《EDA技术及应用》课程标准

《EDA技术与应用》课程标准课程代码__________________________适用专业__________________________编制__________________________审核__________________________制定日期__________________________一、课程定位EDA技术是以计算机为工作平台、以硬件描述语言(VHDL/VerilogHDL)为设计语言、以可编程器件(CPLD/FPGA)为实验载体、以ASIC/SOC芯片为目标器件、进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。掌握EDA技术是培养高素质高技能电子产品设计人才的需要，是现代集成电路及电子整机系统设计科技创新和产业发展的关键技术。本课程是应用电子技术专业的专业核心课程，要求学生通过本课程的学习和实验，初步掌握常用EDA工具的使用方法、FPGA的开发技术以及VHDL语言的编程方法。能比较熟练地使用QuartusⅡ等常用EDA软件对FPGA和CPLD作一些简单电路系统的设计，同时能较好地使用VHDL语言设计简单的逻辑电路和逻辑系统，学会行为仿真、时序仿真和硬件测试技术，为现代EDA工程技术的进一步学习，ASIC器件设计以及超大规模集成电路设计奠定基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生了解可编程逻辑器件，掌握QuartusⅡ原理图输入设计方法、VHDL语言设计方法。通过对本课程的学习，使学生能较好地掌握全新的硬件电子系统的设计技术，更深刻地了解计算机软件语言与硬件语言实现的现代电子系统设计能力。通过理论学习与实践设计锻炼的紧密结合，提高理论与工程实际相结合的能力，为未来进一步的学习和工作实践奠定良好基础。具有逻辑思维能力、学习新技术的能力。能解决生产与应用中的实际问题，完成本专业相关岗位的工作任务。并养成诚实、守信、吃苦耐劳的品德，养成善于动脑，勤于思考，及时发现问题的学习习惯；能进行良好的团队合作，养成严谨的编程态度。1知识目标了解可编程逻辑器件；了解可编程逻辑器件的设计流程；了解可编程逻辑器件的开发环境；掌握VHDL的程序结构；掌握VHDL语言的数据类型及运算操作符。2能力（技能）目标能在环境中QuartusⅡ完成原理图输入设计；能在环境中QuartusⅡ完成VHDL设计；能基于VHDL语言完成常用的数字电路设计；能完成简单数字系统设计。3素质目标具有良好的人际交流能力；具有团队精神与协调能力；具有语言与文字表达的能力；养成善于动脑，勤于思考，及时发现问题的学习习惯；养成严谨的编程态度。三、教学起点学生学习本课程时，已进入第四学期，已经学完了前导课程如：《数字电子技术》、《C语言》等专业课程。通过这些课程的学习，学生已初步了解计算机编程语言，数字电路的基本知识。已具备相应知识和基本的编程能力，对数字电路的设计方法有了认识和理解。这些知识与能力为《EDA技术与应用》的学习做好了准备。四、课程的主要内容和要求在教学内容的选取上，侧重于学生能力的培养。在教学过程中，立足于加强学生实际操作能力的培养。采用项目教学，以工作任务引领，不仅提高学生学习兴趣，激发学生的成就感，更能达到良好的教学效果。学习内容概要学习内容学习目标学习建议评价建议教学建议课时数单元一EDA技术概述任务一认识EDA技术任务二可编程逻辑器件芯片1.了解EDA技术2.了解EDA技术的基本特征3.了解可编程逻辑器件的种类4.了解CPLD基本结构5.了解FPGA基本结构6.了解Altera公司的可编程逻辑器件1.通过教授使学生了解EDA技术和可编程逻辑逻辑器件芯片。2.以组为单位查阅关于EDA技术的发展趋势的资料，查找可编程逻辑器件信息并进行汇报。1．根据知识掌握情况评价2．根据资料查找能力和小组汇报情况评价1．建议查找资料进行汇报4单元二可编程逻辑器件的设计与开发任务一了解可编程逻辑器件的设计流程和开发环境任务二QuartusⅡ软件基本菜单任务三QuartusⅡ原理图输入设计1.了解可编程逻辑器件的设计流程和开发环境2.能安装和启动QuartusⅡ，操作基本菜单3.能用原理图输入方法设计简单数字电路4.掌握原理图输入法中的层次化设计方法1．以组为单位查找可编程逻辑器件的开发环境信息并进行汇报2．以组为单位完成给定任务的设计并进行成果汇报。1．根据知识掌握情况评价2．根据任务完成情况、小组配合情况及汇报情况评价1．建议查找资料进行汇报讨论2．