FPGA数字信号处理设计培训班（TSFX0901）

本课程分为两个专题，分别针对Altera和Xilinx的数字信号处理解决方案进行培训。分别针对Altera/Xilinx FPGA的DSP 解决方案，围绕数字信号处理原理，系统算法结构及RTL仿真。
课程概述
老师简介
课程大纲
课程背景
当今，DSP领域的设计工程师都面临着一些非常现实和严峻的问题，那就是“他们所处的环境变化十分迅速，标准快速的演进并且不断地融合，上市的周期也越来越短，设计在经济和技术上的约束增多”。于此同时，随着半导体及集成电路技术的飞速发展，针对DSP优化的高性能FPGA变成这些问题的良好的解决方案，在那些始终处于连续的变化之中的市场需求，诸如通信、多媒体和国防行业等领域，FPGA扮演着比传统数字信号处理器更加重要的角色，他们一起共同开拓着数字信号处理的广阔市场。针对FPGA在数字信号处理领域的广泛应用，我们设计了这个为期四天的基于FPGA的数字信号处理培训班。
课程目标
1.熟悉数字信号处理的FPGA解决方案及设计流程
2.掌握常见算术运算的FPGA实现方法
3.掌握常用数字信号处理算法的FPGA实现方法
4.熟悉MATLAB基本操作方法
5.掌握MATLAB语言及M文件语法
6.掌握Simulink建模方法
7.熟悉Altera/Xilinx数字信号处理IP
8.掌握DSP Builder/System Generator设计工具设计方法
9.掌握FPGA的Simulink建模方法
10.掌握软硬件协同仿真方法
11.掌握相关设计工具的使用及协同方法
12.了解通信、图像、语音等领域的常见应用及典型案例
教学平台
【Altera FPGA开发板】红色飓风3代Altera CycloneII开发板
◆ 【Xilinx FPGA开发板】红色飓风3代Xilinx Spartan3AN开发板
>>>点击查看两款教学平台照片及详细介绍>>>
实验环境
为了保证培训效果，增加互动环节，我们坚持小班授课，每期报名人数限15人，多余人员安排到下一期进行。人手一套开发板和开发用的PC主机。>>单击查看实验设备
学时费用
◆课时：共4天，每天6学时，总计24学时
◆费用（含教材费）：公司(2800元)，个人自费（2500元），学生自费（1900元，凭有效证件）
◆培训证书：工业和信息化部《信息技术应用技能FPGA应用设计工程师认证证书》（认证费500元）
◆外地学员：代理安排食宿（需提前预定）
新优惠
◆团体报名优惠措施：两人95折优惠，三人或三人以上9折优惠！
◆同时报选《FPGA数字信号处理设计班》，即享受500元优惠！
◆同时报选《FPGA项目案例培训班》，即享受500元优惠！
质量保证
1、培训过程中，如有部分内容理解不透或消化不好，可免费在下期培训班中重听；
2、培训结束后免费提供一个月的技术支持，充分保证培训后出效果；
3、培训合格学员可享受免费推荐就业机会。

韦老师

华清远见高级讲师
6年FPGA开发经验，熟悉Altera及Xilinx公司CPLD及FPGA体系架构及开发，独自设计过基于多款Altera及Xilinx可编程逻辑器件的高速数据采集及处理系统，包括原理图设计、PCB布线、裸板调试、系统调试等，对基于FPGA的PCI总线设计有深入研究。 【韦老师授课视频】

姚老师

华清远见高级培训讲师
北京航空航天大学自动化专业博士学位，有8年的FPGA和DSP系统硬件开发经验，成功开发了卫星载超高速图像压缩系统、红外图像采集压缩和传输系统、基于MPEG4/H.264的网络监控系统、高速(1GHz)并行(4颗)DSP图像处理系统, 超大规模高速500万门FPGA验证平台(Altera StratixII EP2S180)。 【姚老师授课视频】

