[發明專利]一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的方法及裝置

無效

• 申請號: 201310036164.5
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103077636A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 丁偉;肖鐵軍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 羅敏

1.一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將通用FPGA開發板與計算機通過USB總線相連；

（2）計算機安裝具有自定義功能的實驗軟件；

（3）在FPGA內設計接口電路，通過通用內部端口與學生實驗模塊連接；

（4）在FPGA內設計控制電路，控制實驗軟件與學生實驗模塊間的數據通信，所述控制電路通過USB總線與計算機相連，通過Avalon總線與接口電路相連。

2.如權利要求1所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的實驗軟件以圖形化的界面為實驗者提供通用的實驗操作平臺，以自定義的方式為不同的硬件課程的實驗提供統一的操作界面，通過按需動態加載實驗原理圖達到操作界面與實驗內容的一致性；通過在原理圖上任意添加并配置虛擬端口、利用虛擬端口實現實驗數據及命令的輸入和實驗結果及中間數據的顯示的方法。

3.如權利要求1所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的方法，其特征在于，所述步驟（3）中的接口電路是自定義邏輯，由一組基本PIO組成，提供兩類端口，一類面向Avalon總線，一類面向學生實驗模塊。

4.如權利要求1所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的方法，其特征在于，所述步驟（4）中的控制電路是嵌入在FPGA內以NIOS為核心的的SOPC系統，通過執行NIOS程序接收實驗軟件的命令和數據，解析后傳送給學生實驗模塊，封裝學生實驗模塊的輸出傳送給實驗軟件，實現實驗軟件與學生實驗模塊間的數據通信。

5.一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的裝置，其特征在于，包括計算機、控制電路、接口電路和學生實驗模塊；所述計算機安裝具有自定義功能的實驗軟件；所述控制電路控制實驗軟件與學生實驗模塊間的數據通信，并與計算機通過USB總線相連；所述接口電路連接控制電路和學生實驗模塊，并與控制電路通過Avalon總線相連，所述學生實驗模塊是學生實驗設計的承載載體，并與接口電路通過通用內部端口相連。

6.如權利要求5所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的裝置，其特征在于，所述控制電路包括NIOS軟核處理器、USB接口邏輯、存儲器模塊和JTAG接口邏輯，它們之間通過Avalon總線連接。

7.如權利要求5所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的裝置，其特征在于，所述接口電路是自定義邏輯，由一組基本PIO組成，提供兩類端口，一類面向Avalon總線，一類面向學生實驗模塊。

8.如權利要求5或6或7所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的裝置，其特征在于，所述控制電路、接口電路和學生實驗模塊在通用FPGA開發板上設計實現，其中控制電路、接口電路固化在FPGA內，學生實驗模塊由學生設計并在FPGA內實現。

9.如權利要求8所述的一種用于計算機硬件課程共享實驗設備的裝置，其特征在于，所述開發板選用ALTERA?DE2-115開發板。