江苏广播电视大学
《 电子设计自动化 》教学大纲
第一部分 大纲说明
一、课程性质与教学任务
本课程是广播电视网络技术专业的一门重要的专业基础课程。为必修课程。 《电子设计自动化 (EDA) 》( Electronic Design Automatic )研究数字集成电路以及由它所构成的数字系统的自动设计理论和设计方法,是电子信息类专业所开设的专业技术基础课程。目前,这一技术正处在飞速发展之中,并已深入到信息系统、通信系统、计算机系统、机械电子、自动化等多个行业的设计领域。 EDA 技术,使得电子电路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印制电路板的自动设计。
二、课程教学的主要内容
通过本课程的学习,学生可以了解可编程器件的有关知识、 EDA 技术的基本原理,掌握 VHDL 语言在电子系统设计中的应用。熟悉 EDA 软件的使用,会进行原理图输入或文本输入、进行时序或功能仿真,并进行下载,将程序写入 FPGA/CPLD 芯片,熟悉应用硬件描述性语言 VHDL 设计数字系统的基本设计方法、能够应用 VHDL 语言设计简单的数字系统。并为其它后续课程奠定 EDA 基础。
三、教材:
主教材: 《 EDA 应用技术》焦素敏 清华大学出版社
第二部分 教学过程
一、课程的学时分配
课程总学时数为 63 学时。其中授课时间为 32 学时,习题课 4 学时,实验课时为 27 学时。
二、课程的学时分配
教学环节 教学时数
课程内容 |
讲 课 |
实 验 |
习 题 课 |
讨 论 课 |
上 机 |
参观 或看 录像 |
小 计 |
EDA 概述 |
2 |
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可编程逻辑器件 |
4 |
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EDA 设计流程及开发工具 |
3 |
6 |
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VHDL 硬件描述语言 |
15 |
9 |
2 |
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VHDL 程序设计基础 |
3 |
2 |
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MAX + plus Ⅱ 使用进阶 |
2 |
2 |
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数字系统 EDA 设计举例 |
3 |
2 |
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综合性实验 |
4 |
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设计性实验 |
4 |
||||||
总 计 |
32 |
27 |
4 |
三、关于命题和考试
闭卷考试。考试成绩 60% ,实验成绩 30% ,平时成绩 10%
第三部分 教学内容和教学要求
第一章 EDA 概述
1.1 EDA 技术及其重要性
1.2 EDA 技术的知识体系
1.3 EDA 技术的特点和发展趋势
1.4 专用集成电路 ASIC
教学目的和要求: 了解 EDA 技术及其重要性; EDA 技术的知识体系; EDA 技术的特点和发展趋势; EDA 技术实现目标; EDA 与传统电子设计方法的比较;
教学重点和难点: EDA 技术的知识体系; EDA 技术实现目标;掌握 VHDL 的设计流程。
教学方法与手段: 多媒体教学。习题课,课外作业,辅导答疑交互进行。
考核知识点: EDA 技术的知识体系; EDA 技术实现目标; EDA 与传统电子设计方法的比较;
第二章 可编程逻辑器件
2.1 概述
2.2 简单的基本结构
2.3 CPLD 和 FPGA
2.4 在系统可编程逻辑器件
