是強調如何寫出一個語意精準的Verilog程式,及如何寫出好的testbench。

2. 以業界的角度重新建立詮譯數位電路設計,讓學員可以用一致的概念來設計實作不管是LED燈,I2C,SPI,甚至是SoC的硬體電路專案。

3. 在實作部份,會教導學員如何利用Intel提供的Debug Tool,讓Debug更加快速有效率。

 

 

*Why 我們設計網路介面的專題製作?

5G、IoT、AIoT、ADAS來了,我們需要 速 度 。
 

艾鍗的FPGA課程除了建立你對數位電路設計的概念及業界實務做法,特別引入網路介面的部份來製作一個完整應用的topic。
為何不選用現成的網路晶片,而要利用FPGA來做呢?
因為有一些應用是需要對網路封包做特別的硬體加速處理,例如應用在金融交易的高頻交易(HFT)介面卡,加上未來是一個網路頻寛100G甚至400G的時代,FPGA本身可以實作40G/100G的網卡,而這個功能是一般的CPU還無法做到的。
另外,很多人在處理網路的時候,並不知道原理,所以當網路不通的時候,就不知道怎麼debug... 想像一下,假設網路斷訊的現象發生在AI無人車、無人機、機器人,造成雲端的智慧指令無法傳遞到終端,其後果勢必相當嚴重。
未來是一個IoT的時代,甚至AIoT的時代,而沒有網路,就沒有物聯網。
帶到5G和FPGA部分,舉凡機器人、自駕車、無人機,甚至是擴增實境(AR)或虛擬實境(VR)等應用項目,其實都極為仰賴即時的影像分析及辨識處理,反應速度必須快到毫秒甚或微秒等級。
台積電 3 奈米製程,預計未來主要應用將以AI和5G為主,全球電信營運商、設備商、裝置商、晶片廠甚至是政府,整個產業鏈已經逐漸往5G移動。
透過這項FPGA專題,能帶給你坊間學不到的網路KnowHow。

 

 

學員反饋

楊同學:此課程內容很好,提供很多資料與方法,與此行業的生態
葛同學:非常清楚且實用
吳同學:硬體概念上充分瞭解
洪同學:老師講解很詳細,經驗豐富
陳同學:與市場、工作需求相符

 

 

 

 

師資介紹
FPGA teacher

Wesley   (講師具16年數位IC設計經驗)

▪ EE工程碩士  ▪ 資深數位IC設計工程師

▪ FPGA/ASIC設計  ▪ FPGA Validation ▪ 系統晶片設計與整合 ▪ Gigabit Ethernet

▪ ARM SOC AXI/AHB/APB  ▪ IC電路模擬測試  ▪ Verilog HDL  

─ 雖然資深但是不間斷Learning
 
FPGA teacher

Lawrence   (講師具15年數位IC設計經驗)

▪ 電機工程碩士  ▪ 資深數位IC設計工程師

▪ FPGA/CPLD設計  ▪ Verilog HDL  ▪ Gigabit Ethernet網路介面訊號處理

▪ FPGA SoC系統設計  ▪ 數位電路分析設計  ▪ 數位晶片產品開發  

─ 演算法與架構並存的時代,用FPGA以更快的速度把產品做出來
備註
如您對本課程有興趣,或需相關諮詢,請於下方留下您的聯絡資訊,我們將派專人與您聯繫,感謝您!


FPGA課程 http://bit.ly/2ODQJPE
免費說明會 http://bit.ly/2OE6pSQ
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