葛老师

华清远见高级讲师
美国FIU计算机硕士。具有多年硬件开发工作和集成电路人才培训经验。精通 FPGA代码的编写、仿真代码的编写；熟悉Quartus II、ISE、ModelSim、 Synplify等设计仿真综合工具；熟悉基于FPGA的UART、VGA接口电路设计，有良好的模块设计风格和代码风格，擅长基于Xilinx Spartan 3、Virtex4，Altera Cyclone II、 Stratix II系列的 FPGA，以及基于FPGA SOPC系统设计，曾负责完成某航天测控网关设计、JPEG解码器IP设计系统等项目。

陆老师

华清远见高级讲师
美国FIU计算机硕士。具有多年硬件开发工作和集成电路人才培训经验。精通 FPGA代码的编写、仿真代码的编写；熟悉Quartus II、ISE、ModelSim、 Synplify等设计仿真综合工具；熟悉基于FPGA的UART、VGA接口电路设计，有良好的模块设计风格和代码风格，擅长基于Xilinx Spartan 3、Virtex4，Altera Cyclone II、 Stratix II系列的 FPGA，以及基于FPGA SOPC系统设计，曾负责完成某航天测控网关设计、JPEG解码器IP设计系统等项目。

宋老师

华清远见高级讲师
6年FPGA/DSP开发经验，熟悉主流厂商的器件、架构及工具链，熟悉FPGA设计全流程，包括分析设计需求与选型，RTL逻辑设计与综合，仿真验证，Floorplan优化，STA分析与收敛，实时在线调试等，在通信、视频和工业控制等领域项目实践经验丰富。
Day 第一天

学习目标：第一天的课程首先介绍数字信号处理的基本概念，重点讲述常用数字信号处理模块的FPGA实现，通过硬件描述语言对这些模块的描述和验证，帮助学员加深对算法硬件实现的认识。通过对Matlab和Simulink使用方法的介绍，帮助学员掌握重要的数字信号处理工具的使用方法。

  • 1. 数字信号处理的FPGA解决方案及设计流程

    本节将介绍利用FPGA实现数字信号处理的优势，对比常规数字信号处理设计流程和基于FPGA的数字信号处理设计流程的异同点，使学员了解Altera的数字信号处理解决方案及设计流程。
    本节要点：
    1.1 基于FPGA的数字信号处理的优势
    1.2 数字信号处理设计流程
    1.3 基于FPGA的解决方案及设计流程
    1.4 基于DSP Builder的设计流程

  • 2. 常见算术运算的FPGA实现

    本节将介绍FPGA中数的表示方法，帮助学员理解定点数和浮点数的表示方法，掌握基本的算术运算的FPGA实现。
    本节要点：
    2.1 数的表示，定点数及浮点数
    2.2 常见算术运算的FPGA实现（加/减/乘/除）
    2.3 CORDIC算法

  • 3. 数字信号处理基础及其FPGA实现

    本节将重点介绍几种常用的数字信号处理方法，并给出其硬件语言描述方法和Altera IP核实现方法，为使用FPGA进行更复杂的数字信号处理打下基础。
    本节要点：
    3.1 NCO的FPGA实现
    3.2 FFT的FPGA实现
    3.3 FIR的FPGA实现
    3.4 CIC的FPGA实现

  • 1. 常见算术运算的FPGA实现及仿真训练

    本节通过学员动手及进行实验，掌握常见的算术运算的FPGA实现方法，熟悉QuartusII，Synplify，Modelsim等常用工具的使用方法，为课程的进一步学习打下基础。
    本节要点:
    1.1 QuartusII/Synplify/Modelsim工具使用
    1.2 常见算术运算的Verilog实现与仿真

  • 2. 典型数字信号处理算法实现及仿真训练

    本节由学员动手完成几个典型数字信号处理算法实验，掌握在QuartusII中生成及例化IP的方法，掌握利用Modelsim进行IP核仿真的方法。
    本节要点：
    2.1 DSP Builder使用方法
    2.2 Modelsim仿真库编译方法
    2.3 典型数字信号处理算法的实现与仿真
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Day 第二天

