| 時間 |
課程大綱 |
| 第一部分 |
| 學習目標 |
第一天的課程首先介紹數(shù)字信號處理的基本概念，重點講述常用數(shù)字信號處理模塊的FPGA實現(xiàn)，通過硬件描述語言對這些模塊的描述和驗證，幫助學員加深對算法硬件實現(xiàn)的認識。通過對Matlab和Simulink使用方法的介紹，幫助學員掌握最重要的數(shù)字信號處理工具的使用方法。 |
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1. 數(shù)字信號處理的FPGA解決方案及設計流程
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本節(jié)將介紹利用FPGA實現(xiàn)數(shù)字信號處理的優(yōu)勢，對比常規(guī)數(shù)字信號處理設計流程和基于FPGA的數(shù)字信號處理設計流程的異同點，使學員了解Altera的數(shù)字信號處理解決方案及設計流程。
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本節(jié)要點：
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1.1?基于FPGA的數(shù)字信號處理的優(yōu)勢
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1.2?數(shù)字信號處理設計流程
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1.3?基于FPGA的解決方案及設計流程
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1.4?基于DSP Builder的設計流程
2. 常見算術運算的FPGA實現(xiàn)
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本節(jié)將介紹FPGA中數(shù)的表示方法，幫助學員理解定點數(shù)和浮點數(shù)的表示方法，掌握基本的算術運算的FPGA實現(xiàn)。
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本節(jié)要點：
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2.1?數(shù)的表示，定點數(shù)及浮點數(shù)
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2.2?常見算術運算的FPGA實現(xiàn)（加/減/乘/除）
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2.3?CORDIC算法
3. 數(shù)字信號處理基礎及其FPGA實現(xiàn)
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本節(jié)將重點介紹幾種常用的數(shù)字信號處理方法，并給出其硬件語言描述方法和Altera IP核實現(xiàn)方法，為使用FPGA進行更復雜的數(shù)字信號處理打下基礎。
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本節(jié)要點：
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3.1?NCO的FPGA實現(xiàn)
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3.2?FFT的FPGA實現(xiàn)
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3.3?FIR的FPGA實現(xiàn)
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3.4?CIC的FPGA實現(xiàn) |
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1. 常見算術運算的FPGA實現(xiàn)及仿真訓練
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本節(jié)通過學員動手及進行實驗，掌握常見的算術運算的FPGA實現(xiàn)方法，熟悉QuartusII，Synplify，Modelsim等常用工具的使用方法，為課程的進一步學習打下基礎。
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本節(jié)要點
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1.1?QuartusII/Synplify/Modelsim工具使用
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1.2?常見算術運算的Verilog實現(xiàn)與仿真
2. 典型數(shù)字信號處理算法實現(xiàn)及仿真訓練
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本節(jié)由學員動手完成幾個典型數(shù)字信號處理算法實驗，掌握在QuartusII中生成及例化IP的方法，掌握利用Modelsim進行IP核仿真的方法。
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本節(jié)要點：
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2.1?DSP Builder使用方法
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2.2?Modelsim仿真庫編譯方法
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2.3?典型數(shù)字信號處理算法的實現(xiàn)與仿真 |
| 第二部分 |
| 學習目標 |
第二天的課程將對Matlab和Simulink的使用方法進行介紹，對MATLAB基本操作，MATLAB語言，Simulink建模方法進行深入淺出的講解，幫助學員掌握最重要的數(shù)字信號處理工具的使用方法 |
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1. MATLAB基礎
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本節(jié)為學員介紹MATLAB的基礎知識，使學員了解MATLAB工具的強大功能，學會MATLAB界面操作及常用操作命令。
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本節(jié)要點：
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1.1?MATLAB概述，仿真原理概述
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1.2?MATLAB集成開發(fā)環(huán)境
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1.3?矩陣運算/線性方程組/繪圖/文件操作命令
2. MATLAB語言
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本節(jié)為學員介紹較為深層的MATLAB內(nèi)容，包括腳本，函數(shù)，M語言語法，M程序調(diào)試等，使學員掌握這種高效的工程計算語言，為進行系統(tǒng)級的算法開發(fā)打下基礎。
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本節(jié)要點：
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2.1?M文件：M腳本文件、M函數(shù)文件
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2.2?M程序語法：運算符及控制結(jié)構(gòu)
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2.3?M程序的調(diào)用及調(diào)試
3. Simulink基礎
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本節(jié)為學員介紹使用Simulink來進行系統(tǒng)建模、仿真和分析的方法，并介紹Simulink 的部分軟件工具包，使學員學會這種圖形化建模的方法，同時為學員介紹Altera為Simulink擴展的DSP Builder工具箱。
