随着电子设计技术的不断发展和现场可编程逻辑门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)器件的集成度不断提高,片上可编程系统SOPC(System On Programmable Chip)技术逐渐成为电子设计自动化EDA(Electronic Design Automation)技术发展的新方向。本课题研究的目的是设计一种适用于本科教学的SOPC实验教学系统方案,并使该方案能够充分体现系统性和实用性特点。本文在对FPGA芯片和实验教学系统认真分析的基础上,制定了基于SOPC技术的实现方案,并分别对该系统硬件电路设计、软件实验项目设计和仿真验证等进行了详细介绍。硬件电路采用Altera公司的Cyclone系列芯片EP1C12Q240为核心芯片,外接存储器模块、输入输出模块、时钟电路模块、各种接口模块、电源模块和传感器模块;软件实验项目分为基础实验项目设计、综合设计实验项目和创新实验项目,并分别对实验实例进行了仿真验证,设计输入采用原理图输入法和硬件描述语言文本输入法。本研究设计的实验教学系统方案与以往的方案相比较,具有软硬件在系统可编程的功能,灵活的设计方式,可升级,可裁减,可靠性高,成本低;软件实验项目具有从简单到复杂、从基础性实验逐步向自主创新性实验延伸的特色,使接受该实验训练的学生能够较快地掌握FPGA的设计方法,充分调动学生自主创新的主观能动性,进而最大限度地提高学生的学习兴趣,培养学生的自主创新能力。