学习目标：第二天的课程将对Matlab和Simulink的使用方法进行介绍，对MATLAB基本操作，MATLAB语言，Simulink建模方法进行深入浅出的讲解，帮助学员掌握重要的数字信号处理工具的使用方法

  • 1. MATLAB基础

    本节针对FPGA开发过程中的主要工作——设计输入——进行详细分析，帮助学员掌握常见设计输入方法，仿真激励文件设计方法，理解硬件描述语言的可综合设计风格。
    本节要点：
    1.1 原理图设计方法，Verilog语言基本结构，可综合设计，仿真激励设计
    1.2 常用设计输入方法实例分析

  • 2. MATLAB语言

    本节为学员介绍较为深层的MATLAB内容，包括脚本，函数，M语言语法，M程序调试等，使学员掌握这种高效的工程计算语言，为进行系统级的算法开发打下基础。
    本节要点：
    2.1 M文件：M脚本文件、M函数文件
    2.2 M程序语法：运算符及控制结构
    2.3 M程序的调用及调试

  • 3. Simulink基础

    本节为学员介绍使用Simulink来进行系统建模、仿真和分析的方法，并介绍Simulink 的部分软件工具包，使学员学会这种图形化建模的方法，同时为学员介绍Altera为Simulink扩展的DSP Builder工具箱。
    本节要点：
    3.1 Simulink图形化建模基本操作
    3.2 Simulink层次化设计方法
    3.3 Simulink典型软件工具箱

  • 1. MATLAB基础实验

    本节由学员完成一系列有针对性的简单实验，使学员掌握MATLAB基本的界面环境操作方法及简单的MATLAB操作方法。
    本节要点：
    1.1 MATLAB工具的集成开发环境
    1.2 MATLAB工作区语法规则
    1.3 可视化命令编写方法

  • 2. MATLAB语言基础实验

    本节以M语言为主要实验对象，学员通过编写M文件及M函数，实现特定的功能。通过练习，学员将掌握使用MATLAB进行算法仿真的方法。
    本节要点：
    2.1 MATLAB M文件编辑器使用方法
    2.2 M文件及M函数实验

  • 3. Simulink建模实验

    本节以Simulink基础工具箱及几个典型的工具箱为实验基础，使学员在实践中掌握Simulink的图形化建模方法及集成开发工具的使用方法。
    本节要点：
    3.1 Simulink图形化建模基本实验
    3.2 Simulink层次化建模实验
    3.3 典型模块建模实验
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Day 第三天

学习目标：第三天的课程将重点介绍Altera FPGA专用数字信号处理单元结构及调用方法，为学员讲解主要的数字信号处理IP和DSP Builder设计要点，通过几个典型的实验使学员掌握Altera系统级算法设计工具的使用方法。

  • 1. Altera数字信号处理IP

    本节将介绍Altera FPGA的DSP资源结构以及Altera提供的重要数字信号处理IP，通过学习学员将了解使用Altera FPGA进行数字信号处理的特殊资源。
    本节要点：
    1.1 Altera乘法器结构
    1.2 数字信号处理/多媒体信号处理/通信与网络处理IP
    1.3 常用IP设计方法

  • 2. DSP Builder工具箱

    本节对Altera的DSP Builder工具箱进行详细介绍，包括包含的IP模块，工具，参数，使用方法等，使学员了解此工具箱的结构，掌握其使用方法。
    本节要点：
    2.1 Altera Blockset/Altera Advanced Blockset
    2.2 DSP Builder工具箱的IP模块
    2.3 模块参数、系统仿真参数及硬件意义
    2.4 模块的使用方法

  • 3. DSP Builder建模方法及设计要点

    本节从系统层面上对使用DSP Builder工具进行数字信号处理建模时的设计要点，系统结构设计方法，层次化设计方法，设计工具间的接口方法以及软硬件协同仿真方法进行了介绍。
    本节要点：
    3.1 DSP Builder设计要点
    3.2 DSP Builder系统结构及层次化设计
    3.3 DSP Builder及SOPC Builder协同设计
    3.4 软硬件协同仿真

