104學習精靈

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電子產品除了本身電子電路設計重要外，在印刷電路板上的佈線也是影響其商品性能、穩定性、競爭力的重要因素。Allegro為目前業界最常用的的電子電路計算機輔助設計軟體，在電工、電子、自動控制等各個領域得到了廣泛的應用，其強大的設計功能和全新的系統結構深受廣大電子設計工作者的喜愛。 本課程即是使用Allegro軟體，可以有效的進行電子電路設計與佈局，可以快速地將研究人員所設計電路進行實體化。同時，在課程第四階段，也針對電氣電子產品的電磁相容性（EMC電磁干擾EMI與電磁抗EMS的問題，說明在PCB 應該要如何佈線，才能通過CE/FCC等安規驗證。 教學方式 實戰教學，不是只教你軟體工具操作 本課程著重的不是在硬體架構與電子電路的細節，而是針對已經設計好的電路，讓它能夠在好的PCB環境下正確、快速而穏定地運作。課程以實作為主，並搭配TQC+電路佈線認證題庫作為實作演練題目 (CW102藍牙模組轉接板look for 3331255 640、CW202紅外線控制器)。以藍牙模組轉接板(Nordic nRF52832) 為例, 會從最一開始的閱讀腳位定義、電路設計繪圖及電路佈線，到最後產出PCB Gerber file。講師也會分享PCB生產的一些經驗，例如PCB送洗打樣前，該如何決定PCB規格及注意事項、連板/併板及後續除錯等，以實際工程上的狀況和學員們來進行分享。 學習目標 1. 熟悉Allegro PCB Editor電路佈線軟體的操作程序。 2. 了解Gerber file及零件尺寸的關係。 3. 熟悉SMD、through hole元件設計流程。 4. 能繪製電路圖並能自行建立元件庫。 5. 掌握佈線技巧及運用DRC檢查方法。 6. 了解EMC相關的測試項目&Layout，知道如何儘可能避免雜訊及電磁干擾的產生。 課程架構 一、OrCAD Capture電路圖繪製 繪製電路圖→對元件進行編號(Annotate the component )→執行DRC→產生Netlist檔案 1.OrCAD 電路圖專案建立 2.OrCAD自製元件庫及自製元件 3.OrCAD DRC 檢核 4.OrCAD產生網路表 二、Allegro PCB電路板佈線設計 載入Netlist→將footprint擺放位置 (Placement)→Routing (走線)→對Ground產生銅面(鋪銅)→執行DRC 1. Gerber 逆向工程 - Gerber file SMD元件分析 • 擷取Gerber file SMD元件的尺寸 • Padstack Editor 設計SMD元件 • SMD元件Gerber出圖 - through hole元件分析 • 擷取through hole元件的尺寸 • Padstack Editor 設計through hole元件 • through hole元件Gerber出圖 2. Pad Designer 焊點疊構設計 3. PCB footprint 零件設計 4. PCB editor 匯入網路表Netlist 5. 擺放零件Placement 6. PCB editor 設定佈線規則Design Rule 7. PCB editor 電路佈線、修線、舖銅 三、PCB電路板製造 設計結果產出並出圖 1. 轉出生產檔案 Manufacturing(Gerber file) 2. 自動文字面修整auto silkscreens 3. 各式報表之產生Reports 4. 轉出底片檔 Artwork 5. 鑽頭表之產生N/C legend ▪ 差動訊號之應用Differential Pair ▪ 等長線之應用 四、EMC電磁兼容性 電磁干擾防治設計，針對EMC電磁干擾EMI與電磁抗EMS的問題，說明在PCB 應該要如何佈線 1. EMC法規與測試項目介紹: EMI, EMS 2. EMC修改與防治對策 3. EMC Layout rule介紹 4. EMC案例檢討 五、其他實用技巧 DXF匯入/零件定位/金手指零件設計、客製化零件設計... 1. 4x4鍵盤設計 • DXF匯入 • Logo圖案設計 • 零件擺放與零件定位 2. 電路板擴充卡設計 • 金手指零件設計、客製化零件設計 • 繪製客製化電路板 3. 紅外線接收器（修改電路板零件） • 匯出圖面零件庫 • 修改零件Padstack • 零件高度設定 • 置換圖面零件 • 對齊零件 • 產生模組化佈線樣板 • 露銅吃錫 4. LCD人機控制介面 • 區域佈線規則定義 • 差動線設定與佈線 • 等長線設定與佈線分析

