一种多功能EDA在线实验系统技术方案

一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：包括底板、大功率电源、外壳、数据采集板、主机板、远程通信板、独立子模块、信号发生模块以及触摸屏，所述主机板、信号发生模块、触摸屏、独立子模块安装在所述底板正面，所述数据采集板和所述远程通信板安装在所述底板背面，所述底板放置在外壳上，由四角及左右边框中间的六颗螺丝钉固定，所述大功率电源放置在外壳内部。所述数据采集板使用FPGA，通过总线轮询方式对各个子模块的数据进行动态采集，所述远程通信模块使用ARM，通过互联网与云服务器进行数据传输，所述的底板通过功能码对所述的独立子模块进行自动识别。本发明专利技术主机板可搭载多种类芯片，可用于FPGA实验、数字IC前端验证实验、单片机实验、DSP实验，功能丰富；嵌入ARM处理器，通过互联网与云服务器进行数据传输，支持本地和远程两种实验方式，可进行在线实验。可进行在线实验。可进行在线实验。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能EDA在线实验系统


[0001]本专利技术涉及电子实验教学领域，尤其涉及一种多功能EDA在线实验系统。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的发展、国家对智慧校园的建设大力支持、教育改革、新冠疫情以及其他当今社会大环境的驱使，校园信息化建设呈现智能化、应用多样化发展趋势，多种技术和应用交叉渗透至校园生活的各个方面，全面的智慧校园时代已经到来。
[0003]按照教育部要求以及教学指标，全国各高校本校电子类相关专业都要求开设专业相关实验，并要求本专业学生按课程目标进行实验。但是由于部分高校实验设施老旧、实验设备数量不够以及疫情频发等原因无法顺利开展实验，导致各高校学生无法良好的掌握实验知识及技能。当前的传统实验系统存在实验内容不能根据用户需求自定义，实验硬件平台不能兼容多门课程和实验场景的问题，线上实验教学时教师不能远程实时查看学生实验操作情况，不能有效地了解学生学习进度和学习效果。同时网络化的教学过程管理功能，例如在线签到、评分、批改报告等功能，可以有效提高教学效率。
[0004]针对以上问题，急需一个支持多种实验方式、支持教师远程线上指导及教学过程管理功能的实验系统来解决传统电子实验教学领域的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于克服现有技术的不足，公开了一种多功能EDA在线实验系统，其支持远程和本地两种实验方式，可用于FPGA实验、数字IC前端验证实验、单片机实验以及DSP实验，支持实验数据的远程自动上传，支持对实验系统子模块的远程线上交互式控制，解决了传统电子实验教学领域缺少此类多功能在线实验系统的问题。
[0006]本专利技术提供了一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：包括底板、大功率电源、外壳、数据采集板、主机板、远程通信板、独立子模块、信号发生模块、触摸屏、收纳抽屉以及风扇，所述主机板、信号发生模块、触摸屏、独立子模块安装在所述底板正面，所述数据采集板和所述远程通信板安装在所述底板背面，所述底板放置在外壳上，由四角及左右边框中间的六颗螺丝钉固定，所述电源、收纳抽屉和风扇位于外壳内部；所述主机板支持FPGA系列主机板、单片机系列主机板、DSP系列主机板；所述数据采集板使用FPGA芯片，通过总线轮询方式对各个子模块的数据进行动态采集，所述远程通信模块使用ARM，通过互联网与云服务器进行数据传输，所述的底板通过功能码对所述的独立子模块进行模块的身份识别，每个子模块有且仅有一个功能码。
[0007]本专利技术提供了一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：所述的底板设计为矩形，底板上方设计了3*3的模块矩阵，所述的模块矩阵的第一列和第三列是实验子模块放置区，第七单元放置所述的触摸屏，用于控制底板的工作状态，第二列第三行模块为信号发生模块，可以用于生成不频率、幅度和相位的的方波和正弦波信号。
[0008]本专利技术提供了一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：所述的独立子模块设计
为矩形，模块集成有功能区、功能码、接线端子和LED电源指示灯四个部分，功能区由电阻、电容、LED灯、数码管、LED灯阵、按键等多种电子元器件集成，功能码用来识别模块身份信息，每个子模块有且仅有一个功能码，接线端子若干。
[0009]本专利技术提供了一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：在所述的底板表面及独立子模块上均设有两个接口连接器，所述连接器为接线端子，所述底板采用向上的接线端子，在所述的底板上设有HDMI接口、网线接口、电源接口、USB接口，所述的底板采用多通道分时复用的总线结构，共四组总线，两组数据线，一组回读线，一组虚拟总现，数据总线和回读总线为十六位，虚拟总线为八位实现数据自动采集以及教师对系统的远程控制。
