《EDA技术与VHDL》教案Word格式.docx
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第二讲
第2章
PLD硬件特性与编程技术
初步了解PLD技术概貌,初步掌握CPLD/FPGA结构
(1)CPLD/FPAG基本概念(名词解释、CPLD功能及设计方法);
(2)PLD的发展历程
(3)PLD的分类
(4)CPLD的结构与可编程原理
(5)FPGA的结构与工作原理
CPLD/FPGA的结构与可编程原理
1、PLD的分类
熔丝(Fuse)型器件、反熔丝(Anti-fuse)型器件、EPROM型,称为紫外线擦除电可编程逻辑
器件;
EEPROM型、SRAM型、Flash型
2、低密度PLD可编程原理
3、CPLD的结构与可编程原理
4、可编程连线阵列(PIA)
5、扩展乘积项
第三讲
初步了解一些CPLD器件系列以及编程与配置等
Cyclone系列器件的结构与原理
硬件测试技术
FPGA/CPLD产品概述
编程与配置
Cyclone系列器件的结构与原理
内部逻辑测试
JTAG边界扫描测试
Lattice公司CPLD器件系列
Xilinx公司的FPGA和CPLD器件系列
Altera公司FPGA和CPLD器件系列
第四讲
第3章
VHDL基础
初步学习VHDL语言的基础知识
VHDL基本语法和时序电路描述
时序电路的不同描述方法
VHDL基本语法及其基本结构
D触发器
时序电路的描述规则
全加器的VHDL描述
第五讲
初步学习计数器设计,一般计数器的设计方法,以及数据对象
计数器的设计和数据对象
变量和信号的区别及其赋值
计数器设计,以为寄存器设计,常数、变量、信号
变量和信号的区别
变量和信号的赋值
变量和信号的用法
进程中的变量和信号的赋值
第六讲
初步IF语句的语法规则及使用,总结归纳进程语句,并行赋值语句的深入理解
进程语句以及并行赋值语句
几种条件语句的语法格式
进程语句的语法格式
进程语句的组成及其要点
并行赋值语句
第七讲
双向和三态门设计,三态总线电路设计,以及仿真延时
三态门
仿真延时
三态门设计
双向端口设计
三态总线设计
固有延时
传输延时
第九讲
第7章
VHDL顺序语句
掌握顺序语句中的赋值语句、流程控制语句、等待语句、子程序调用语句。
赋值语句、IF语句、CASE语句、LOOP语句、NEXT语句、EXIT语句、WAIT语句、RETURN语句
语法规则及使用
赋值语句和LOOP语句
赋值语句;
变量赋值和信号赋值及其注意事项
IF语句:
前文已经讲过,在此以复习为主
CASE语句;
选择值的四种形式
LOOP语句:
循环语句的语法特点和使用方法
NEXT语句:
条件和无条件转移,其使用方法
EXIT语句:
跳转语句掌握该语句和其他类似语句的区别
WAIT语句:
使用场合
RETURN语句:
返回语句的两种格式
空操作语句
第十讲
VHDL并行语句
掌握并行语句中的并行信号赋值语句、实体语句、参数传递说明语句、参数传递映射语句。
简单信号赋值语句、条件信号赋值语句、选择信号赋值语句语法格式及使用方法。
实体说明语句的语法格式
参数传递说明语句
参数传递映射语句
简单信号赋值语句、条件信号赋值语句、选择信号赋值语句语法格式及使用方法,并以一个设计实例来加深理解
实体说明语句的语法格式,结合前面的学习,进行复习,加深记忆
参数传递说明语句:
结合教材上的例子来详细讲解参数传递的过程以及注意事项
参数传递映射语句:
讲解端口映射语句和参数传递语句的区别,讲清类属的概念,带领学生弄懂书上的程序实例
第十一讲
掌握并行语句中的端口说明语句、块语句的结构、元件例化语句、生成语句、REPORT语句、断言语句和属性描述和定义语句。
端口说明语句、块语句的结构、元件例化语句、生成语句、REPORT语句、断言语句和属性描述和定义语句
元件例化语句
属性描述和定义语句
端口说明语句:
结合前面的学习,在此复习巩固
块语句的结构:
讲解块语句的语法格式,分成块的层次
元件例化语句:
语法格式及使用场景
生成语句:
语法格式及组成,生成参数的产生,学习书上的例子
REPORT语句:
其语法格式及作用
断言语句:
其语法格式及使用规则,了解顺序断言语句和并行断言语句
属性描述和定义语句:
信号类属性、数据区间类属性、数值类属性、数组属性、用户定义属性
第十二讲
第3、7章
VHDL基础和语句(复习课)
复习掌握VHDL语句和基本结构。
前面的重点的一个串讲
程序的阅读
复习提问巩固
第十三讲
第8章
VHDL结构
熟练掌握VHDL实体、结构体、子程序。
子程序中的函数、重载函数、转换函数、决断函数、过程等
重载函数、转换函数、决断函数、过程
1实体个结构体结合前文的讲解,复习巩固。
2子程序中的函数、重载函数、转换函数、决断函数、过程等
函数语句的表达式格式、每个组成部分的含义