  • 1. 建立第一个DSP Builder工程

    本节由学员动手完成一个简单的DSP Builder工程，学习模块调用方法，参数设置方法，完成仿真并在开发板上实现。
    本节要点：
    1.1 DSP Builder建模
    1.2 仿真参数及模块参数设置
    1.3 模型的仿真及硬件实现
    1.4 层次化建模方法

  • 2. DSP Builder的SOPC接口设计实验

    本节通过SOPC Builder来调用DSP Builder模块，学习嵌入式工具和算法工具之间的协同设计方法。
    本节要点：
    2.1 Avalon接口设计
    2.2 与SOPC Builder工具协同设计

  • 3. DSP Builder使用HDL模块实验

    本节由学员完成包含HDL Import模块的系统建模实验，学会在Simulink中添加自定义HDL功能模块的方法。
    本节要点：
    3.1 HDL Import建模方法
    3.2 系统建模仿真与实现

  • 4. DSP Builder硬件在环HIL实验

    本节是一个Hardware In the Loop的软硬件协同仿真实验，通过实验学员可以掌握DSP Builder算法模块在FPGA中实现并将输出利用Simulink工具进行仿真调试的方法。
    本节要点：
    4.1 HIL系统建模
    4.2 软硬件协同仿真方法
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Day 第四天

学习目标：第四天的课程将对数字信号处理的几个热门领域：通信、图像处理以及音频处理等进行介绍，分析这几个应用领域的典型数字信号处理算法，并使用系统建模工具进行几个典型算法的仿真与实验。

  • 1. 通信处理系统

    本节以通信领域为背景，对通信系统及软件无线电的结构进行介绍，分析常见的通信收发信机中的常见Verilog算法实现。
    本节要点：
    1.1 通信系统及软件无线电
    1.2 通信处理工具箱
    1.3 常见应用：调制解调，信号编解码，同步设计

  • 2. 图像处理系统

    本节以图像处理领域为背景，对图像处理的MATLAB实现进行介绍，对Simulink的图像处理工具箱以及DSP Builder的相关模块进行介绍。
    本节要点：
    2.1 图像处理基础及常用操作
    2.2 图像处理工具箱
    2.3 常见应用：图像分析与增强，图像变换，图像复原，图像分割与边缘检测，图像编解码

  • 3. 语音处理系统

    本节以语言处理领域为背景，介绍语音处理的基本原理及利用MATLAB进行语音处理系统仿真的操作方法，对信号处理工具箱和DSP Builder中语音处理的相关模块进行介绍。
    本节要点：
    3.1 音频和语音处理基础及常用操作
    3.2 信号处理工具箱
    3.3 常见应用：音频编解码，语音识别，语音分析，语音合成

  • 1. 调制解调的Verilog和Matlab实验

    本节和学员一起完成典型调制解调算法的Verilog及MATLAB设计与仿真，加深学员对Verilog语言及MATLAB的认识。
    本节要点：
    1.1 调制解调算法
    1.2 Verilog实现与仿真
    1.3 MATLAB实现与仿真

  • 2. 图像边缘检测HIL实验

    本节和学员一起完成图像边缘检测算法的实验，使用DSP Builder和开发板完成HIL软硬件协同仿真，加深学员对DSP Builder工具和FPGA实现的认识。
    本节要点：
    2.1 图像边缘检测算法
    2.2 DSP Builder建模
    2.3 HIL软硬件协同仿真

  • 3. 语音回声系统实验

    本节和学员一起完成一个语音回声系统实验，使学员从感性的语音到基于FPGA的数字信号处理有一个完整的认识。
    3.1 语音回声系统结构
    3.2 DSP Builder建模
    3.3 HIL软硬件协同仿真

  • 4. DSP Builder硬件在环HIL实验

    本节是一个Hardware In the Loop的软硬件协同仿真实验，通过实验学员可以掌握DSP Builder算法模块在FPGA中实现并将输出利用Simulink工具进行仿真调试的方法。
    本节要点：
    4.1 HIL系统建模
    4.2 软硬件协同仿真方法
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