[0010]本专利技术提供了一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：所述的一种多功能EDA在线实验系统搭配自主设计的基于B/S架构的前台系统，教师通过浏览器访问前台系统可以远程线上指导实验，系统还支持故障模拟；所述的教学过程管理功能包括签到、评分、批改报告、实时查看学生实验进度；系统实时的抓取学生的实验状况并保存在云服务器中，教师可通过浏览器查看学生实验过程，实时掌握学生的学习情况，对学生进行监督；学生实验完毕后，系统自动对实验结果进行保存，并将实验结果通过电子签名的方式进行标注保存到云服务器中，教师可以查看实验结果并进行打分。
[0011]本专利技术具有的有效意义：1.多功能。支持多种微处理器及电子类实验，包括FPGA实验、数字IC前端测试实验、数字电路实验、单片机实验以及DSP实验。2.支持本地和远程两种实验方式，支持教师对实验系统子模块的远程线上交互式控制及教学过程管理功能。本实验系统支持教师线上远程指导学生实验、支持教师实时查看学生实验数据及实验结果、支持教学过程管理功能，便于教师评估教学效果，有利于提高教学质量。
附图说明
[0012]图1是实验箱硬件的爆炸图；图2是系统整体框图；图3是EDA实验箱子模块整体布局图；图4是EDA实验箱底板单元分布；图5是教师远程在线指导实验流程图。
[0013]图中：1、 底板；2、大功率电源；3、外壳；4、远程通信板；5、主机板；6、数据采集板；7、信号发生模块；8、触摸屏；9、HDMI接口；10、电源按键；11、网线接口；12、电源接口；13、USB接口；14、通风孔；15、风扇；16、收纳抽屉；17、嵌入式把手；18、拨码开关；19、贴片按键；20、蜂鸣器；21；螺丝；22、底板插座；23、接线端子；24、安装孔；25、主机板芯片；26、FPGA芯片；27、ARM芯片；28、独立子模块；29、功能区；30、功能码；31、LED电源指示灯；32、子板插座；33、第一单元；34、第七单元；35、第四单元；36、第二单元；37、第八单元；38、第五单元；39、第三单元；40、第九单元；41、第六单元；42、滑道。
具体实施方式
[0014]为更进一步阐述本专利技术为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，本专利技术所描述
的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]如图1所示，一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：包括底板1、大功率电源2、外壳3、数据采集板6、主机板4、远程通信板5、独立子模块28、信号发生模块7、触摸屏8、收纳抽屉16以及风扇15，所述主机板4、信号发生模块7、触摸屏8、独立子模块28安装在所述底板1正面，所述数据采集板6和所述远程通信板5安装在所述底板1背面，所述底板1放置在外壳3上，由四角及左右边框中间的六颗螺丝21固定，所述电源2、收纳抽屉16和风扇15位于外壳3内部；所述主机板5支持FPGA系列主机板、单片机系列主机板、DSP系列主机板；所述数据采集板6使用FPGA芯片26，通过总线轮询方式对各个子模块28的数据进行动态采集，所述远程通信模块4使用ARM芯片27，通过互联网与云服务器进行数据传输，所述的底板1通过功能码30对所述的独立子模块28进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：包括底板、大功率电源、外壳、数据采集板、主机板、远程通信板、独立子模块、信号发生模块、触摸屏、收纳抽屉以及风扇，所述主机板、信号发生模块、触摸屏、独立子模块安装在所述底板正面，所述数据采集板和所述远程通信板安装在所述底板背面，所述底板放置在外壳上，由四角及左右边框中间的六颗螺丝钉固定，所述电源、收纳抽屉和风扇位于外壳内部；所述主机板支持FPGA系列主机板、单片机系列主机板、DSP系列主机板；所述数据采集板使用FPGA芯片，通过总线轮询方式对各个子模块的数据进行动态采集，所述远程通信模块使用ARM，通过互联网与云服务器进行数据传输，所述的底板通过功能码对所述的独立子模块进行模块的身份识别，每个子模块有且仅有一个功能码。2.据权利要求1所述的一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：所述的底板设计为矩形，底板上方设计了3*3的模块矩阵，所述的模块矩阵的第一列和第三列是实验子模块放置区，第七单元模块矩阵放置所述的触摸屏，用于控制底板的工作状态，第九单元放置信号发生模块，可以用于生成不频率的方波和正弦波信号。3.据权利要求1所述的一种多功能EDA在线实验系统，其特征在于：所述的独立子模块设计为矩形，模块集成有功能区、功能码、接线端子和L...

【专利技术属性】
技术研发人员：林连冬，蓝润泽，于化男，
申请(专利权)人：林连冬，
类型：发明
国别省市：