《电子设计自动化》教学大纲

《电子设计自动化》教学大纲

课程性质：必修课先修课程：电子技术基础,

总学时：60学分：3

理论学时：42实验学时：18

开课学院：皖江学院适用专业：电子信息工程

大纲执笔人：教学院长审定：

教研室主任审核：

一、说明

1、课程的性质、地位和任务

《电子设计自动化》是电子类专业一门重要的专业基础课，系统地介绍EDA基础知

识、常用的EDA开发工具、FPGA/CPLD器件、硬件描述语言、项目设计等内容，使学生

了解FPGA/CPLD编程器件的硬件结构、原理和特性，掌握VHDL硬件描述语言和常用EDA

开发工具，熟悉EDA的设计方法、EDA实验开发系统，掌握应用计算机对电子电路进行

自动化设计的方法。通过对本课程的学习，培养学生的电子设计自动化技能，强化学生

对电子线路理论知识的应用和一定的创新能力，为学生今后从事电子电路的自动化设计

奠定基础。

2、课程教学的基本要求

课程教学围绕一个核心内容来展开，即学习通过软件的方法来高效地完成硬件设计

方法的计算机技术，针对我院的层次和学生的特点，结合学生的就业市场需求，注重学

生的工程技能，确定本课程的教学重点放在硬件描述语言、可编程逻辑器件及项目设计

模块。课程的难点是项目设计中的实际问题和设计技巧。

3、本课程的重点与难点

本课程实践性很强，实验在教学中占有极其重要的地位。要求学生通过实验不断整

合、贯通相关专业知识，了解和掌握常用开发工具的使用以及VHDL的自动化设计，在

实践中善于思考、注重创新，不断培养和提高发现问题、分析问题和解决问题的能力0

二、课堂教学时数及课后作业题型分配（含数量）

教

学

教学方式课后作业

数

章目教学内容时或手段

思考题练习题

讲授（多媒

第一章EDA技术概述32

体）

讲授（多媒

第二章EDA设计流程及其工具11

4体）

讲授（多媒

第三章FPGA/CPLD结构与应用11

4体）

讲授（多媒

第四章原理图输入设计方法52

体）

讲授（多媒

第五章VHDL设计初步411

体）

讲授（多媒

弟八早VHDL设计进阶511

体）

讲授（多媒

第七章VHDL结构与要素711

体）

讲授（多媒

第八章VHDL基本语句511

体）

讲授（多媒

第九章有限状态机设计52

体）

合计42

三、正文

第一章EDA技术概述

【教学目的】

掌握EDA的概念及主要内容，了解硬件描述语言VHDL、EDA的发展趋势。

【重点难点】

重点：EDA技术的涵义，EDA技术的主要内容。

第一节EDA技术及其发展

第二节EDA技术实现目标

第三节硬件描述语言VHDL

第四节VHDL综合

第五节基于VHDL的自顶向卜设计方法

第六节EDA与传统电子设计方法的比较

第七节EDA的发展趋势

【思考题】

1、EDA技术实现目标

2、VHDL的自顶向下设计方法

第二章EDA设计流程及其工具

［教学目的］:

理解FPGA/CPLD工程设计流程，熟悉常用EDA开发工具，了解IP核含义。

［教学重点与难点］:

重点：FPGA/CPLD设计流程

第一节FPGA/CPLD设计流程

第二节常用EDA工具

一、设计输入编辑器

二、HDL综合器

三、仿真器

四、适配器

五、下载器

第三节1P核

第三章FPGA/CPLD结构与应用

［教学目的］:

了解PLD的发展过程；掌握PLD的原理、种类及分类方法，常用FPGA和CPLD的系

列、品种、性能指标，了解FPGA/CPLD结构与工作原理。

［教学重点与难点］:

重点：PLD原理。

难点：FPGA/CPLD工件原理

第一节概述

一、PLD的发展历程

二、PLD的分类

第二节简单PLD原理

掌握VHDL文本输入设计方法，掌握电路VHDL描述方法，掌握寄存器描述及其VHDL

语言现象。

［教学重点与难点］:

