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SPATAN3E硬件平台在模块化教学中的应用（科技创新资料） 文档信息 ： 文档作为关于“IT计算机”中“计算机硬件与维护”的参考范文，为解决如何写好实用应用文、正确编写文案格式、内容素材摘取等相关工作提供支持。正文4875字，doc格式，可编辑。质优实惠，欢迎下载！ 正文 SPATAN3E硬件平台在模块化教学中的应用（科技创新资料） 文1：SPATAN3E硬件平台在模块化教学中的应用 基金课题：武汉职业技术学院２０１３年校级课题 “ＳＰＡＴＡＮ ３Ｅ硬件平台在模块化教学中的应用”（课题编号：２０１３ＹＪ７９６） 作者简介：李琳，（１９７４－），女，武汉职业技术学院计算机系副教授，研究方向：单片机开发及应用 收稿日期：２０１４－１１－12 １ 选题背景 高等教育正在由知识型教育向能力培养为中心的教育进行转变，而专业能力的培养离不开实践教学活动。对于计算机科学技术专业来说，它是一门技术学科，有科学的成分，但是工程技术的含义更多。学生只有在掌握专业理论知识基础上，应用所学知识解决实际问题，才能更好地满足应用型人才所要求的系统能力的培养。因此，需要加大教学活动中学生的实践环节和动手能力的培养。 与传统的数字系统设计方法相比，使用可编程逻辑器件设计数字系统不但能够节省设计面积，而且使得设计具有很强的灵活性。随着可编程逻辑器件技术的发展，每个逻辑器件中门电路的数量愈来愈多，使得一个逻辑器件就能完成本来需要很多分立逻辑器件和存储芯片才能完成的工作。从而大大减少了系统的功耗和成本，并提高了系统的可靠性。 目前，我院已与上海智翔科技有限公司联合开发了ＳＰＡＴＡＮ ３Ｅ系列ＦＰＧＡ器件的硬件平台，并进行了相应课程的教学实践活动。笔者已经进行了五年的ＦＰＧＡ课程的实践教学，在实践教学上积累了一定的经验。在实践教学中通过实验平台，将教学内容设计成一个个小模块，学生基本掌握了流水灯的设计，七段码显示设计，１６乘１６点阵设计，甚至在老师的帮助下能进行ＶＧＡ接口设计的实验。学生的学习积极性也是非常高的。通过模块化教学，培养了学生用功能模块构成数字系统的能力和用ＰＬＤ等半定制方法设计集成电路的能力。 中国拥有超过５０亿元的ＦＰＧＡ市场。“十二五”期间， 中国的可编程器件市场仍将保持年均３０％以上的增长速度。中国尤其是北京等重要研究部门急需也长期需要ＦＰＧＡ用于国家安全和重点应用，比如航天航空、信息安全、知识产品保护等。此外，中国电子产品市场要求敏捷快速的研发周期和少量多样的产品形态，最适合ＦＰＧＡ应用。ＦＰＧＡ嵌入式系统已经在国防、国民经济及社会生活领域应用。小到电视机上一个小小的机顶盒，大到军队的通讯装备、智能炸弹等等，都完全依靠嵌入式系统来完成。我国信息化与全面小康社会建设更是对嵌入式系统市场提出巨大需求，信息家电产品需求量几亿台，工业控制用嵌入式系统有百十万台需求量，商业嵌入式系统需求几百万台。嵌入式为我们迎头赶上，振兴民族信息产业提供了难得的机遇。 目前各大企业对ＦＰＧＡ应用人才的需求是非常大的。通过对市场的调研发现，高职高专的学生在ＦＰＧＡ的嵌入式教学中应偏重于实践。另外，通过调研可知各工作岗位对ＦＰＧＡ人才的要求是：熟悉ＦＰＧＡ开发流程，能进行编程、仿真与测试及；熟悉Ｖｅｒｉｏｇ或ＶＨＤＬ编程语言；熟悉使用ＸＩＬＩＮＸ／ＡＬＴＥＲＡ的ＦＰＧＡ或ＣＰＬＤ。经过相应的ＦＰＧＡ课程实践教学的培训，学生基本可以达到用人单位的要求，这对他们今后出去找工作起到了一定的帮助作用。 对于ＦＰＧＡ实训基地的建立，在湖北省除了华中科技大学、 武汉理工大学一批有条件的本科院校建立了ＦＰＧＡ的实训平台外，高职高专院校中，武汉职业技术学院还属首家。大学研究生和本科生在ＦＰＧＡ的教学上主要倾向于设计原理的研究，工作岗位定位于设计类岗位和开发类岗位，如ＦＰＧＡ开发工程师，ＦＰＧＡ软件编程工程师等。而高职高专的学生在ＦＰＧＡ的教学上主要倾向于实用技能，工作岗位定位于硬件类工程师，如销售工程师，系统测试工程师等。所以，充分发挥ＦＰＧＡ实践教平学台在高职高专实践教学中的应用，可以填补ＦＰＧＡ实践教学在这方面的空白。 ２ 方案的实施 ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）即现场可编程门阵列。可使用ＩＳＥ软件进行编程，然后将编好的程序进行验证，综合和。编程所使用的是硬件描述语言是Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ或ＶＨＤＬ语言。设计人员通常遵循以下设计流程： （１） 按照硬件电路系统设计的要求，抽象出硬件设计的总体模型，并根据硬件系统的宏观内外连接关系，对其定义。这部分主要是用ＶＨＤＬ语言对硬件接口进行描述。 （２）分析硬件系统的具体功能，对硬件的内部结构进行描述。 （３）对上述两步流程中所设计的ＶＨＤＬ语言程序进行功能仿真。所谓功能仿真是电路设计完成后，要用专用