KX康芯电子

本设备为一款多架构兼容、可动态重构的FPGA综合教学实训平台，集成Intel、安路、高云三大主流核心方案，兼顾进口芯片稳定教学与国产芯片替代教改需求。平台搭载动态可重构IO实验主体电路，搭配标准化可插拔拓展模块，集基础数字电路实训、时序逻辑开发、人机交互、信号处理、运动控制、综合系统设计于一体。整体采用模块化免排线架构，硬件资源丰富、功能可灵活配置、拓展性强，适配高校电子信息、通信、自动化等专业阶梯式教学、实训考核、科创竞赛及毕业设计研发使用。

2、核心特色优势

（1）多芯片架构兼容，适配国产化教学改革。设备同时支持altera、AMD进口、安路、高云国产FPGA核心板自由切换，标配进口、选配国产，覆盖传统教学与国产替代教改双向需求，适配课堂实训、创新研发、竞赛开发、毕业设计等各类应用场景，硬件通用性与设备复用率极高。

（2）动态IO可重构，一机实现多电路实训。搭载64组动态可配置IO与11套内置实验电路，无需改动硬件接线即可完成多种数字、时序电路模式切换，支持最高32位高速并行输入输出，单设备替代多台传统固定式实训设备，大幅节约实验室场地与采购成本。

（3）功能模式全覆盖，实训层级完整。板载数码管、LED、按键、时钟系统均支持多工作模式切换，搭配LCD可视化显示、PS/2交互、温度检测、蜂鸣器等外设，可完成从基础逻辑验证到高阶综合系统设计的全流程实验，教学覆盖度广、适配难度梯度完整。

（4）硬件配置扎实，运行稳定可靠。全系核心板标配64Mbit掉电存储、50M高精度时钟、集成高速下载电路与串口通信，芯片逻辑、存储、IO资源充裕，可稳定运行中小型及大型工程项目；设备采用独立USB供电、成熟工业电路设计，抗干扰能力强，适配长期高频次教学使用。

（5）模块化免线拓展，迭代升级便捷。整机配备多组标准40芯免排线扩展插座，所有拓展模块可快速插拔固定、随心更换。标配模块满足常规教学，选配模块支撑进阶研发，同时支持用户自制模块拓展，硬件平台可长期迭代复用，生命周期长。

（6）可视化直观调试，降低教学门槛。搭载1.77寸高清显示屏，实时显示电路工作模式、32位十六进制信号、时钟频率等核心参数，实训过程可视化、问题定位直观化，有效降低学生学习难度，显著提升课堂教学与自主开发效率。

（一）FPGA核心板（兼容国产高云、安路、Intel）

1、Intel核心板（标配）

主控芯片：FPGA Cyclone 10CL006F256

下载配置：板载USB-Blaster集成下载器，支持程序高速烧录下载

存储配置：配备64Mbit串行存储器、EPCS16掉电配置器件，支持程序掉电保存

时钟资源：板载50M高精度标准时钟源

人机资源：4组LED状态指示灯、4组非消抖独立按键

拓展接口：4组40芯扩展座，共计144路IO拓展引脚

外设功能：集成USB-UART串口通信、TF卡存储卡座，满足各类基础及进阶实训开发

2、安路国产核心板（选配）

主控芯片：国产EG4系列 EG4S20BG256

芯片资源：LUT资源19600个、寄存器156800个、BRAM容量1088Kbit

下载配置：板载USB Cable集成高速下载器

硬件配置：自带独立电源开关，设备启停管控便捷

存储配置：标配64Mbit掉电配置串行FLASH，保障工程程序断电留存

时钟资源：板载50M标准工作时钟源

人机资源：4组LED状态指示灯、4组非消抖独立按键

拓展接口：5组40芯扩展座，共计160路IO拓展引脚

外设功能：集成USB-UART串口通信、TF卡存储卡座，外设配置齐全

3、高云国产核心板（选配）

主控芯片：国产晨曦家族 GW2A-LV18

芯片资源：LUT4：20736个、寄存器：15552个；S-SRAM：41472bit、B-SRAM总容量828Kbit、B-SRAM共计46个

下载配置：板载USB Cable集成高速下载器

硬件配置：自带独立电源开关，操作安全便捷

存储配置：标配64Mbit掉电配置串行FLASH，稳定保存工程文件

时钟资源：板载50M高精度标准时钟源

人机资源：4组LED状态指示灯、4组非消抖独立按键

拓展接口：5组40芯扩展座，共计160路IO拓展引脚

外设功能：集成USB-UART串口通信、TF卡存储卡座，适配多场景实训开发

（二）动态配置IO-可重构实验电路结构功能模块

1、硬件资源配置：搭载不少于64组可动态配置IO，内置11套差异化实验电路结构，板载8组数码管、20组LED、8组功能按键，硬件实训资源丰富完备。

2、动态重构功能：64组IO可适配11种不同电路工作模式，各模式对应独立IO锁定位置，可灵活动态调配硬件资源。依托11套电路结构，可实现数码管、LED、按键、时钟频率的多功能切换，设备最大可支持同时输入输出32位二进制数值。

