《可编程器件与硬件描述语言》课程教学大纲.docx
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1、可编程器件与硬件描述语言课程教学大纲课程编号:ABJD0522课程名称:可编程器件与硬件描述语言英文名称:Programmab1eDevicesandHardwareDescription1anguage课程性质:选修课程学分数:4学分课程学时数:40学时授课对象:电子信息工程、电子科学与技术本课程的前导课程:模拟电子、数字电子一、课程简介可编程逻辑器件是电子科学与技术专业的一门重要的专业基础选修课,又是一门发展迅速、工程性强、须紧密结合技术发展前沿的现代电子设计技术课程。它主要是介绍现代数字集成电路的设计方法即EDA技术。课程在专业培养目标中起着具有承上启下的桥梁作用,通过本课程的学习可以激
2、发学生学习先进的电子电路设计技术的兴趣,培养学生主动探索、努力进取、团结协作的精神。课程的具体目标是通过本课程及其它相关课程的学习,使学生能够掌握常用的MAX+p1usI1、Quartus11和ispEXPERT等EDA开发软件,及时将学科的最新成果引入教学中,将HD1硬件描述语言编程方法和FPGA的开发技术及符合工程规范的系统设计技术有机地融合在一起,强调理论和实际的联系,培养学生的创新能力和实验动手能力。在学习电子电路的基础上,了解可编程逻辑器件的基本原理,掌握硬件描述语言,分析用硬件描述语言编程程序的方法和思路,并掌握在软件中对程序调试和实现。要求学生在掌握理路知识的基础上,重点提高学生
3、的动手能力,并在此基础上,完成本课程的课程设计,学会设计具体电子电路并在FPGA上实现的能力。二、教学基本内容和要求(-)绪论课程教学内容:了解自底向下的传统数字系统设计方法;熟悉基于CP1D/FPGA现代数字系统设计流程,以及可编程逻辑器件的发展概况课程的重点、难点:重点:如何学习可编程逻辑器件的基本原理难点:可编程逻辑器件的分类。课程教学要求:掌握:简单P1D的基本结构;理解:EP1D和CP1D的基本结构的区别和关系;了解:现场可编程门阵列主要性能指标。(-)可编程逻辑器件的设计课程教学内容:了解可编程逻辑器件的发展历程,基本结构与分类;掌握两类可编程逻辑器件即复杂可编程逻辑器件CP1D与
4、现场可编程门阵列FPGA的基本结构以及发展趋势。课程的重点、难点:重点:可编程逻辑器件的设计流程;难点:在系统可编程技术。课程教学要求:掌握:设计准备,设计输入,设计处理,设计校验,器件编程;理解:在系统编程的基本原理;在系统编程方法;在系统可编程技术的优越性;了解:边界扫描技术。(三)AItera可编程逻辑系列器件课程教学内容:熟悉A1tera公司的CYC1ONEII系列器件的主要特点及性能。课程的重点、难点:重点:MAX架构及器件系列;MAXI1系列器和F1EX架构及器件难点:F1EX架构及器件系列;APEX架构及器件系列。课程教学要求:掌握:MAX7000系列器件概述和MAX7000系列
5、器件结构;MAX7000系列器件配置要点。理解:APEX架构及器件系列和Cyc1one架构及器件系列简介。了解:StratiX架构及器件系列和StratiXGX架构及器件系列简介。(四)A1tera可编程逻辑器件开发软件课程教学内容:掌握MAX+p1us11软件使用,包括设计输入、综合、适配、仿真测试和编程下载等方法。课程的重点、难点:重点:MAX+p1usI1基本操作。难点:多级放大电路中的互补输出级。课程教学要求:掌握:设计环境与设计方法;设计输入;设计项目的处理;设计项目的验证器件编程。理解:使用MAXp1us11符号库和创建用户符号库,使用波形编辑器设计项目。了解:编译控制和器件编程与
6、配置。(五)QuartusII软件开发和应用课程教学内容:QuartusI1是AItera公司的综合性P1D/FPGA开发软件,支持原理图、VHDJVeriIogHD1以及AHD1(A1teraHardwareDescription1anguage)等多种设计输入形式,内嵌自有的综合器以及仿真器,可以完成从设计输入到硬件配置的完整P1D设计流程。课程的重点、难点:重点:完全集成且与电路结构无关的开发包环境。难点:利用原理图、结构框图、VeriIogHD1sAHD1和VHD1完成电路描述,并将其保存为设计实体文件。课程教学要求:掌握:芯片(电路)平面布局连线编辑;理解:1ogiC1oCk增量设计
7、方法,用户可建立并优化系统,然后添加对原始系统的性能影响较小或无影响的后续模块;功能强大的逻辑综合工具;完备的电路功能仿真与时序逻辑仿真工具;了解:定时/时序分析与关键路径延时分析;可使用SignaITapI1逻辑分析工具进行嵌入式的逻辑分析。(六)ispEXPERT开发和应用课程教学内容:ispEXPERT是美国DataI/O公司推出的一个世界级的强有力的用于可编程逻辑器件的数字系统设计软件,它是一种基于WindoWS的设计工具,是一套完整的EDA软件。设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式。能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。课程的重点、难点:重点:输入方式有原理
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