86|电子制作2023年1月电子基础数字电子技术与EDA课程是高等工科院校电类相关专业的学科基础课程，是一门具有理论性、工程性和实践性的课程。数字电子技术与EDA实验教学是课程教学环节的重要组成部分。通过实验能够让学生加深对理论知识点的理解，将学到的分析方法和设计理论应用于实践[1]，培养学生数字系统分析、设计能力及创新能力[2]，提高发现问题、分析问题和解决问题的工程综合应用能力。而数字系统实验箱是数字电路、EDA技术以及课程设计的基本实验教学仪器，是保障实验课程顺利开展的必不可少的教学工具。我校使用的数字电路与EDA实验箱，存在几个缺点：(1)布局不合理，逻辑电平的输入区、逻辑电平输出区、集成电路插座与电源接线区位置相距太远，往往容易造成学生接线繁杂，也对实验出现的问题增大了排查难度；(2)采用插针式的接线方式，插拔连接线很容易造成插孔堵塞，连接线更换频繁，增大了维修的工作量；(3)使用的FPGA开发板是直接供电，没有电源短路保护，在实验中常出现学生接错线，烧毁开发板的现象。该实验箱已不能满足实验教学的需要。针对上述问题，根据实验室目前运行的实际情况，利用实验室现有的资源，本课题组研制了一款EDA/SoC数字系统设计实验开发系统。该实验开发系统采用台湾Terasic公司的FPGA开发板DE1-SoC为基础，扩展和丰富相关课程教学所需的对应外设，并围绕实验装置进行实验教学内容的设计，基本能满足数字电子技术、EDA技术、SOPC技术等课程的实验教学需求。1实验装置总体设计方案本项目以台湾Terasic公司的FPGA开发板DE1-SoC为核心，采用核心板加外设接口的模式进行设计。在参考传统数电、EDA实验箱和自制实验箱的基础上，结合CDIO工程教育思想，设计基于DE1-SoC的模块化实验平台，不仅满足传统数字逻辑芯片实验的要求，也能满足Verilog硬件描述语言的FPGA设计实验。整个系统设计框图如图1所示。整个系统由FPGA开发板DE1-SoC模块、FPGA核心开发板供电电源保护电路模块、逻辑电平输入输出模块、数码管显示、集成芯片插座模块、时钟模块以及供电电源等模块构成。电源模块提供3组独立直流电压接线柱：+5V、GND，-5V、GND，+3.3V、GND。数码管数字显示模块由2个独立的由显示译码器74LS48驱动的7段共阴数码管组成，可显示0~9共10个字符。TTL逻辑电平输出模块采用LED进行状态显示，提供10组TTL逻辑电平输出。TTL逻辑电平输入模块采用拨码开关控制，提供10组TTL逻辑电平输入。用红色LED表示输入逻辑电平为高，绿色LED...