重载函数的使用极其注意事项
转换函数的用途,常用的转换函数
决断函数主要解决的问题
过程语句的语法格式及使用,教材程序的阅读
第十四讲
熟练掌握VHDL过程重载、子程序调用、并行过程调用,以及VHDL库和程序包。
VHDL过程重载、子程序调用、并行过程调用
1过程重载的用途及方法,理解重载的本质。
2子程序调用语句,调用的方法,讲解过程调用和函数调用,调用的格式
并行过程调用语句,调用方法
VHDL库和程序包,其区别和联系,几种VHDL库,IEEE库,WORK库,STD库,VITAL库,每种库里面的内容。
库的使用方法
VHDL程序包的概念和几种常用的程序包,这些程序包的用途
第十五讲
熟练掌握VHDL配置、文字规则、数据类型,VHDL操作符。
数据类型,VHDL操作符
无
1配置的本质和方法。
2文字规则
数字的种类及表达方式
字符串的书写规则
标识符的命名规则
下标名
3数据类型
数据类型的分类
标量类型、复合类型、存取类型和文件类型
预定义数据类型:
布尔类型、位数据类型、位矢量数据类型、字符类型、整数类型、实数类型、字符串类型、时间类型、文件类型等,这些类型的特点、取值范围,使用方法
4IEEE预定义标准逻辑位与矢量
VHDL数组类型,定义格式及使用方法
5操作符,逻辑操作符,关系操作符、算术操作符
第十六讲
复习本章知识
教材上程序的阅读,本章难点复习
VHDL过程重载、子程序调用、并行过程调用、重载函数、转换函数、决断函数、过程
复习回顾本章内容,通过阅读教材上的程序来理解和巩固本章所学知识
第十七讲
第5章
VHDL状态机
理解状态机的概念,学习状态机的设计,区别两种状态机
状态机的概念及设计方法
状态机的概念及设计方法、两种状态机的设计
状态机设计的相关语句
类型定义语句
状态机的优点和使用范围
状态机的结构:
两种状态机,说明部分的作用和方法、主控时序进程、主控组合进程以及辅助进程的应用
单moore状态机和多moore状态机的设计
Mealy状态机的设计
第十八讲
理解状态机的状态编码,非法状态的处理,排除毛刺的方法和意义
状态编码和非法状态的处理
排除毛刺
几种状态编码
1、直接输出型状态编码的编码方法
2、顺序编码的编码方法
3、一位热码编码
非法状态的处理:
非法状态的概念,出现的原因以及处理方法
数字方式排除毛刺;
毛刺的产生原因及其危害,排除的方法
第十九讲
第6章
16位CPU的设计
掌握16位CPU的顶层系统设计,以及基本部件设计
指令系统的设计和基本部件的设计
系统设计
16位CPU的组成,各个部分之间的关系
指令系统的设计,指令的分类、格式
顶层结构的VHDL设计
运算器的设计,全面考虑各种运算操作符
比较器的设计
控制器的设计
寄存器与寄存器阵列的设计
第二十讲
掌握16位CPU的时序仿真与实现的关键技术
仿真波形的建立、嵌入式逻辑分析仪的使用
嵌入式逻辑分析仪的使用
建立并编辑仿真波形文件
嵌入式逻辑分析仪的使用,调试步骤及方法
编程下载
应用程序设计实例的分析,算法乘法器的实现方法、除法的实现方法
第二一讲
第9章
DSPBuilder的设计初步
了解MATLAB/DSPBuilder及其设计的流程、了解使用该工具设计正弦信号发生器的方法
MATLAB/DSPBuilder及其设计的流程
MATLAB工具软件的简介及其特点
MATLAB的简单使用
正弦信号发生器的设计流程,通过该流程理解MATLAB/DSPBuilder设计的流程
DSPBuilder层次化设计、了解基于DSPBuilder的DDS设计方法,了解基于DSPBuilder的数字编码和译码器设计方法
MATLAB/DSPBuilder层次化设计及基于DSPBuilder的电路设计方法
MATLAB/DSPBuilder层次化设计的概念和设计方法
基于MATLAB/DSPBuilder的DDS设计、FSK调制器的设计、正交信号发生器的设计、数控移相信号发生器的设计、幅度调制信号发生器的设计
数字编码和译码器的设计:
伪随机序列发生器的设计
硬件环HIL仿真设计:
HIL仿真流程,FSK的仿真
状态机设计;
FIFO控制状态机设计,
第二二讲
第10章
DSPBuilder设计深入
基于DSPBuilder的FIR数字滤波器设计、不同阶常系数FIR滤波器设计,使用MATLAB滤波器设计工具。
VHDL模块插入仿真与设计
基于DSPBuilder的FIR数字滤波器设计
FIR滤波器的原理,介绍滤波器的基本知识
介绍滤波器的阶数的概念
不同阶数滤波器的设计方法
利用MATLAB中滤波器设计工具来设计滤波器
利用FIRIP核来设计滤波器
VHDL模块插入与仿真
正交幅度调制与解调模型设计
基于IP核的数字编译码器设计
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