逻辑电路与FPGA 应用教学大纲.docxVIP

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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

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北京教育部直属高校教师,具有十余年工作经验,长期从事教学、科研相关工作,熟悉高校教育教学规律,注重成果积累

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