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本節(jié)要點：
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3.1?Simulink圖形化建模基本操作
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3.2?Simulink層次化設計方法
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3.3?Simulink典型軟件工具箱 |
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1. MATLAB基礎實驗
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本節(jié)由學員完成一系列有針對性的簡單實驗，使學員掌握MATLAB基本的界面環(huán)境操作方法及簡單的MATLAB操作方法。
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本節(jié)要點：
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1.1?MATLAB工具的集成開發(fā)環(huán)境
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1.2?MATLAB工作區(qū)語法規(guī)則
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1.3?可視化命令編寫方法
2. MATLAB語言基礎實驗
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本節(jié)以M語言為主要實驗對象，學員通過編寫M文件及M函數(shù)，實現(xiàn)特定的功能。通過練習，學員將掌握使用MATLAB進行算法仿真的方法。
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本節(jié)要點：
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2.1?MATLAB M文件編輯器使用方法
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2.2?M文件及M函數(shù)實驗
3. Simulink建模實驗
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本節(jié)以Simulink基礎工具箱及幾個典型的工具箱為實驗基礎，使學員在實踐中掌握Simulink的圖形化建模方法及集成開發(fā)工具的使用方法。
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本節(jié)要點：
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3.1?Simulink圖形化建模基本實驗
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3.2?Simulink層次化建模實驗
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3.3?典型模塊建模實驗 |
| 第三部分 |
| 學習目標 |
第三天的課程將重點介紹Altera FPGA專用數(shù)字信號處理單元結(jié)構(gòu)及調(diào)用方法，為學員講解主要的數(shù)字信號處理IP和DSP Builder設計要點，通過幾個典型的實驗使學員掌握Altera系統(tǒng)級算法設計工具的使用方法。 |
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1. Altera數(shù)字信號處理IP
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本節(jié)將介紹Altera FPGA的DSP資源結(jié)構(gòu)以及Altera提供的重要數(shù)字信號處理IP，通過學習學員將了解使用Altera FPGA進行數(shù)字信號處理的特殊資源。
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本節(jié)要點：
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1.1?Altera乘法器結(jié)構(gòu)
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1.2?數(shù)字信號處理/多媒體信號處理/通信與網(wǎng)絡處理IP
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1.3?常用IP設計方法
2. DSP Builder工具箱
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本節(jié)對Altera的DSP Builder工具箱進行詳細介紹，包括包含的IP模塊，工具，參數(shù)，使用方法等，使學員了解此工具箱的結(jié)構(gòu)，掌握其使用方法。
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本節(jié)要點：
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2.1?Altera Blockset/Altera Advanced Blockset
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2.2?DSP Builder工具箱的IP模塊
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2.3?模塊參數(shù)、系統(tǒng)仿真參數(shù)及硬件意義
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2.4?模塊的使用方法
3. DSP Builder建模方法及設計要點
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本節(jié)從系統(tǒng)層面上對使用DSP Builder工具進行數(shù)字信號處理建模時的設計要點，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計方法，層次化設計方法，設計工具間的接口方法以及軟硬件協(xié)同仿真方法進行了介紹。
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本節(jié)要點：
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3.1?DSP Builder設計要點
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3.2?DSP Builder系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及層次化設計
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3.3?DSP Builder及SOPC Builder協(xié)同設計
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3.4?軟硬件協(xié)同仿真 |
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1. 建立第一個DSP Builder工程
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本節(jié)由學員動手完成一個簡單的DSP Builder工程，學習模塊調(diào)用方法，參數(shù)設置方法，完成仿真并在開發(fā)板上實現(xiàn)。
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本節(jié)要點：
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1.1?DSP Builder建模
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1.2?仿真參數(shù)及模塊參數(shù)設置
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1.3?模型的仿真及硬件實現(xiàn)
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1.4?層次化建模方法
