Laboratorní vývojové desky pro výukové aplikace

Abstract

Tato práce se zabývá postupem návrhu vývojové desky s obvodem FPGA pro potřeby výuky digitálních obvodů jako náhrady zastaralé Spartan-3 Starter Kit Board. Teoretická část popisuje základní princip funkce hradlových polí a vybraných digitálních i analogových rozhraní použitelných ve výuce. Další kapitola je věnována výběru vhodných součástí pro realizaci desky, zejména výběru vhodného FPGA, podle kompatibility s výukou, náročnosti na implementaci a ceny. Na základě výběru komponent je realizován obvodový návrh desky a návrh desky plošných spojů. K usnadnění konfigurace desky je vytvořen jednoduchý program pro Windows využívající příkazy programu iMPACT. Poslední kapitola se věnuje procesu oživování a testování prototypu vývojové desky.This paper deals with the design process of an FPGA-based development board for educational purposes, as a replacement of the obsolete Spartan-3 Starter Kit Board. Theoretical part describes the basic principles behind FPGAs and compatible digital and analog interfaces. The next chapter focuses on choosing optimal components for the board, mainly an optimal FPGA, in regard to course compatibility, implementation requirements and price. A complete circuit diagram is then designed based on the components as well as a printed circuit board layout. To simplify the process of configuration, a minimalistic Windows application using iMPACT batch commands is programmed. The last chapter describes the process of testing the development board prototype.