[发明专利]基于FPGA芯片的EDA综合实验平台

说明书

技术领域

本涉及一种实验平台，特别是一种基于FPGA芯片的EDA综合实验平台。

背景技术

EDA（Electronic Design Automation的缩写，译为电子设计自动化)综合实验对实验平台的要求越来越高，过去传统的EDA实验往往仅限于一些简单的FPGA（Field－Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列）程序设计，如显示灯的控制、译码器的设计、简单组合逻辑或时序逻辑设计。这种针对一些简单的EDA实验所开发的实验平台，结构相对简单，实验平台中所能够提供可编程逻辑资源和外围接口都较为简单。因此，这种相对简单的EDA实验平台只能满足一些入门的EDA实验需求。然而，近年来随着可编程逻辑器件的应用越来越广泛，在可编程逻辑芯片中的逻辑资源越来越丰富，使得人们可以应用高端的FPGA芯片开发和实现越来越多的非常复杂的应用场合，也能够利用可编程逻辑器件完成一些专用的高性能密集计算，极大地拓展了可编程逻辑器件的应用场合。为了能够针对这种复杂的应用提供相应的EDA实验平台，传统的基于相对简单的可编程逻辑器件构成的EDA实验平台已经不能够满足应用的需求，必须根据当前EDA应用的现状和发展趋势设计及构造新型的EDA实验平台，使其能够为用户开发和设计功能强大、结构复杂的EDA应用提供良好的实验平台。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够与高性能、综合性的EDA应用相适应的基于FPGA芯片的EDA综合实验平台，使用户在该实验平台中能够实现与真实的高性能EDA开发及设计的应用环境相类似的模拟试验和训练。

解决上述技术问题的设计原理是：首先，选用高性能的可编程逻辑芯片构建EDA实验核心处理器，在此基础上，在可编程逻辑器件FPGA芯片的外围设计一些应用接口，如LED接口、LCD接口、VGA接口、存储器接口、PCIE接口等等，给用户进行一些EDA访问控制实验提供硬件条件；另一方面，在所构建EDA实验平台中设计大量的标准的I/O控制接口，所有这些I/O控制接口可以通过逻辑复用重新定义的方式对每一个I/O端口赋予不同的含义，使得通过这些标准的I/O接口能够在EDA实验板的外围连接多种不同的外设单元，使得该EDA实验平台能够针对一些外围控制器实现数据的交换及命令的控制。同时，由于该实验平台采用的FPGA芯片是高性能的FPGA芯片，因此在该实验平台中能够为用户开发及设计一些高性能密集计算的实验提供硬件资源。

解决上述技术问题的技术方案是：一种基于FPGA芯片的EDA综合实验平台，包括核心处理芯片和与该核心处理芯片相连接的外围电路，所述的核心处理芯片是基于Xilinx VertexV6-240t的 FPGA芯片，该FPGA芯片用于为实验平台提供高性能密集计算的EDA实验功能，以及用于实现对各种复杂外围电路的控制。

本发明的进一步技术方案是：所述的外围电路含有存储阵列，该存储阵列用于接收由FPGA芯片向存储阵列发出的各种访问操作命令，该存储阵列的数据线、地址线、时钟和访问控制线分别连接至FPGA芯片上。

所述的外围电路含有LED模块，所述的LED模块包括LED灯及其控制电路，LED模块的控制信号线直接与FPGA芯片相连，以实现FPGA芯片对LED灯的直接驱动及亮灯的显示控制。

所述的外围电路含有LCD显示模块，所述的LCD显示模块包括LCD转换电路，该LCD显示模块的一端直接与FPGA芯片相连，以实现接受从FPGA芯片传过来的数据和地址信号；LCD显示模块的另一端与外部的LCD显示屏连接，实现进行数据格式转换和访问控制信号转换的功能。

所述的外围电路含有VGA模块，该VGA模块包括VGA接口电路，所述VGA模块的信号线与FPGA芯片的I/O端口线直接相连，以实现由FPGA芯片输出的数据向VGA显示终端的数据格式和访问控制信号的转换。 

所述的外围电路含有PCIE接口，该PCIE接口的接口信号线与FPGA芯片的I/O端口线直接相连，以实现FPGA芯片对PCIE进行数据访问功能。

所述的外围电路含有JTAG接口，该JTAG接口用于完成对EDA综合实验平台中的FPGA芯片进行程序加载和数据访问的功能，所述的JTAG接口信号线与FPGA芯片的I/O端口线直接相连。

所述的外围电路含有电源模块，该电源模块包括电源，电源模块直接与FPGA芯片相连，用于为FPGA芯片提供电源。

所述的外围电路还含有标准I/O接口，该标准I/O接口用于实现FPGA芯片对外部不同接口电路的访问与控制。