随着微电子技术的飞速发展,FPGA (Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)在数字电路设计中的应用越来越广泛,实验教学领域FPGA也被广泛地注重与应用。FPGA试验系统多数采用并行数据接口与个人计算机进行相互通信,由于缺少USB接口,使其不便和笔记本等便携式PC机进行通信。当前USB (Universal Serial BUS,通用串行总线)接口因具有即插即用、支持热插拔和高传速速率、低成本的特点,成了计算机的必备接口,因此很有必要针对这一问题,研究FPGA实验系统的USB接口扩展；同时,在FPGA教学中发现,FPGA与DSP (Digital Signal Processing,数字信号处理)的扩展能够增强FPGA的运算能力。FPGA实验系统的DDS扩展,能增大FPGA应用范围。论文首先对现有的FPGA实验系统进行了简单介绍,该系统采用了XILINX公司开发的FPGA芯片,对该芯片的开发环境作了一定的描述,接着详细分析了FPGA的工作原理、结构以及I/O口分布情况；针对FPGA系统在教学中存在的一些问题,进行了以下研究：1FPGA实验系统USB扩展：采用USB2.0技术,在FPGA实验平台上解决了USB接口扩展技术,重点对其软硬件设计实现方法进行了论证。对USB设备控制器进行了分析,给出了USB扩展的硬件和软件设计2FPGA实验系统DSP扩展：采用TMS320VC6713芯片,结合FPGA实验平台,对DSP和FPGA之间的通信进行分析,论述了基于FPGA进行DSP扩展的软硬件设计方法。3FPGA实验系统DDS扩展：以FPGA为核心,采用直接数字频率合成技术(DDS, Direct Digital Synthesizer)设计了双通道相位关系可调的信号发生器。本文最后对具体研究内容分别进行了仿真验证,仿真结果表明,该FPGA实验系统的改进设计是合理的、实用的。