[实用新型]一种电子设计竞赛FPGA套件装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字电路技术领域，具体地讲是一种电子设计竞赛FPGA套件装置，主要面向参加电子设计竞赛的学生以及在校学生中FPGA初级使用者，也可用于教师指导下的本科课程设计和毕业设计开发。

背景技术

FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法或是硬件描述语言自由设计一个数字系统。在全国大学生电子设计竞赛中，FPGA的模块化设计已经越来越重要。

目前市面上的大多数FPGA开发套件功能单一、板上低速A/D和D/A无法满足竞赛指标需求、不符合最小系统的竞赛规则无法直接用于参赛，实验例程的电子设计竞赛指导性不强，无法满足目前大学生电子设计竞赛赛前训练和实际参赛的使用需求。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种电子设计竞赛FPGA套件装置，主要解决现有的FPGA开发套件功能单一、无法满足竞赛指标需求及直接用于参赛等问题。

本实用新型的技术方案是：一种电子设计竞赛FPGA套件装置，其特殊之处在于它包括FPGA模块、I/O模块、双路高速A/D模块和双路高速D/A模块，所述的I/O模块、双路高速A/D模块和双路高速D/A模块分别与FPGA模块连接；模块之间采用标准的IDC40插针和插座直接对接，模块位置可互换、管脚顺序可定义，无需排线或飞线，连接更加可靠、高频指标更好。

其中，所述的I/O模块包括拨码开关、矩阵键盘、蜂鸣器、数码管、LED灯和点阵液晶。

其中，所述的双路高速A/D模块由两片12位40MSPS的AD9224高速模/数转换芯片组成。

其中，所述的双路高速D/A模块由两片14位125MSPS的AD9764高速数/模转换芯片组成。

本实用新型所述的一种电子设计竞赛FPGA套件装置与已有技术相比具有如下有益效果：（1）利用FPGA的高速处理能力，比单片机套件能够更好地完成信号类电子竞赛赛题；（2）用户可以根据需要灵活选用不同的核心模块板和功能扩展板来完成自己的电子设计；（3）可以用于FPGA入门培训，也可以用于直接参赛，克服了现在学生在电子竞赛中要制作和调试大量硬件、效率低、课程设计和毕业设计中硬件系统重复利用率低、教学成本大等缺点。

附图说明

图1是本实用新型连接示意图；

图2是图1的详细连接示意图。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本实用新型。

实施例：

如图1、2所示，FPGA模块100为Xilinx公司的SpartanII系列20万门FPGA芯片（XC2S200PQ208），或Altera公司的Cyclone系列15万门FPGA芯片(EP1C6PQ240)；I/O模块200包括拨码开关201、4*4矩阵键盘202、蜂鸣器203、四位七段数码管204、12个LED灯205、点阵液晶206；双路高速A/D模块300由两片12位40MSPS的AD9224高速模/数转换芯片组成，可以满足用户对于高速数据采集与处理的要求；双路高速D/A模块400由两片14位125MSPS的AD9764高速数/模转换芯片组成，可以满足用户对于高速信号产生的要求；将I/O模块200、双路高速A/D模块300和双路高速D/A模块400分别与FPGA模块100连接；模块之间采用标准的IDC40插针和插座直接对接，模块位置可互换、管脚顺序可定义，无需排线或飞线，连接更加可靠、高频指标更好。

本实用新型可以实现历届信号类电子竞赛赛题功能，该平台可实现正弦信号发生器、移相信号发生器、任意波发生器、逻辑分析仪、扫频仪、数字频率计、数字万用表、FIR滤波器等竞赛例程。

下面以“简易数字频率计”和“正弦信号发生器”为例，具体说明如何对该实验箱进行开发，以更加直观的形式展现设计理念。

（1）简易数字频率计

实验目的就是设计一个简易数字频率计，实现对正余弦、三角波，方波信号进行频率测量，掌握频率计的工作原理。

整个设计的基本原理就是对1 秒钟之内输入的信号进行计数，把所得数据保存在计数器里，经过译码器处理之后，然后送往1602液晶显示。这里采用的方案是在采样时钟的上升沿开始计数，计数时间为1秒。此时记录的数据即为所测信号的频率。

本例的硬件连接电路主要包括：FPGA模块、I/O模块、双路高速A/D模块等。