2. DSP Builder的SOPC接口設計實驗
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本節(jié)通過SOPC Builder來調(diào)用DSP Builder模塊，學習嵌入式工具和算法工具之間的協(xié)同設計方法。
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本節(jié)要點：
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2.1?Avalon接口設計
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2.2?與SOPC Builder工具協(xié)同設計
3. DSP Builder使用HDL模塊實驗
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本節(jié)由學員完成包含HDL Import模塊的系統(tǒng)建模實驗，學會在Simulink中添加自定義HDL功能模塊的方法。
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本節(jié)要點：
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3.1?HDL Import建模方法
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3.2?系統(tǒng)建模仿真與實現(xiàn)
4. DSP Builder硬件在環(huán)HIL實驗
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本節(jié)是一個Hardware In the Loop的軟硬件協(xié)同仿真實驗，通過實驗學員可以掌握DSP Builder算法模塊在FPGA中實現(xiàn)并將輸出利用Simulink工具進行仿真調(diào)試的方法。
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本節(jié)要點：
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4.1?HIL系統(tǒng)建模
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4.2?軟硬件協(xié)同仿真方法 |
| 第四部分 |
| 學習目標 |
第四天的課程將對數(shù)字信號處理的幾個熱門領域：通信、圖像處理以及音頻處理等進行介紹，分析這幾個應用領域的典型數(shù)字信號處理算法，并使用系統(tǒng)建模工具進行幾個典型算法的仿真與實驗。 |
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1. 通信處理系統(tǒng)
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本節(jié)以通信領域為背景，對通信系統(tǒng)及軟件無線電的結(jié)構(gòu)進行介紹，分析常見的通信收發(fā)信機中的常見Verilog算法實現(xiàn)。
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本節(jié)要點：
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1.1?通信系統(tǒng)及軟件無線電
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1.2?通信處理工具箱
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1.3?常見應用：調(diào)制解調(diào)，信號編解碼，同步設計
2. 圖像處理系統(tǒng)
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本節(jié)以圖像處理領域為背景，對圖像處理的MATLAB實現(xiàn)進行介紹，對Simulink的圖像處理工具箱以及DSP Builder的相關模塊進行介紹。
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本節(jié)要點：
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2.1?圖像處理基礎及常用操作
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2.2?圖像處理工具箱
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2.3?常見應用：圖像分析與增強，圖像變換，圖像復原，圖像分割與邊緣檢測，圖像編解碼
3. 語音處理系統(tǒng)
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本節(jié)以語言處理領域為背景，介紹語音處理的基本原理及利用MATLAB進行語音處理系統(tǒng)仿真的操作方法，對信號處理工具箱和DSP Builder中語音處理的相關模塊進行介紹。
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本節(jié)要點：
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3.1?音頻和語音處理基礎及常用操作
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3.2?信號處理工具箱?
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3.3?常見應用：音頻編解碼，語音識別，語音分析，語音合成 |
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1. 調(diào)制解調(diào)的Verilog和Matlab實驗
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本節(jié)和學員一起完成典型調(diào)制解調(diào)算法的Verilog及MATLAB設計與仿真，加深學員對Verilog語言及MATLAB的認識。
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本節(jié)要點：
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1.1?調(diào)制解調(diào)算法
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1.2?Verilog實現(xiàn)與仿真
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1.3?MATLAB實現(xiàn)與仿真
2. 圖像邊緣檢測HIL實驗
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本節(jié)和學員一起完成圖像邊緣檢測算法的實驗，使用DSP Builder和開發(fā)板完成HIL軟硬件協(xié)同仿真，加深學員對DSP Builder工具和FPGA實現(xiàn)的認識。
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本節(jié)要點：
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2.1?圖像邊緣檢測算法
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2.2?DSP Builder建模
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2.3?HIL軟硬件協(xié)同仿真
3. 語音回聲系統(tǒng)實驗
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本節(jié)和學員一起完成一個語音回聲系統(tǒng)實驗，使學員從最感性的語音到基于FPGA的數(shù)字信號處理有一個完整的認識。
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3.1?語音回聲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
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3.2?DSP Builder建模
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3.3?HIL軟硬件協(xié)同仿真 |
合作伙伴與授權機構(gòu)
總部李老師
