9.系统设计与仿真课程设计-教学大纲.docx

《系统设计与仿真课程设计》教学大纲

课程英文名

SystemDesignandSimulationcomprehensiveexperiment

课程代码

03P0018

学分

2

总学时

2周

课程类别

集中实践环节

先修课程

模拟电子线路、数字逻辑电路、单片机原理及应用A、现代逻辑设计

课程性质

集中实践

适用专业

电子信息工程

开课学院

信息工程学院

主要参考书

1．王金明，《数字系统设计与VerilogHDL》(第八版)，电子工业出版社，2021年

2.课程设计任务书

一、课程地位与目标

（一）课程地位

本课程是电子信息工程专业一门选修的专业实践课程，通过本课程设计这一集中实践环节，培养学生对仿真工具和各种电子技术的综合运用能力。该课程要求学生熟悉EDA软件（QuartusPrime），能够利用所学EDA技术知识完成一个具有完整功能的电子系统设计，从系统顶层模块的划分到各功能模块的设计以及电路的仿真和下载，让学生得到一次自主使用硬件描述语言描述电路的训练机会，从而加深学生对仿真的理解，提高学生使用EDA软件工具的熟练程度，最终获得初步电子系统设计经验，为以后进行工程实际问题的研究打下设计基础。

（二）课程目标

该课程应达到的预期学习结果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：

ILO-1:能够通过查阅文献并综合考虑各方面的因素，针对一个电子系统的特定需求进行分析，提出合理的解决方案。

ILO-2:能够熟练运用EDA软件（QuartusPrime）实现电子系统的设计方案。

ILO-3:能够针对熟练通过组合、选配EDA软件（QuartusPrime/ModelSim）仿真或测试数字系统的性能、仿真与测试。

ILO-4:能针对设计的电子系统撰写严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的课程设计报告。

（三）课程思政目标

培养学生工程素养，在方案研究和设计过程中增强科学素养，培养创新意识和探索精神。在实验过程中树立实事求是的科学作风和细致认真的工作态度。

二、课程目标与相关毕业要求的对应关系

本课程支撑的毕业要求如下：

毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对电子信息系统、电子测量与计量、信息处理与物联网等领域复杂工程问题解决方案，设计满足特定需求的系统、电路或功能模块，并能够在设计环节中体现创新意识，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

毕业要求3-3：根据应用需求，设计电子信息复杂工程问题的解决方案，在设计中能够考虑公共健康与安全、节能与环境保护、法律与伦理，以及社会与文化等制约因素，并体现创新意识。

毕业要求4：研究：能够基于电科学原理并采用科学方法对电子信息系统、电子测量与计量、信息处理与物联网等领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

毕业要求4-1能够应用专业知识，通过文献研究或相关方法对电子信息领域复杂工程问题的解决方案进行调研和分析，选择合理的研究路线，设计实验方案，搭建实验系统。

毕业要求5：使用现代工具：能够针对电子信息系统、电子测量与计量、信息处理与物联网等领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对通信复杂工程问题的预测和模拟，并能够理解其局限性。

毕业要求5-3能够针对具体的应用场景，通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用现代工具预测和模拟电子信息系统、物联网等相关的复杂工程问题，并理解其局限性。

毕业要求10：沟通：能够就电子信息领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令；并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

毕业要求10-1能够就电子信息工程的专业问题，撰写设计文稿、技术报告等文档，并能就技术问题和解决方案进行陈述发言，清晰表达自己的观点，回应质疑。

表1课程目标对毕业要求的支撑关系

课程目标

课程目标对毕业要求的支撑程度

毕业要求3-3

毕业要求4-1

毕业要求5-3

毕业要求10-1

ILO-1

1

ILO-2

1

ILO-3

1

ILO-4

1

三、设计选题及任务要求

表2参考选题与要求

序号

参考选题

任务与要求

1

基于FPGA数字跑表的设计

1.跑表计时显示范围0.01s-59min59.99s，计时精度为10ms；

2.具有清零、启动计时、暂停计时功能；

3.时钟源误差不超过0.01s。

2

基于FPGA数字钟的设计

1.设计一个能显示秒、分、时的12小时数字钟，可整点报时；

2.采用开发板上的时钟信号产生秒脉冲；

3.计时计数器可以用24进制计时电路，可以手动对时分校正。

3

基于FPGA交