學程概要 AI人工智慧的機器學習與深度學習、5G傳輸速度提升到10Gbps、無人駕駛汽車要求網路延遲時間小於1ms，這些都已無法再仰賴CPU計算來達成了... 與此同時，為了彌補雲端運算上頻寬、延遲、儲存、資安等侷限，邊緣運算應運而生，終端裝置被賦予了執行運算的能力，AI讓硬體的重要性再次被看見！ 為了實現更高的運算效能與功耗性能、更低的延遲、更高的安全性，以及用更短的開發週期， FPGA 扮演著關鍵性的角色！ 艾鍗學院特別邀請具有16年以上FPGA開發經驗的資深工程師，精心規劃「FPGA數位IC設計實戰」課程。本課程著重於實作訓練，使用Intel(Altera) FPGA SoC 實驗平台進行主題式的單元實驗。 課程分成三個階段，第一階段說明FPGA設計架構、Verilog語法、並行運算處理與有限狀態機設計TestBench及功能。第二階段實作FPGA I/O訊號處理與一般序列通訊設計，包含UART、SPI、I2C，以及訊號時序分析與模擬等。此外，為因應5G物聯網趨勢，我們獨家安排了一個FPGA專題製作，說明Gigabit Ethernet 的MII 界面與如何設計Gigabit Ethernet Switch。 第三階段將說明如何設計一個基於硬核ARM Cortex-A的SoC FPGA的嵌入式系統晶片的解決方案。課程包含SoC FPGA晶片硬體設計，利用Intel Qsys整合軟體設計SoC system、在SoC上讀取/控制FPGA上的IP，並教你如何編寫Driver建構出基本的SoC FPGA嵌入式系統軟體。 Why SoC FPGA? 為什麼要選用SoC FPGA？現今，嵌入式系統晶片開發人員必須應對激烈的市場挑戰，被要求更高的單位功耗性能/運算效能、更低的時延以及更短的開發週期，以滿足各種市場需求，因此基於FPGA的SoC已成為最流行且可能的解決方案。簡單來說，SoC FPGA架構在FPGA可程式邏輯晶片嵌入了一個「硬核」處理器系統-- SoC(包含ARM處理器、記憶體控制器、I/O週邊)。在SoC FPGA 架構下，可以彈性的設計，單純使用ARM SoC、僅使用FPGA或兩者結合使用。當兩者結合使用時，FPGA可以作為ARM週邊的角色，針對大量且須經複雜運算的資料，如數據資料、影像訊號、聲音訊號等，可利用FPGA 硬體並行運算能力設計演算法追求最佳效能。因此，利用SoC FPGA 架構所設計的嵌入式平台，不僅可以突顯產品優勢，在價格和性能方面都可以達到最優水平，更重要的是產品能夠及時上市，搶先一步拿下市場與客戶。 學習目標 1、能夠寫出語意精準的Verilog程式與好用的testbench。 2、以業界的角度實作訓練，養成數位電路設計與數位訊號處理能力。 3、了解如何使用 Intel® Quartus® Prime Lite Edition 進行 intel Cyclone V FPGA 設計。 4、能夠掌握Debug技巧，活用Debug Tool，讓Debug更加快速有效率。 5、使具備Gigabit Ethernet MAC與PHY網路通訊界面處理的能力，進而能夠用FPGA實現一個Ethernet Frame。 6、了解 Intel® SoC FPGA Embedded Development Suite(SoC EDS)設計流程並利用 Linux Driver 來控制自行設計的 IP。 7、掌握基於ARM的SoC FPGA硬核解決方案，能夠運用工具做IP整合與系統驗證，設計你的SoC FPGA晶片。 章節架構 第一階段 Verilog硬體描述語言 ● FPGA 技術簡介 - FPGA 硬體架構 - CPLD vs.FPGA - 晶片功能與技術規格解讀 ● Intel Cyclone V FPGA 晶片介紹 ● Intel SoC FPGA 解決方案 ● Intel Quartus Prime FPGA設計工具使用 (1) - 軟體安裝 - 建立新專案 - 編譯 & 合成 ● HDL硬體描述語言(部份講義預覽) - Verilog 基本程式結構與語法說明 - 組合邏輯設計 - 同步邏輯設計 - 訊號取樣設計 - Cock dividing - 模組化設計方式與參數傳遞 - Timing constraint 時序限制 - FSM 有限狀態機設計 ● Verilog 應用練習-Digital Counter 第二階段 FPGA 晶片設計實作 ● DE10-Nano Kit開發板介紹 ● Intel Quartus Prime FPGA 設計工具使用 (2) - Pin Assignment - 加入 Intel's IP 使用MegaWizard (PLL, RAM, ROM,FIFO, …) - 燒錄code ● 設計除錯:使用SignalTap II Logic Analyzer ● 設計除錯:使用SignalProbe ● 設計除錯:訊號時序分析TimeQuest Timing Analyzer&SDC (Synopsis Design Constraints) ● 設計除錯:使用 ModelSim模擬 ● IP實作及UART通訊實驗 ● IP實作及SPI通訊實驗 ● IP實作及I2C通訊實驗 ● Intel Avalon Bus Interface Protocol ● Gigabit Ethernet 專題製作 -整合Ethernet MAC( Medium Access Controller) - 連接Gigabit PYH的 MII 界面說明 - Lab: 設計FPGA電路,控制MII 產生Ethernet Frame - Lab: 透過FPGA電路,控制MII 側錄Ethernet Frame

對於想要快速上手MCU的學習者，此課程使用WengPic實驗板內建函式，讓你可以快速上手！對於有專題設計的需求者，此MCU課程提供明確乾淨的單元規劃，以及良好範例程式參考。這門MCU課程也適合有驅動程式設計需求的學員，課程會帶你看懂Datasheet，去整理、定義嵌入式程式設計技巧。 學習目標 1.熟悉微控制器一般常用I/O控制與電路設計，如Timer、PWM、ADC、LCD、RTC等 2.熟悉微控制器常用通訊模組，如RS232、I2C、SPI等 3.依原廠Datasheet的說明，從波形與時序關係，逐行引領學員完成驅動 章節架構 Part1-Weng PIC函式庫介紹＆開發環境建立 ► Weng PIC函式庫介紹　＆　開發環境建立 ► Weng pic開發模組 ► 套件包資料夾介紹 ► MPLAB操作說明 ► 軟體更新操作 ► 燒錄操作 ► LCD函式庫練習 ► button函式庫練習 ► 電位器函式庫練習 ► 繼電器函式庫練習 ► 2.4G RF函式庫練習 Part2-GPIO控制 ► GPIO電路的基本需求 ► PIC18IO埠 ► PIC18F46J50_DataSheet Part3-Button視覺化及狀態圖 ► 視覺化思考與狀態圖 ► 狀態關聯的循環圖 ► 狀態+數位訊號>反應 ► 訊號分析 ► 狀態圖轉換成C語言 ► button實作01 ► 增加歸零功能及其分析 ► 增加連按兩下功能及其狀態分析 Part4-LCD實驗 ► 記憶體配置 ► LCD控制器 ► LCD接腳關係 ► 4位元轉換範例 ► Datasheet_HD44780U ► LCD實作 ► LCD_print位置控制 Part5-ADC實驗 ► 10bit_AD轉換 ► IC內部訊號時序圖 ► AD模組操作 ► 規劃AD模組及使用 ► AD模組操作順序步驟 ► ADC實作 Part6-中斷控制實驗 ► 中斷程式 ► 中斷功能 ► CCP之Compare模式 ► interrupt實作 Part7-Capture:紅外線接收器解碼 ► 紅外線接收模組 ► Capture mode設定 ► 紅外線接收訊號 ► 紅外線功能實作 Part8-PWM調節與控制 ► CCP之PWM模式 ► 頻率與工作週期關係 ► 晶片運作說明 ► CCP暫存器 ► 設定PWM模式與規劃 ► 複製專案的方法 ► PWM練習 Part9-UART與PC端 ► 非同步串列傳輸 ► EUSART傳送方塊圖 ► EUSART接收方塊圖 ► 鮑率計算 ► 非同步傳輸時序圖 ► 傳送接收處理 ► UART傳送_練習 Part10-I2C EEPROM操作 ► I2C控制碼 ► I2C接腳定義 ► I2C練習 ► EEPRO資料寫入操作 ► EEPRO資料讀取操作 Part11-PC端C#圖控介面實作 ► WinMerge軟體操作 ► 除錯訊息_條件式 ► C#開啟UART ► C#圖控介面實作 Part12-SPI控制CC2500 RF無線通訊 ► CC2500驅動程式設計 ► CC2500暫存器 ► CC2500_strobe練習 ► 設定CC2500發射功率 ► CC2500狀態機 ► 封包傳送 ► 封包接收 ► 封包切換傳送與接收 ► 主程式總整理

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本課程以做中學（Learning by doing）為原則，課程將深入淺出介紹 QGIS 以及相關地理資訊系統觀念，從空間數據搜集、整理、分析到資料視覺化，幫助您學會QGIS基本應用，並活用於自己的專業。