LabsLand ist ein globales Netzwerk realer Labore, die online verfügbar sind. Schüler (in Schulen, Universitäten und Plattformen für lebenslanges Lernen) können über das Internet auf die echten Labore zugreifen, indem sie ihren Laptop, ihr Tablet oder ihr Telefon verwenden.

Die Labore sind entweder in Echtzeit (Arduino, FPGAs...) zugänglich und befinden sich in verschiedenen Universitäten auf der ganzen Welt. In bestimmten Bereichen (Physik, Biologie, Chemie) sind die Labore LabsLand Ultrakonkurrierende Labore, sodass die Universität alle potenziellen Kombinationen dessen, was im Labor getan werden kann (in einigen Fällen mehrere Tausend), aufgezeichnet hat und interaktiv verfügbar macht.

In jedem Fall ist das Labor immer real (nicht simuliert) und über das Web zugänglich (Sie müssen keine Hardware anschaffen, sich um Versand kümmern usw.).

Sehen Sie sich im folgenden Video an, wie eine typische Benutzersitzung funktioniert:

Dieses Labor ermöglicht es Ihnen, grundlegende Digitalelektronik zu lernen.

Sie werden in der Lage sein, kombinatorische Systeme zu entwerfen, indem Sie eine Wahrheitstabelle erstellen und ausfüllen, die Boolesche Algebra verwenden, Karnaugh–Veitch (KV- oder VK-) Karten erstellen und die von Ihnen erstellten Systeme in echter Fernhardware (Intel FPGAs) ausprobieren.

Zusammenfassung

Das Digital Trainer Labor ist für Studenten konzipiert, die mit digitaler Logik, Wahrheitstabellen und Bool'scher Algebra beginnen.

Während der Aktivität sieht der Student ein Intel FPGA, das eine Reihe einfacher Wahrheitstabellen implementiert. Der Student kann mit den FPGA-Geräten interagieren, um die Eingaben des Systems über Schalter zu variieren und die Ausgaben über LEDs zu beobachten. Die Herausforderung besteht darin, zu bestimmen, welchen logischen Operator das FPGA in jedem Fall implementiert (z.B. UND, NAND...).

 

Weitere Details

Die Aktivität ist so gestaltet, dass sie relativ einfach und unkompliziert ist, gleichzeitig aber auch ansprechend für die Studenten. Sie ist spielerisch gestaltet und basiert auf echter Hardware (FPGA). Auf diese Weise ist sie nicht nur nützlich, um in die digitale Logik einzuführen und Vertrautheit damit zu erlangen, sondern sie ermöglicht es den Studenten auch, erste Einblicke in die zukünftige Nutzung dieses Wissens zu bekommen, indem sie auf oberflächliche Weise mit FPGA-Geräten interagieren, wie sie auch in der Industrie verwendet werden.

Die Interaktion mit den FPGA-Geräten fügt keine Komplexität hinzu, da die Studenten sie nicht programmieren müssen; sie implementieren bereits eine Black-Box-Logik (was genau der Punkt der Aktivität ist).

Das Labor basiert ursprünglich auf einer Aktivität, die die Intel Corporation häufig in ihren Seminaren durchführt, sowohl praktisch als auch remote, unter Verwendung ihrer Intel DE1-SoC, Intel DE2-115 oder anderer Typen von FPGAs.

Lernen Sie Hardware-Design mit echten FPGAs!

In diesem Labor können Sie lernen, wie man mit zwei Hardware-Design-Sprachen programmiert: VHDL oder Verilog, und Ihren Code auf einer unserer vielen verfügbaren Boards testen. Jedes FPGA hat eine Reihe von bereits vorhandenen Komponenten, wie z.B. 10 LEDs, 6 7-Segment-Anzeigen oder mehrere Uhren. Zusätzlich haben Sie Zugriff auf 10 virtuelle Schalter und 4 virtuelle Tasten, die Sie in Ihrem Design verwenden können und die Sie sehen, wenn Sie mit der echten Hardware interagieren.

