大作业 - 0 基于树莓派的远程实验平台

项目假想结构图

项目背景

经过了逻辑与组成两门课的历练，又迎来了这学期的体系结构，对于学校的硬件实验室，大家想必都不陌生。但是，正因为如此，硬件实验室的一些情况一直在困扰着我们。

• 硬件实验室开放时间短

硬件实验室有固定的开放时间，通常为周一至周五。除此之外，学生难以接触到硬件实验平台。一方面限制了学生的发挥，另一方面也提高了教学的难度。

• 仪器的损耗

做实验的时候经常出现这样一种情况，在某块板子上错误的程序，在另外一块板子上成功运行。板子的损坏并不能直接表现在外表上，而这也在一定程度上耗费了实验者的时间。

此时，或许我们可以做一些什么来改变一下这个情况。

项目构想

硬件课的实验的理想情况自然是有一块永不损坏的板子，不过，自然是不可能的了。那么，如果我们能够在一定程度上实现永不损坏呢？

首先，需要思考的是为何器材会坏。结合这几学期的经验，实验仪器的损耗主要是在仪器的误操作上，如频繁开关电源等。而这种操作对作为新手的学生来说再正常不过了。

换句话说，学生对于实验板的操作权限过大了。

学生使用板子主要是重复这样几个步骤，下载生成的bit文件，在板子上进行操作，观察运行结果。直接落到实处的操作容易带来危险，我们何不尝试着将上述几个操作从实验板上进行抽象、剥离，以服务的方式提供给用户，或许能够避免实验板的误操作。

实际上，剥离了相关操作之后还有一些附加的好处，比如说用户可以远程对板子进行操作。而这，也扩展了用户使用板子的时间。

技术方案

• 通过网页将综合生成的 bit 文件上传至服务器。
• 服务器通过树莓派将bit文件下载至FPGA开发板。
• 树莓派的 GPIO 接口与 FPGA 开发板的 PMOD 接口相连，作为输入。
• 树莓派通过摄像头将 FPGA 开发板的实时状态反馈给用户。

团队分工

黄哲远负责网页前端 ，我负责后端，田黄石和陈昊喆负责FPGA。

项目主页 https://github.com/All-less/exotic-experiment