对电子信息教学水平提升综述.doc

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1、业界厂商全稈参与业界厂商积极地参与到电子竞赛前的专题培训，有利地推动了新技术的推广普及和应用。美国Xilinx公司对这次全国大学生电子设计竞赛大赛区的P-SoC专题培训给予了全程的支持。在培训期间，他们向各个参加培训的学校免费捐赠了最新的ISE13.1设计套件、基于Spartan-6器件的NexysB板卡以及相关配套的教学资源，这些软件和硬件平台充分反映了FPGA设计技术的最新发展方向，使教师可以更全面地了解相关领域的发展动态和最新的设计方法。培养学生工程能力这种竞赛前教师集屮培训的形式使得教师可以有针对性的指导学生,让学生在竞赛的准备过程屮得到系统工稈化的训练。这次多省区的专题培

2、训内容主要涉及:基于FPGA的数模混合系统的设计和基于FPGA的片上可编程系统设计两方面内容。这些内容贯穿了电了类课程的公共基木知识点和相关专业课程的内容。学生在教师的指导下运用所学的知识以及掌握的新技术和设计平台,基于系统建模的方法，实现一个具有创意的设计。通过这个过程,学生能够充分地掌握建模这一重要的方法，明H系统建模和具体实现乙间的有机联系。开放式网络教学平台“北化Xilinx学习社区主要目的即配合大学生电了设计竞赛开展相关网络辅导工作。该开放式平台将原有的课堂教学和课外实践教学模式，改变成集课堂教学、科学研究和创新实践相结合的全程化教学模式[2],对学校相关课程的课堂教学和

3、学生创新实践活动以及相关电了竞赛起到良好的支撑作用。自该社区创建以来，访问量已经突破12力人次，成为重要的免费教学资源平台。该平台提供了论坛、问答、邮件群发和个人博客等开放式交流互动模式。学生在竞赛设计屮通过组织学习索材、参与讨论话题、分享经验心得和形成竞赛成果等，培养白主学习、团队协作意识以及实践创新能力。网站所有竞赛培训的资料血向高校师生免费下载使用,并在线解答师生在学习使用过程中所遇到的各种问题。1介绍SoC的关键技术和特点l）SoC设计技术实际上是软件和硬件的协同设计，即在硅片上通过布局和布线在FPGA内实现%更件平台。这个芯片内的硬件平台包含:软核处理器、块存储器、外设控

4、制器知识产权核（IP）等资源。这些IP核资源通过互连线资源，在FPGA芯片内进行互联。SoC实质上就是若干IP核在硅片上的互联。2）在基于FPGA实现P-SoC的设计阶段,是以C语言为代表的高级语言为屮心的软件设计，而传统数字逻笹使用的HDL在这里处于配角地位。这是由于在该设计阶段,HDL语言用于构建各种IP核资源，而最终的目的是通过软件来驱动驶件平台工作。3）P-SoC的最大特点是唤件加速，即将一些非常耗时的软件算法，比如FFT、MP4等,转换成使用HDI,语言构建的硬件TP核来实现。这样在P~SoC内就实现了微处理器的串行处理和硬件IP逻辑并行处理的完美结合，提高了嵌入式系统的

5、整体性能。2在P-SoC内实现7段数码管的驱动显示在理论讲解同时，通过具体的设计案例说明软件和换件协同工作、并行处理和串行处理的设计思想。该驱动显示案例包含硬件IP设计和软件程序设计两个部分:①使用IIDL语言在P-SoC内构建7段数码管的硬件驱动IP核;②用软件程序将需要显示的数据写入到硬件驱动IP核的寄存器屮。该设计案例的重点在于说明在P-SoC内实现软件和硬件的协同设计的方法,即划分实现该设计的软件和驶件边界。通过这个案例，也将P-SoC技术与传统的单片机和纯数字逻辑实现方式进行比较,来说明SoC的优势和特点。传统单片机使用软件通过控制外设端口实现对7段数码管的显示控制，数字

6、逻辑使川IIDL通过数字逻辑电路实现7段数码管的显示控制。这两种传统的方式远远不能满足嵌入式系统对系统设计灵活性的要求。基于最新的P-SoC平台，可以根据性能要求，通过硬件IP核和软件的协同工作来实现。该设计案例屮，通过HDL定制TP核实现对7段数码管的精确的时序控制，用软件实现将需要显示的数据写入7段数码管控制器IP核内的控制寄存器屮。3基于Xilinx的嵌入式设计套件EDK设计流稈木文通过具体实现过稈，来说明软件的使用方法,以及设计过稈所渗透的先进设计理念。我们在XPS开发环境屮采用如下方法实现片上嵌入式系统的构建。1）这个设计通过使用基本系统设计向导实现最小的嵌入式系统的设计

7、，这个实现过程包括：目标板的选择,CPU频率的设定、块存储器容量的选择和外设控制器的选择等步骤。当最小系统构建完成麻，通过实现细节来说明P-SoC系统和微机原理课堂教学Z间的有机联系。这样教师就理解为什么P-SoC实质就是在硅片上实现微机原理。通过介绍说明这个实现过稈是强调系统级设计，而“微机原理”课程的教学强调具体实现细节。这种基于P-SoC的系统级设计，可以使教师和学生更好的从系统上把握嵌入式系统实现结构。2）通过创建和导入外设向导，介绍IP核生成技术。从微机原理