| 課程大綱： | ||
| 【單元一】：數位電子學 24小時 | ||
 數位電子學為FPGA系統設計入門先修課程 包含了數位微電子學、數位電路、邏輯設計、交換電路等，主要幫助學員盡快掌握，快速進入硬體電路設計知識。 |
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| 1. 數位電子概論 2. 基本電子學 3. 數值表示法簡介 |
4. 組合性數位電路簡介 5. 正反器(Flip-Flop)記憶元件 6. 序向系統之簡介 |
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| 數位電子學基本數位實習 |
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| Lab 1：基本邏輯閘認識與應用 Lab 2：特殊邏輯閘的認識與應用 Lab 3：編碼器與解碼器 Lab 4：多工器與解多工器 |
Lab 5：閂鎖器與正反器 Lab 6：計數器實習 Lab 7：移位暫存器 Lab 8：加法器與減法器實習 |
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| 【單元二】：FPGA系統設計入門 30小時 | ||
| FPGA系統設計入門班培訓課程主要幫助學員盡快掌握 CPLD/FPGA的開發流程和設計方法，以工程實踐為例，循序漸進的學習FPGA的開發環境，開發流程以及硬體電路設計等知識。 實作為主、以業界主流FPGA為核心，學員可以掌握HDL Verilog硬體描述語言的初步開發能力，教導學員從基礎學習，並且解決FPGA產品開發過程中的常見問題，每次課程都配有相關實戰訓練，每次實作訓練題目都可以FPGA硬件平台上進行下載驗證。教導學員從基礎學習，透過實作學員可以更好的理解課堂知識，迅速提高實踐水平。 | ||
| 1. FPGA 設計技術簡介及邏輯設計技術展望 2. FPGA 元件及架構介紹 3. FPGA設計流程開發工具 4. HDL硬體描述語言(Verilog)語法介紹 5. HDL 設計基本概念 6. HDL 描述組合邏輯(Combinatorial Logic)設計 7. HDL 描述序向邏輯(Sequential Logic)設計 8. 如何透過模擬及建立測試平台(testbench)來驗證設計 9. FPGA系統設計入門實作關鍵電路的設計 |
10. FPGA 組合邏輯基本輸出入 (開關、按鍵與LED電路) 11. FPGA序向邏輯基本輸出入 (開關、按鍵與LED電路) 12. 電路常用的計數器(Count)，及移位暫存器(shift register) 13. 按鍵( Button)控制 14. 閃爍LED控制 15. 七段顯示器實習，介紹多個七段顯示器的方法 |
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| 【單元三】：FPGA系統周邊IO 電路設計班設計班 36小時 | ||
FPGA系統周邊介面電路班培訓課程，主要跟據常用的介面電路規格如UART，I2C，PS2 Keyboard …，設計初對應的電路，同時介紹進階序向邏輯狀態機設計實例，使學員可掌握 FPGA/數位電路進階的設計方法及知識。 |
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| 1. 七段顯示器實習，結合計數器(Count)多個七段顯示器動態顯示的方法 2. PWM控制實習 3. PS/2鍵盤介面電路設計 4. RS232串列通訊介面實習 5. AC97數位語音與音訊編解碼器(audio cadec)介面 |
6. I2C介面周邊記憶體EEPROM讀寫實習 7. SPI 介面周邊記憶體Flash讀寫實習 8. VGA 介面 9. Motor control |
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| 【單元四】：FPGA系統整合/系統除錯設計班 30小時 |
三個設計基本原則，包括面積和速度的平衡互換原則，硬體可實現原則和同步設計原則三個個常用操作技巧，包括Ping-pong Buffer，串並轉換操作和 Pipeline流水線操作等技巧，三個常用IP模組使用，包括片上的記憶體(SRAM、FIFO、ROM)，時脈管理(DCM)和串列收發器(SERDES)等。ChipScope Pro工具介紹Core Generator產生ILA、ICON core、 ChipScope Pro Analyzer 的使用，實際用於此SoC系統Wavefrom產生及除錯Debug。 |
| 1. 設計進階基本原則，包括面積和速度的平衡互換原則，硬體可實現原則和同步設計原則、和管線式(Pipeline)操作等技巧 2. 講解常用操作元件，包括FIFO、Ping-pong Buffer，串並轉換操作 3. 介紹原廠提供的IP模組產生器使用，包括片上的記憶體(SRAM、FIFO、ROM)， 時脈管理(DCM)和串列收發器(SERDES)等 4. 系統時脈(clock)，及重置(reset)處理及設計 5. FIFO、Ping-pong Buffer控制實習 6. RS232串列通訊介面整合AC97 audio cadec、I2C介面周邊記憶體EEPROM、 SPI 介面周邊記憶體Flash 7. 系統電路除錯ChipScope Pro工具介紹 8. Core Generator產生ILA、ICON core、ChipScope Pro Analyzer 的使用，實際用於此SoC系統Wavefrom產生及Debug |
| 【單元五】： FPGA數位雛型系統設計專題研究 24小時 | ||
| 1. 自選專題研究 2. 緣由與目的 3. 硬體架構與理論基礎 4. 硬體實現結果 |
5. 結論 6. 參考資料 7. 成果報告 |
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| 【專題實作】(學員自選專題) | ||
| 三個設計基本原則，包括面積和速度的平衡互換原則，硬體可實現原則和同步設計原則三個個常用操作技巧，包括Ping-pong Buffer，串並轉換操作和 Pipeline流水線操作等技巧，三個常用IP模組使用，包括片上的記憶體(SRAM、FIFO、ROM)，時脈管理(DCM)和串列收發器(SERDES)等。ChipScope Pro工具介紹Core Generator產生ILA、ICON core、ChipScope Pro Analyzer 的使用，實際用於此SoC系統Wavefrom產生及除錯Debug。 FPGA系統整合設計主要是介紹FPGA系統開發中的高級技巧，深入探討如何提高FPGA設計的性能，如何改善設計規模，進而設計出高性能低成本的產品。課程中會結合實際的工程設計碼講解並行設計技術，流水線設計技術等實用技巧，幫助學員短時間內理解和掌握這些高級技巧，並可以儘快應用到工程項目中。 |
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| 小型工業用機器手臂 實現於FPGA 之手機門禁暨家電整合控制系統 FPGA實現電子密碼鎖 觸控螢幕專究 CO探測器的儀表系統 FPGA實作電子相框 以FPGA 實現模糊細胞神經網路 FPGA應用於保齡球遊戲機之設計 |
FPGA硬體加速影像處理 以FPGA程式設計實現線性馬達定位 FPGA大型電玩移植 FPGA互動式電子賽馬遊戲機 基於FPGA的非接觸式心律偵測 智慧型交通辨識系統 基於藍牙4.0之室內導航系統 自走車避障與遠端遙控 |
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