FPGA虚实结合在线实验平台

通过浏览器即可随时、随地打开FPGA在线实验环境
可随时下载比特流文件到远程FPGA硬件开发板上运行
彻底摆脱时间和空间限制

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FPGA在线实验平台

随时随地开展FPGA实验

学生通过浏览器即可随时、随地打开FPGA在线实验环境,可随时下载比特流文件到远程FPGA硬件开发板上运行,彻底摆脱时间和空间限制.

通过将FPGA硬件开发板高密度封装于可7*24小时运行的FPGA服务器中,可有效避免传统FPGA开发板或者实验箱在使用过程中的损耗问题.

单台FPGA服务器可封装28块FPGA硬件开发板,每块开发板支持单独插拔替换,实现即插即用.

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输入/输出外设虚拟化

实验平台为每个学生分配一个由真实FPGA硬件开发板驱动的FPGA仿真面板.

通过仿真面板,学生可看到电路的实时运行效果;同时,学生可通过输入外设与FPGA上运行的电路进行实时交互.

仿真面板提供包括LED灯、7段数码管、按钮、32位拨码开关、串口、16*16 LED点阵、复位键、时钟键、显示屏、蜂鸣器等在内的丰富外设.外设可持续扩展,不受管脚数量约束.

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多层次FPGA实验体系

支持云桌面、Jupyter、SSH连接、Web IDE、低代码“拖拉拽”流程建模等研发环境.

提供“数字逻辑/数字电路→FPGA数字系统设计→单周期CPU设计→多周期CPU设计”的多层次实验体系.

其中,数字逻辑/数字电路又进一步划分为“门电路→组合逻辑→时序逻辑→状态机→数字系统综合设计”的多层次实验体系.

手把手引导学生从零开始自己设计和实现单周期和多周期CPU,同时提供丰富的CPU应用和验证案例,让学生彻底学透处理器的工作原理.

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FPGA实验支持自动化评测

学生提交.v或者.bit文件后,平台可自动评测所提交电路的功能是否正确,根据评测结果,自动为学生实验打分,大幅减轻教师评阅Verilog代码的工作量.

同时支持仿真器评测和FPGA硬件开发板评测,支持教师自主设计和添加可自动评测的FPGA在线实验.

通过闯关方式将仿真器评测和FPGA硬件评测按实验难度递进顺序自然结合,降低学生开发复杂数字系统的调试难度.

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FPGA在线实验界面

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FPGA服务器

(28块开发板/服务器)

FPGA在线实验体系

实验定期更新

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多周期CPU设计

执行级基本实现 译码级支持分支 取指级支持暂停 实现流水线控制器 CPU应用:贪吃蛇大作战
译码级基本实现 取指级支持分支 写回级完整实现 解决访存冲突 CPU应用:康威生命游戏
取指-译码中间级实现 解决寄存器读写冲突 访存级完整实现 访存级冲突检测 CPU应用:挡板弹球游戏
取指级基本实现 写回级基本实现 执行级访存实现 执行级冲突检测 CPU应用:2048游戏
实现寄存器堆 访存级基本实现 译码级访存实现 译码级冲突检测 CPU应用:秒表计数
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数字逻辑/数字电路

数码管秒表计数实验 蜂鸣器音频信号播放实验 斐波那契数列值计算实验
串口输入输出实验 VGA数字图像输出实验 16位CRC并行编解码实验
4位加法器实验 LED点阵螺旋曲线实验 16位海明编解码实验
LED灯开关实验 LED点阵汉字显示实验 格雷码计数器实验
LED跑马灯实验 矩阵数字键盘输入实验 表达式状态机实验
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单周期CPU设计

控制器设计与实现 CPU应用:显示动画
DataMem设计与实现 CPU应用:显示汉字
ALU设计与实现 CPU应用:数列求值
寄存器堆设计与实现 CPU顶层设计与实现
取指单元设计与实现 ALU控制器设计与实现
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希冀平台整体架构

  • Solidity程序设计
  • 区块链金融
  • 分布式系统原理
  • 区块链系统设计与实现
  • Go语言程序设计
  • 区块链综合项目案例
  • 区块链技术导论
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  • 密码学基础
  • 区块链算法原理
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  • 高级语言程序设计
  • 计算机组成原理
  • 全国大学生计算机系统能力大赛 - 数据库系统设计赛
  • 全国大学生计算机系统能力大赛 - 操作系统设计赛
  • 全国大学生计算机系统能力大赛 - 编译系统设计赛
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演示视频

FPGA虚实结合在线实验环境演示视频一连接服务器、选择开发板、下载比特流、运行比特流

FPGA虚实结合在线实验环境演示视频二LED跑马灯、7段数码管、开关和按键、复位和时钟