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PAGE 10 《逻辑电路与FPGA应用》课程教学大纲 课程名称（中文）：逻辑电路与FPGA应用 课程名称（英文）：Logic Circuits Application of FPGA 课程类别：□通识必修课□通识选修课■专业必修课□专业方向课 □专业拓展课□实践性环节 课程性质*：□学术知识性■方法技能性□研究探索性□实践体验性 课程代码：2110027 周学时：3 总学时：48（课内实验12） 学分:3（实践学分0.75） 先修课程：数字电子技术、C程序设计 授课对象：电子信息工程国内 三、课程简介 逻辑电路与FPGA应用为电子信息工程专业的专业必修课、考试课，在第五学期开设。 电子技术发展迅猛，使传统的电子设计方法正逐步退出历史舞台。而基于EDA（电子设计自动化）技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流。FPGA（现场可编程门阵列）是当今应用最广泛的可编程专用集成电路（ASIC）。HDL(硬件描述语言)是EDA技术的重要组成部分。可编程逻辑器件尤其是FPGA是很多复杂高速数字电路系统设计和验证时的首选器件。本课程使学生初步掌握现代EDA设计方法，学会使用可编程逻辑器FPGA的开发工具设计数字逻辑电路。目前全国性的大学生竞赛如电子竞赛、机器人大赛等对学生在FPGA器件的应用能力都提出了要求。为了提高学生在这方面的能力，开设此课程。结合一些项目的设计，使学生的实际动手能力得到提高。 四、课程目标 通过本课程学习，使学生了解可编程逻辑器件（Programmable Logic Device,PLD）的发展历史，熟悉器件的结构特点和复杂可编程逻辑器件CPLD/FPGA的原理和开发流程,掌握使用硬件描述语言Verilog HDL编程实现常见的中等规模数字电路以及较高难度的数字系统,通过Quartus II软件进行仿真，在ALTERA DE2-70开发板上进行硬件验证。 五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条） （需要清晰地呈现每一章或教学单元的教学内容、学习要求、授课形式和课后作业等，学生由此可以准确地了解每一章或教学单元的学习任务，课后可根据教学进程，规划、开展自主学习。） 第一章 ***** 1. 课时数 2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 3. 学生学习任务 4. 教学方法 （课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创作等动手、动脑活动和教师的过程指导为主的课程教学环节，应以活动方案的形式，说明活动的程序、活动过程中学生的组织方式、学生参与课堂活动需完成的前期课外准备、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。） 5. 课外学习要求 第1章FPGA器件基础知识 1. 课时数 4学时 2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 授课内容：PLD的发展史、PLD 的开发工具、FPGA厂商介绍以及FPGA的设计流程、FPGA典型器件的结构和器件型号的介绍 重点：FPGA的设计流程和器件型号的介绍 难点：设计流程中的仿真和适配方式 3. 学生学习任务 了解FPGA的设计流程和仿真模式，掌握几种器件型号。 4. 教学方法 以PPT讲授为主，偶尔有互动提问环节，以保持学生听课的兴趣。 5. 课外学习要求 复习本堂课内容，预习下一次的学习内容 第2章层次建模的概念 1. 课时数2学时 2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 授课内容：top-down和bottom-up的设计方法，模块的构成等 重点：Verilog HDL模块的构成 难点：四个不同抽象级别的描述方式 3. 学生学习任务 记录笔记，消化吸收，完成课堂练习 4. 教学方法 用具体例子讲解top-down和bottom-up设计方法，说明传统电路设计方法和现代方法根本区别。 描述Verilog基本模块的构成之后，给出习题，要求学生独立完成，并进行点评讲解。 5. 课外学习要求 复习本堂课内容，预习下一次的学习内容 第3章基本概念 1. 课时数4学时（其中课堂练习小题1学时） 2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 授课内容：Verilog HDL的词法规定和数据类型 重点：数值和位的使用 难点：线网类型和寄存器类型变量的区别 3. 学生学习任务 记录笔记，对重点难点反复琢磨，独立完成课堂练习 4. 教学方法 PPT讲解琐碎知识点，并通过反复举例，多次练习加深对知识点的理解，布置课堂作业、提问、互动并讲解 5. 课外学习要求 复习本堂课内容，完成作业，并预习下一次的学习内容 第4章模块和端口 1. 课时数4学时（包含课堂练习小题1学时） 2. 讲授内容或训练技能，重点、难点 授课内容：Verilog HDL的一般组成部分以及模块实例的端口连接规则 重点：Verilog HDL的一般组成部分 难点：模块实例的端口连接规则 3. 学生学习任务 记录笔记，对重点难