3、数码管工作模式：支持静态显示、动态扫描显示两种基础模式，可自由切换自动译码式、七段译码式、动态扫描式等多种电路工作形态，覆盖各类数码管驱动实训项目。

4、LED灯控模式：配备12组可配置LED，支持并行式、串行式、3组4位分组式、二进制累加式多种工作模式，满足各类逻辑控制、时序显示实验开发。

5、按键功能配置：8组按键支持消抖、非消抖模式自由切换，可适配高低电平触发、单脉冲输出、琴键触发、串行输入、单键四位输入等多种功能，8组按键协同工作可实现32位二进制信号同步输入。

6、时钟与复位配置：内置20档可调时钟频率，调节范围0.5Hz-50MHz，配备独立频率选择按键、独立系统复位按键，参数调节与设备复位操作简单直观。

7、可视化显示功能：搭载1.77寸LCD显示屏，可实时展示当前电路工作模式、32位16进制输入信号、当前选定时钟频率，可视化调试大幅降低实训难度，提升开发效率。

8、板载拓展外设：标配2组PS/2接口、有源蜂鸣器、温度传感器模块，丰富外设支撑人机交互、传感检测等拓展实训项目。

9、供电与通信：配置独立USB供电接口，可实现单模块独立供电，同时集成串口通信功能，设备调试稳定、接线简洁、使用便捷。

（三）基础扩展部分

设备配备7组标准40芯可插拔扩展板插座，支持各类拓展模块快速对位插接、固定安装，无需额外排线转接，拆装便捷、连接稳固，可灵活更换不同功能模块，适配多样化实训与创新开发需求。

（四）标配拓展模块

1、16×16 LED点阵模块：支持点阵动态显示、图形字符滚动、点阵创意逻辑设计等实训项目。

2、VGA+PS/2+SD三合一模块：集成图像显示、键鼠人机交互、数据存储读写功能，适配可视化界面开发与数据处理实验。

3、7寸TFT电容触摸屏模块：支持高清画面显示、多点触控交互，满足触控界面设计、人机交互系统开发实训。

4、直流电机+步进电机驱动模块：可完成电机调速、正反转控制、步进精准定位等运动控制类实验。

5、12组流水灯+四组四色交通灯模块：适配流水灯逻辑控制、交通灯时序逻辑系统设计等基础时序电路实训。

（五）选配拓展模块

1、ADC+DAC信号采集转换系列模块：支撑模拟信号采集、数模转换、模数转换、信号处理等进阶实验。

2、多功能电机模块：可拓展各类特种电机驱动、精准运动控制等高阶实训项目。

3、定制键盘交互模块：适配矩阵键盘、自定义按键交互等人机交互拓展开发。

4、全系列液晶触摸屏幕模块：可按需选配不同尺寸、不同功能的液晶显示模块，适配多样化可视化开发场景。

5、支持自主拓展各类自制功能模块，可满足科创竞赛、毕业设计、创新项目研发等多元化个性化开发需求。

（六）配套实验项目

依托整套FPGA硬件平台及各类拓展模块，可开展全层级、系统化实训实验，涵盖：数字逻辑基础实验、组合逻辑电路实验、时序逻辑电路实验、可重构IO动态配置实验、数码管与LED显示控制实验、按键消抖与信号触发实验、时钟频率调试实验、LCD可视化显示实验、PS/2键鼠交互实验、温度传感检测实验、蜂鸣器发声控制实验、点阵图形字符设计实验、VGA图像显示实验、SD卡数据存储实验、触摸屏交互开发实验、流水灯与交通灯时序系统设计实验、电机调速与精准定位控制实验、AD/DA信号采集与转换实验、串口通信实训、综合数字系统设计、科创创新项目开发等，全面适配高职、本科阶梯式教学体系与竞赛研发需求。

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