課程資訊
適用對象
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)。
訓練目標
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、建立對數位電路設計的基本概念與邏輯思維。
2、理解Verilog HDL與硬體邏輯電路之間的對應關係。
3、熟悉Testbench撰寫與模擬(Simulation)的流程,學會在燒錄前驗證設計正確性。
4、實作I2C、SPI、UART等常用週邊介面,強化實務設計能力。
5、學會設定並應用Timing Constraint,確保設計在時序上正確運作。
6、掌握Platform Designer的使用,整合多個IP模組進行系統化設計。
7、熟悉System Console的除錯技巧,能有效分析與驗證硬體行為。
8、透過NIOS-V MCU實作,了解SoC FPGA的軟硬整合概念。
9、培養從邏輯設計、模擬驗證到系統整合的完整開發能力。
詳細內容
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。
階段二透過實作I2C、SPI、UART等常見介面電路,並搭配simulation與testbench驗證技巧,培養學生獨立除錯與驗證能力。
第三階段導入 NIOS-V (RISC-V) 處理器,學習使用 Platform Designer 整合 AXI 匯流排 IP。掌握 FPGA 高效運算與處理器彈性控制的完美配比,實現真正高性能的軟硬整合方案。
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● 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 |
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● 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
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● MAX10 開發板介紹
● Altera Quartus FPGA 設計工具使用
● 設計除錯:使用SignalTap II Logic Analyzer
● 設計除錯:使用SignalProbe
● 設計除錯:使用 ModelSim模擬
● IP實作及UART通訊實驗
● IP實作及I2C通訊實驗
● IP實作及SPI通訊實驗
● 訊號時序分析(Timing Constraint)介紹
● 訊號時序分析軟體TimeQuest 介紹
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第三階段 SoC FPGA - 嵌入式系統晶片開發實務
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● Intel Avalon Bus Interface Protocol
● 硬體設計- 設計你的SoC FPGA 晶片
- Platform Designer compoent的建立流程
- 利用Platform Designer 設計SoC system
- LAB:使用Platform Designer整合 I2C design 至 NIOS V FPGA
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*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。
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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
林同學:工作有用
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
黃同學:與業界工作需求相關
黃同學:都很棒
蔡同學:工作上可以使用到。Timing Analysis、網路介面實作、感覺實用性高
林同學:一般的序列通訊設計更瞭解,對用於工作上有很大的幫助
張同學:I2C設計與業界經驗分享十分受益
卓同學:講師認真負責
劉同學:課程設計精心優良,搭配優秀師資與實作入門容易被消化,可謂是學生理想的學習課程
潘同學:合乎業界實務
江同學:這門課可以讓你快速的上手FPGA相關軟體的使用以及coding方法,對於想要上手以及想要精進的人都有幫助
張同學:對於想轉職或想提升工作技能的人來說真的要來
洪同學:講師授課內容詳細
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師資介紹
Jemmy (講師具16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
Ted Chang (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 ▪ RTL Design, FPGA Validation ▪ 系統晶片設計與整合
▪ Gigabit Ethernett, TDM over IP, video over data design
▪ ARM SOC AXI/AHB/APB ▪ IC電路模擬測試 ▪ Verilog /VHDL
─ 雖然資深但是不間斷Learning
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