根据学生任务完成情况进行指导与点评6单元三硬件描述语言任务一VHDL程序的基本结构任务二VHDL的常用语句任务三QuartusⅡ文本输入设计1.掌握VHDL程序的基本结构2.掌握VHDL程序的顺序语句3.掌握VHDL程序的并行语句4.掌握VHDL语言的数据类型及运算操作符5.能用VHDL语言输入方法设计简单数字电路1.以组为单位讨论程序基本结构2．以组为单位讨论顺序语句和并行语句的用法3．以组为单位完成给定任务的设计并进行成果汇报1．根据知识掌握情况评价2．根据任务完成情况、小组配合情况及汇报情况评价1．根据学习内容讨论2．根据学生任务完成情况进行指导与点评10单元四常用的数字电路设计任务一基本逻辑门任务二优先编码器任务三译码器任务四数据分配器任务五比较器任务六加/减法器任务七乘法器任务八只读存储器任务九触发器任务十锁存器任务十一寄存器任务十二计数器任务十三有限状态机1.掌握用并行语句设计数字常用电路的方法2.掌握用顺序语句设计数字常用电路的方法3.掌握图形文件的设计方法4.掌握时序仿真方法5.掌握常用数字电路的设计方法1.以组为单位完成给定任务的设计并进行成果汇报1．根据任务完成情况、小组配合情况及汇报情况评价1．根据学生任务完成情况进行指导与点评30单元五数字系统设计实例任务一多路彩灯控制器任务二数字频率计任务三交通灯控制器任务四自动售货机控制系统设计任务五数字钟控制器任务六乐曲自动演奏器和简易电子琴的设计任务七电子密码锁1掌握层次化设计思路2掌握简单数字系统设计的方法1以组为单位完成系统任务的设计并进行成果汇报1．根据任务完成情况、小组配合情况及汇报情况评价1．根据学生任务完成情况进行指导与点评30五、教学方法与手段（一）教学方法本课程主要培养学生解决实际问题的能力，建议采用理论与实践一体化的教学模式，在教学过程中建议采用任务驱动、项目教学法等“以工作过程为导向”的教学方法，运用多媒体设备，以个人自主学习、小组讨论等方式调动学生的学习积极性。通过独立完成子任务、协作完成项目的方式，培养学生独立思考、团体协作，创新能力和解决实际问题的能力。本课程运用多种教学方法提高教学效果，采用的教学方法主要有：任务驱动教学法本课程选取常用的数字电路及数字系统为学习任务，学生确定功能需求，编制程序并调试下载、制作PPT展示成果、公开答辩；教师需要对整个过程进行监控、验收评价、对共性问题进行总结和归纳。在此过程中，学生分析问题、解决问题的能力将得到有效的锻炼，并积累工程项目经验。小组工作法本课程对单元五进行项目式教学，采用小组工作的模式来完成工作任务。在实践教学中，学生分组，2-3人一组，完成以下工作内容。由教师给出项目题目，然后学生以小组为单位查找资料，根据任务确定功能需求；小组计划确定分工；编制程序、调试；小组统调，进行硬件测试；小组进行成果展示并汇报。讨论教学法针对学习内容用学生编制程序作为讨论材料展开讨论，启发学生在讨论中思考，并在讨论中获得启发，通过讨论，激发学生学习兴趣，使学生对所学的理论知识加深理解，着眼点在于学生创造能力以及实际解决问题能力的发展，而不仅仅是获得那些固定的概念、原理等。（二）教学手段1．充分的利用实验室设备，进行操作训练。2．充分利用网络资源，安排学生查找资料，培养学生学习能力。3．充分应用现代教育技术充分应用现代多媒体教育技术和计算机技术制作多媒体教学课件。通过多媒体教学设备在课堂上展示课件，使教学内容生动的展现在学生面前。六、评价方法1．评价方式：本课程坚持理论与实践并重的原则，在评价上采用过程性评价与目标评价相结合的方式。过程性评价占总成绩的70%；目标评价成绩占总成绩的30%。评分标准（1）、过程性评价评分标准通过过程性评价培养学生遵纪守时习惯、严谨认真的编程态度、团结协作的团队意识以及表达能力。考勤及遵纪情况（仅扣分）迟到一次扣2分，旷课一次扣5分；在实训室利用实训室电脑玩游戏一次扣10分，不遵守实训室制度，不爱护实训室设备情节较轻，未造成设备损坏扣5分，造成设备损坏扣20分。任务完成情况（50分）任务完成情况分值在规定的时间内，出色完成任务，程序调试完成，仿真波形正确，能清晰分析出所做器件全部功能。下载成功。50分在规定的时间内，较好完成任务，程序调试完成，波形仿真基本正确，但部分功能表现不够清晰。40分在规定的时间内，基本完成任务，程序调试完成，仿真波形不正确。30分在规定的时间内，程序编制完成，但调试有错误，但不属于基础性错误。20分在规定的时间内，程序编制完成，但调试有错误，错误属于基础性错误。10分在规定的时间内，程序未编制完成。5分在规定的时间内，未按要求执行任