教学目的和要求: 可编程逻辑器件的发展历程与分类; PLD 、 CPLD 、 FPGA 结构与工作原理; CPLD 和 FPGA 的编程与配置 ; 在系统可编程逻辑器件;
教学重点和难点: PLD 、 CPLD 、 FPGA 结构与工作原理; CPLD 和 FPGA 的编程与配置 。
教学方法与手段: 多媒体教学。习题课,课外作业,辅导答疑交互进行。
考核知识点: 可编程逻辑器件的发展历程与分类 、 PLD 、 CPLD 、 FPGA 结构与工作原理; 在系统可编程逻辑器件; CPLD 和 FPGA 的编程与配置 。
第三章 EDA 设计流程与开发工具
3.1 EDA 设计流程
3.2 CPLD 和 FPGA 的编程与配置方法
3.3 常用的 EDA 开发工具软件
3.4 MAX+plusII 的原理图输入设计示例
教学目的和要求: 掌握 EDA 设计流程 ; CPLD 和 FPGA 的编程与配置方法; 常用 EDA 工具; MAX+plusII 软件操作; MAX+ plus II 的原理图输入设计示例。
教学方法与手段: 多媒体教学。习题课,课外作业,辅导答疑交互进行。
考核知识点: VHDL 的设计流程, MAX+ plus II 的原理图输入设计; MAX+plusII 软件操作。
第四章 VHDL 硬件描述语言
4.1 VHDL 概述
4.2 VHDL 程序结构
4.3 VHDL 语言要素
4.4 VHDL 的基本描述结构
教学目的和要求: 了解 VHDL 的特点;掌握 VHDL 程序结构、 VHDL 语言要素、 VHDL 语法基础,包括顺序语句、并行语句和其它语句的结构、特点及应用。
教学重点和难点: 数据对象的定义及用法、 赋值语句、流程控制语句;并行信号赋值语句的分类及结构和特点,使用
教学方法与手段: 板书教学 。习题课,课外作业,辅导答疑,实验课交互进行。
考核知识点: 各基本模块的写法及用法。 VHDL 的文字规则和数据对象, VHDL 数据类型, VHDL 操作符;各种语句的结构及应用; 第五章 VHDL 程序设计基础 5.1 组合逻辑设计 5.2 时序逻辑设计 5.3 状态机设计 5.4 存储器设计 教学目的和要求: 学习和掌握组合逻辑电路的设计;时序逻辑电路的设计;状态机设计和存储器的设计方法和思路。 教学重点和难点: 组合逻辑电路的设计;时序逻辑电路的设计;状态机设计教学方法与手段: 板书教学 。习题课,课外作业,辅导答疑,实验课交互进行。
考核知识点: 组合逻辑电路的设计;时序逻辑电路的设计;状态机设计第六章 MAX + plus Ⅱ 使用进阶
6.1 MAX + plus Ⅱ的VHDL设计向导
6.2 LPM的调用设计
6.3 波形输入设计方法
6.4 MAX + plus Ⅱ优化设计
6.5 其他设置
教学目的和要求: 学习和掌握 MAX + plusⅡ的VHDL输入方法、LPM的调用方法、波形输入设计方法和用MAX+ plusⅡ进行设计优化。教学重点和难点: MAX + plus Ⅱ 的 VHDL 输入方法;用 MAX+ plus Ⅱ 优化设计。
教学方法与手段: 多媒体教学。习题课,课外作业,辅导答疑,实验课交互进行。
考核知识点: 数据流描述、结构描述、行为描述。
第七章 数字系统 EDA 设计举例
7.1 数字钟
7.2 智力竞赛抢答器
7.3 交通灯控制器
7.4 8 路彩灯控制器
7.5 简易数字频率计
教学目的和要求: 通过几个实例掌握数字系统的 EDA 设计方法。
教学重点和难点: 数字系统的 EDA 设计方法
教学方法与手段: 多媒体教学。习题课,课外作业,辅导答疑,实验课交互进行。
考核知识点: 数字系统的 EDA 设计方法
四、课程教学的有关说明
本课程通过介绍 EDA 技术的基本概念和可编程逻辑器件的逻辑结构、工作模式、 EDA 设计流程和 VHDL 语言基本概念、设计方法及其应用技术等,使学生较熟练地掌握 EDA 设计的基本方法。在学习本课程之前应当具备计算机的基本应用能力和模拟 / 数字电路方面的基础知识。课程的教学采用课堂讲授、课外自学和实验教学相结合的方式进行。
制定(修订)人: 耿强 审核人:
制定(修订)时间: 2007.7.18 审核时间: 2007.7.20