EDA技术与应用 教学大纲

第页EDA技术与应用一、课程说明课程编号：090116X10课程名称：EDA技术与应用/ThetechnologyandapplicationofElectronicDesignAutomation课程类别：学科基础课学时/学分：32/2（其中实验学时：8）先修课程：模拟电子技术、数字电子技术适用专业：自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等教材、参考书：1.潘松主编.EDA技术实用教程（第四版）.北京：科技出版社，2010年；2.徐志军等编著.EDA技术与VHDL设计.北京：电子工业出版社.2010年；3.姜雪松刘东升.硬件描述语言VHDL教程（基础篇·提高篇）.西安：西安交通大学出版社.2004年；4.姜雪松刘东升.硬件描述语言VHDL教程（应用篇·部分习题答案）.西安：西安交通大学出版社.2004年；5.孙航.Xilinx可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧.北京：电子工业出版社.2004年；6.张静秋主编.EDA技术实验教程.长沙：中南大学出版社.2011年。二、课程设计的目的与意义《EDA技术与应用》是为测控技术与仪器、自动化、电气等专业学生开设的一门实践性很强的专业选修课，是微电子技术、现代电子设计技术、计算机辅助工程等学科交叉的一门综合性学科。主要讲授在EDA（电子设计自动化）软件和开发系统的支持下，基于可编程芯片（CPLD\FPGA），采用硬件描述语言（VHDL），高效地完成单片系统（SOC）的设计、仿真与实现。课程任务是培养学生设计与开发超高速单片电子系统（SOC）的能力，为学生进行高性能微电子系统的设计和开发打下基础。三、课程的基本要求知识：掌握FPGA/CPLD的基本概念、结构和工作原理，学习一种或两种典型的PLD器件；学习VHDL语言，和VHDL程序的基本设计方法，学习QuartusII软件的使用，和用QuartusII软件编程的设计流程和方法。能力：从应用的开发，培养能根据实际问题，进行需求分析的能力；对任务进行分解的能力；选择合适的CPLD器件的能力；能根据实际问题，选择合适的编程语言能力，（至少会一种语言，如VHDL语言）；能在QuartusII开发环境下，进行应用编程、调试程序、测试程序是否正确的能力。素质：建立从数字电子技术、模拟电子技术，发展到EDA技术应用的观念，为微型控制器概念的建立奠定基础，为从事微电子开发打好基础，通过实际问题的分析、讨论培养学生的分析分析问题、分解问题的素质，通过编程、实验、调试、测试等环节培养学生的编程素质、硬件设计素质；以及为培养采用软、硬结合解决实际问题的设计理念打下基础。提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章绪论220可编程逻辑器件发展历程可编程逻辑器件的应用领域结合微型控制器实例讲授CPLD的应用情况第2章可编程逻辑器件及其开发工具介绍642可编程逻辑器件的结构可编程逻辑器件的结构决定了它的电气特性结合具体器件特性指标和实验系统展示。第3章硬件描述语言的模型结构及示例440工具和硬件描述语言的模型工具和硬件描述语言的模型结合实例编程讲授第4章硬件描述语言的基本描述方法和语法规则660硬件描述语言语法规则硬件描述语言应用特点结合实例编程讲授，多媒体课堂演示第5章常用组合逻辑电路设计422组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路设计思考方法结合实例编程讲授，多媒体课堂演示第6章常用时序逻辑电路设计422时序逻辑电路设计方法时序逻辑电路设计的思考要点举例说明，结合实例编程，多媒体课堂演示第7章状态机设计422状态机的设计状态机的需求分析、分解结合实验、课程设计第8章EDA设计优化220EDA设计优化方法EDA设计优化要点举例说明优化原则五、实践教学内容和基本要求序号实验名称内容学时基本要求实验1CPLD及其开发工具的熟悉以三/八译码器为例介绍实验台和QuartusII的使用方法2提前做好准备工作，了解三/八译码器和QuartusII使用方法，事先完成理论设计，课堂实验调试通过。课后完成实验报告。实验2组合逻辑电路设计数据选择器和加法器的设计2提前做好准备工作，掌握数据选择器和加法器的要求，事先完成理论设计（思想、编程、仿真），课堂实验调试通过。课后完成实验报告。实验3时序逻辑电路设计动态扫描显示电路、分频器、频率计2提前做好准备工作，掌握动态扫描显示电路、分频器、频率计的设计要求，事先完成理论设计（思想、编程、仿真），课堂实验调试通过。课后完成实验报告。实验4状态机基于状态机的A/D采样控制电路设计2提前做好准备工作，掌握基于状态机的A/D采样控制电路的设计要求，事先完成理论设计（思想、编程、仿真），课堂实验调试通过，熟悉嵌入式逻辑分析仪的使用方法。课后完成实验报告。说明：以上实验分为基础性实验和综合性实验，实验1、实验2、实验3为基础性实验，实验4为综合性实验，综合性实验要求学生完成较为复杂的数字电路的设计和仿真，熟悉嵌入式逻辑分析仪的使用方法。六、考核方式及成绩评定考核方式考核内容成绩比例（%）备注期终考试对CPLD的基本原理、结构、使用能力；对VHDL语言的掌握和使用能力；应用EDA的思想解决实际问题的素质。60考试平时考勤基本素质和自觉性10上课和作业基础实验实验准备情况；实验过程中的动手能力和解决问题的能力；实验报告中体现的认知与分析归纳能力、表达能力。15