在远程教育迅速发展与高校愈加重视实验教学的双重背景下,远程实验系统的重要性愈加突出,各种远程实验技术正在蓬勃发展起来。现有的远程实验系统存在着用户缺乏真实体验、网络带宽要求高、实时性与实验交互性差等缺陷。本文提出一种基于云服务器的远程实验系统,基于真实的FPGA实验平台,通过数字信号传递实验信息,可实现数字电路、计算机组成原理等课程的远程控制实验。系统具有经济、实时性和交互性好、准确性高等特点,可以最大化地共享实验设备资源。论文的主要研究内容有:(1)背景分析与整体设计研究。论文介绍了远程实验系统的研究背景与意义,以及国内外研究现状与发展趋势。在此基础上,简要说明了本系统所使用的HCS-A01硬件板卡结构,并分析了远程实验系统的性能需求与设计目标。进一步设计了系统整体架构,实验服务器与多个ARM客户端组成局域网,而与多个PC客户端通过互联网连接;Web服务器用于实验用户的注册与实验预约。从性能、经济角度考虑,本系统将服务器部署于学院的云服务器上。(2)实验服务器的设计研究。实验服务器是PC客户端和ARM客户端的转发中心,同时也承担着管理实验设备与维护数据库的任务。论文使用完成端口网络模型,设计与实现了实验服务器,对其原理与技术实现进行了详细的阐述。基于IOCP模型的实验服务器具有实时性、高并发的优点。论文提出了一种改进的TCP应用层协议,并用于实验服务器与客户端之间的通信,从而保证了数据传输的准确性、高效性与可扩展性。(3)客户端的设计研究。论文分析了 ARM客户端和PC客户端的功能模块,详细说明了它们的设计方案、相关技术与实现过程。ARM客户端运行于FPGA实验板卡的ARM芯片及Linux系统上,位于实验服务器与FPGA之间,实现了它们之间的交互与仿真设备的驱动;而PC客户端运行于PC机上,提供了用户进行远程实验的接口和交互界面。论文最后对远程实验系统的功能和性能进行了测试。结果显示,能有效地支持用户进行远程的FPGA双向交互实验,实验结果正确;且实验服务器实时性好、稳定性高,符合设计目标。论文还对远程实验系统进行了总结和展望。