重点：VHDL文本输入设计方法，VHDL语言现象

难点：寄存器描述及其VHDL语言现象

第一节多路选择器VHDL描述

一、2选1多路选择器的VHDL描述

二、VHDL相关语句说明

三、VHDL设计的基本概念和语句小节

第二节寄存器描述及其VHDL语言现象

一、D触发器的VHDL描述

二、D触发器的VHDL描述的语言现象说明

三、实现时序电路的VHDL不同表达方式

四、异步时序电路设计

五、VHDL设计基本概念和语言现象小节

第三节1位二进制全加器的V11DL设计

一、半加器描述和CASE语句

二、全加器描述和例化语句

第四节VHDL文本输入设计方法初步

一、编辑输入VHDL源文件

二、将当前设计设定为工程

三、选择VHDL文本编译版本号和排错

四、时序仿真

五、硬件测试

第六章VHDL设计进阶

［教学目的］:

掌握4位加法计数器的VHDL描述方法，了解不同工作方式下的时序电路设计方法,

掌握VHDL的数据对象使用方法，了解双向电路和三态控制电路设计，掌握VHDL进程语

句结构，了解VHDL仿真延时。

［教学重点与难点］:

重点：4位加法计数器的VHDL描述方法；VHDL的数据对象使用方法；VHDL进程

语句结构

难点：双向电路和三态控制电路设计

第一节4位加法计数器的VHDL描述方法

一、4位加法计数器

二、整数、自然数和正整数数据类型

三、4位加法计数器的另一种表达方式

第二节不同工作方式下的时序可路设计方法

一、相关语法

二、带有复位和时钟使能的10进制计数器

三、带有并行置位的移位寄存器

第三节数据对象

一、常数

二、变量

三、信号

四、进程中的信号与变量赋值语句

第四节双向电路和三态控制电路设计

一、三态门设计

二、双向端口设计

三、三态总线电路设计

四、顺序条件语句IF语句

第五节VHDL进程语句结构

进程语句格式

二、PROCESS组成

三、进程要点

第六节仿真延时

一、固有延时

二、传输延时

三、仿真

第七章VHDL结构与要素

［教学目的］:

掌握VHDL程序的基本结构，理解实体、结构体、端口的功能作用，了解子程序、

VHDL程序包的使用，掌握VHDL文字规则、数据类型、进程语句结构。

［教学重点与难点］:

重点：实体、结构体描述；VHDL文字规则、数据类型、VHDL操作符、进程语句结

构

难点：进程语句结构；VHDL程序包

第一节实体

一、实体语句结构

二、GENERIC类属说明语句

三、类属映射语句

四、PORT说明

第二节结构体

第三节子程序

一、函数

二、重载函数

三、过程

四、重载过程

第四节VHDL库

库的和数

二、库的用法

三、过程

第五节VHDL程序包

第六节配置

第七节VHDL文字规则

一、数字

二、字符串

三、标识符

四、下标名

第八节数据类型

一、VHDL的预定义数据类型

二、IEEE预定义标准逻辑位与矢量

三、其他预定义标准数据类型

四、数组类型

第九节VHDL操作符

一、逻辑操作符

二、关系操作符

三、算术操作符

第八章VHDL基本语句

［教学目的］:

掌握顺序语句、VHDL并行语句的常见应用方法，掌握不同语句的区别。

［教学重点与难点］:

重点：顺序语句；VHDL并行语句

难点：属性描述与定义语句

第一节顺序语句

一、赋值语句

二、IF语句

三、CASE语句

四、LOOP语句

五、NEXT语句

六、EXIT语句

七、WAIT语句

八、子程序调用语句

九、返回语句

十、空操作语句

第二节VHDL并行语句

一、并行信号赋值语句

二、块语句结构

三、并行过程调用语句

四、元件例化语句

五、生成语句

第三节属性描述与定义语句

第九章有限状态机设计

［教学目的］:

掌握有限状态机的概念，理解有限状态机的工作原理，利用VHDL描述有限状态机,

了解“毛刺”的概念及消除“毛刺”的方法。

［教学重点与难点］:

重点：一般有限状态机的设计

难点：Moore型有限状态机的设计；Mealy型有限状态机的设计

第一节一般有限状态机的设计

一、用户自定义数据类型定义语句

二、为什么要使用状态机

三、一般有限状态机的设计

第二节Moore型有限状态机的设计

一、三进程有限状态机

二、单进程Moor。