Sobald Sie Ihren Code synthetisieren, wird Ihnen ein bestimmtes Board zugewiesen (wie Terasic DE2-115 oder Terasic DE1-SoC oder andere), und Sie können Ihren Code auf eines der verfügbaren Boards senden und die Schalter ein- und ausschalten oder die Tasten drücken und sehen, wie sich Ihr Design verhält. Die Boards befinden sich in verschiedenen Universitäten, wie Sie sehen werden, wenn Sie jedes Board nutzen.

In diesem Labor benötigen Sie keine Software oder Hardware, die auf Ihrem Computer, Tablet oder Telefon installiert ist.

Schreiben und kompilieren Sie Ihren Entwurf im Browser und testen Sie ihn auf einem echten DE1-SoC. Beobachten Sie die LEDs und Siebensegmentanzeigen über die Livekamera und bedienen Sie die virtuellen Schalter und Tasten.

Wählen Sie für UART die Standardoberfläche und aktivieren Sie vor dem Start das serielle UART-Terminal. UART-Sitzungen verwenden kompatible Platinen.

Erstellen und kompilieren Sie Ihren FPGA-Entwurf in Quartus und laden Sie die .sof-Datei hier hoch. Wählen Sie die Standardoberfläche für den direkten Zugang oder vor dem Start eine andere Oberfläche für weitere verfügbare Bedienelemente und Simulationen.

Wählen Sie für UART die Standardoberfläche und aktivieren Sie vor dem Start das serielle UART-Terminal. UART-Sitzungen verwenden kompatible Platinen.

Lernen Sie Hardware-Design mit FPGAs mithilfe des Terasic DE2-115!

In diesem Labor können Sie lernen, wie man mit zwei Hardware-Design-Sprachen programmiert: VHDL oder Verilog, und Ihren Code in einem echten Terasic DE2-115 FPGA testen. Das FPGA verfügt über eine Reihe von bereits platzierten Komponenten, wie 18 rote LEDs, 9 grüne LEDs, 8 7-Segment-Anzeigen, mehrere Uhren. Darüber hinaus haben Sie Zugriff auf 18 virtuelle Schalter und 4 virtuelle Tasten, die Sie in Ihrem Design verwenden können und die Sie sehen werden, wenn Sie mit der echten Hardware interagieren. Auf diese Weise können Sie die Schalter ein- und ausschalten oder die Tasten drücken und sehen, wie Ihr Design reagiert. Die Boards befinden sich in verschiedenen Universitäten, wie Sie sehen werden, wenn Sie jedes Board verwenden.

In diesem Labor benötigen Sie keine Software oder Hardware, die auf Ihrem Computer, Tablet oder Telefon installiert ist.

Lernen Sie Hardware-Design mit FPGAs unter Verwendung der Terasic DE2-115!

In diesem Labor können Sie lernen, wie man mit zwei Hardware-Design-Sprachen programmiert: VHDL oder Verilog, und Ihren Code in einem echten Terasic DE2-115 FPGA testen. Das FPGA verfügt über eine Reihe von bereits platzierten Komponenten, wie z.B. LEDs, 7-Segment-Anzeigen oder multiple Uhren. Außerdem haben Sie Zugang zu 18 virtuellen Schaltern und 4 virtuellen Tasten, die Sie in Ihrem Design verwenden können und die Sie beim Interagieren mit der echten Hardware sehen werden. Auf diese Weise können Sie die Schalter ein- und ausschalten oder die Tasten drücken und sehen, wie Ihr Design reagiert. Die Platinen befinden sich an verschiedenen Universitäten, wie Sie sehen werden, wenn Sie jede Platine verwenden.

In diesem Labor benötigen Sie keine Software oder Hardware, die auf Ihrem Computer, Tablet oder Telefon installiert ist.

Dieses Labor verwendet das fest vorgegebene Nios-V-System von FPGAcademy. Laden Sie ELF-Programme hoch oder schreiben Sie C- oder RISC-V-Assemblercode im Browser. Die FPGA-Konfiguration wird bereitgestellt. Das Startprogramm kopiert NSW0–NSW9 auf LEDR0–LEDR9.

FPGAcademy · DE1-SoC Computer · Nios V (PDF)