数字设计（双语）教学大纲.docx

数字设计（双语）学 分：20学 时：32先修课程：数字电子技术、数据结构、计算方法等课程适用专业：计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程、自动化等专业教 材：John F. Wakerly,DIGITAL DESIGN -Principles & Practices（Third Edition）,高等教育出版社，2001开课系部：计算机科学与工程系撰 写 人：倪彤光审 定 人：徐守坤 批准人：杨长春一、课程的性质与目的本课程是计算机科学与技术、通讯工程、电子信息工程、自动化等多个专业方向所共有的一门重要技术基础课。要求学生通过本课程学习掌握数字逻辑电路的基本原理与特性、数字逻辑电路的基本分析方法、数字逻辑电路设计和综合的基本技能、常用数字电路功能单元的实际应用技巧。同时要求同学能够理解数字逻辑电路与模拟电路之间的密切关系，了解EDA技术对于数字逻辑电路设计分析的重大意义。二、课程的基本内容及要求（一）引言 1教学内容（1）About Digital Design；（2）Analog Versus Digital；（3）Digital Devices；（4）Electronic Aspects of Digital Design；（5）Software Aspects of Digital Design；（6）Integrated Circuits；（7）Programmable Logic Devices；（8）Application-Specific ICs；2基本要求介绍数字逻辑电路的特点、数字逻辑电路在电子系统设计中的地位、数字逻辑电路与模拟电子电路之间的关系、简单介绍EDA设计工具、VHDL语言对数字逻辑设计作用和影响。（二）数系与代码1教学内容（1）Positional Number Systems;（2）Octal and Hexadecimal Number;（3）General Positional-Number-System Conversions;（4）Addition and Subtraction of Nondecimal Numbers;（5）Representation of Negative numbers;（6）Twos-Complement Addition and Subtraction;（7）Ones-Complement Addition and Subtration;（11）Gray Codes;2基本要求十进制、二进制、八进制和十六进制数的表示方法以及它们之间的相互转换、非十进制数的加减运算；符号数的表达：符号-数值码（Signed-Magnitude System、原码），二进制补码（twos complement，补码）、二进制反码（ones complement, 反码）表示以及它们之间的相互转换；带符号数的补码的加减运算；BCD码（Binary Codes for Decimal numbers）、格雷码（Gray code、葛莱码）的特点，它们与二进制数之间的转换关系；二进制数的浮点数表达（补充）；（三）数字电路* 1教学内容（1）Logic Signal and Gates;（2）Logic Families;（3）CMOS Logic;（4）Electrical Behavior of CMOS Circuits;（5）CMOS Steady-State Electrical Behavior;（6）CMOS Dynamic Electrical Behavior;（7）Other CMOS Input and Output Structures;（8）CMOS Logic Families;2基本要求作为电子开关运用的二极管、双极型晶体管、MOS场效应管的工作方式；以CMOS倒相器电路的构成及工作状态分析。逻辑电路的静态、动态特性分析，等价的输入、输出模型。特殊的输入输出电路结构：CMOS传输门、施密特触发器输入结构、三态输出结构、漏极开路输出结构；学习了解其他类型的逻辑电路： TTL,ECL等；不同类型、不同工作电压的逻辑电路的输入输出逻辑电平规范值以及它们之间的连接配合的问题。（四）组合逻辑设计原理* 1教学内容（1）Switching Algebra;（2）Combinational-Circuit Analysis;（3）Combinational-Circuit Synthesis;（5）Timing Hazards;2基本要求逻辑代数的公理、定理，对偶关系，以及在逻辑代数化简时的作用；逻辑函数的表达形式：积之和与和之积标准型、真值表；组合电路的分析：逻辑函数表达式的产生过程及逻辑函数表达式的基本化简方法函数化简方法；组合电路的综合过程：将功能叙述表达为组合逻辑函数的表达形式、逻辑函数表达式的化简函数化简方法和卡诺图化简方法、使用与非门、或非门表达的逻辑函数表达式、逻辑函数的最简表达形式及综合设计的其他问题：无关项的处理、冒险问题和多输出逻辑化简的方法。（五）组合逻辑设计实践* 1教学内容（1）Documentation Standards;（2）Circuit Timing;（3）Combinational PLDs（4）Decoders;（5）Encoders;（6）Three-State Devices;（7）Multiplexers;（8）Exclusive-OR Gates and Parity Circuits;（9）Comparators;（10）Adders, Subtractors, and ALUs2基本要求利用基本的逻辑门完成规定的组合逻辑电路的设计任务：如译码器、编码器、多路选择器、多路分配器、异或门、比较器、全加器；利用基本的逻辑门和已有的中规模集成电路（MSI）逻辑器件如译码器、编码器、多路选择器、多路分配器、异或门、比较器、全加器、三态器件等作为设计的基本元素完成更为复杂的组合逻辑电路设计的方法。三、课程学时分配章 节讲 课实 验上 机第一章 引言4第二章 数系与代码6第三章 数字电路* 6第四章 组合逻辑设计原理*8第五章