- 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。 [陆老师授课视频]
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。 -
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
