《可编程逻辑器件原理与应用》课程教学大纲

1、可编程逻辑器件原理与应用课程教学大纲Principle and Application of Programmable Logic Device课程编号：17144 适用专业：电子学院本科各专业学时数：64        学分数：4 执笔者：谢 亮 编写日期：2005年12月一、课程的性质和目的可编程逻辑器件原理与应用是高等院校工科本科电子、信息类专业一门重要的专业课程。本课程的任务在于系统地介绍EDA的基本知识、常用的EDA工具的使用方法和目标器件的结构原理，初步掌握在计算机的操作环境中EDA开发的能力；使学生掌握应用计算机的实际工程设计能力

2、；熟练掌握设计输入方法、VHDL设计优化，能进行基于EDA技术较典型设计项目的开发设计。通过本课程的学习，使得学生学习掌握常规电子设计自动化软件基本知识和使用方法，掌握利用计算机辅助设计(CAD技术)软件开发自主课题的方法。通过对EDA技术的学习，使学生对已学过的电路和模拟电路以及微机原理等课程有更加深刻的了解。二、课程的教学内容和学时分配（一）概述1、了解EDA技术及其发展方向、EDA技术的应用对象、硬件描述语言、EDA技术的优势、专用集成电路设计流程。2、理解面向FPGA的EDA开发流程和开发工具。3、理解IP核。4、了解Quartus II开发平台。（二）PLD硬件特性与编程技术1、了解

3、PLD的发展。2、了解PLD的原理。3、了解CPLD和FPGA的结构与工作原理。4、了解FPGACPLD测试技术5、理解CPLD和FPGA的编程与配置方法。6、了解主流CPLD/FPGA产品。（三）VHDL入门1、掌握简单组合逻辑电路的VHDL描述。2、掌握简单时序逻辑电路的VHDL描述。（四）Quartus II的HDL输入设计1、掌握EDA集成开发环境（IDE）Quartus II软件文本设计输入、创建工程、编译、时序仿真、应用RTL电路观察器。2、掌握EDA集成开发环境（IDE）Quartus II软件设置引脚锁定、编程以及配置。3、掌握SignlTap II时实测试。（五）VHDL深入

4、1、掌握数据对象。2、掌握双向和三态电路信号赋值。3、掌握IF语句、进程语句。4、理解并行语句和仿真延时。（六）图形设计方法1、掌握EDA集成开发环境（IDE）Quartus II软件图形设计输入的方法。2、掌握应用LPM的原理图设计的方法。（七）LPM参数化宏模块应用1、掌握LPM的使用。2、掌握LPM的应用。（八）有限状态机设计技术1、理解VHDL的一般状态机。2、理解Moore和Mealy状态机的设计。3、理解状态机的编码和非法处理。（九）设计优化和时序分析1、理解资源优化和速度优化。2、了解优化设置与时序分析。3、了解Chip Editory应用。（十）VHDL程序结构与规则掌握VHD

5、L实体、结构体、子程序、库、程序包、配置、文字规则、数据类型和操作符。（十一）VHDL语句掌握VHDL顺序语句、并行语句、属性描述与定义语句。（十二）VHDL仿真1、了解VHDL源程序仿真、仿真激励信号产生、VHDL测试基准、VHDL系统级仿真。2、了解ModelSim进行VHDL仿真。3、了解VHDL的RTL表述。各项内容安排详见下表：序号内 容课时数备注1概述22PLD硬件特性与编程技术23VHDL入门64Quartus II的HDL输入设计45VHDL深入66图形设计方法27LPM参数化宏模块应用48有限状态机设计技术69设计优化和时序分析410VHDL程序结构与规则611VHDL语句4

6、12VHDL仿真213实验1614合计64三、课程教学的基本要求在本课程具体内容讲述中突出重点和难点，并将理论知识融合到电子设计自动化（EDA）开发设计实例中，使学生在学习了相关知识后能够立即动手具有一定应用价值的电路，真正做到学以致用。也为今后学习和使用其他电子设计方法做专用集成芯片打下基础。学生在学习这门课程时要重视实践，重视应用开发，重视理解，切勿死记硬背。四、本课程与其它课程的联系与分工为学习本课程，学生应该具有一定的数字电子技术基础和高级语言（如C语言）程序设计基础。五、建议教材与教学参考书1 潘松，黄继业.EDA技术与VHDL.北京：清华大学出版社，20052 潘松，黄继业.EDA技术实用教程（第二版）.北京：科学出版社，20053 潘松，黄继业.SOPC技术实用教程.北京：清华大学出版社，20054 曾泰繁，陈美金.VHDL程序设计.北京：清华大学出版社，20005 刘明业 等.集成电路/计算机硬件描述语言VHDL高等教程. 北京：清华大学出版社，20