EDA技术课程教案河北工业大学.docx
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EDA技术课程教案河北工业大学
河北工业大学课程教案
学年第学期
学院(部)信息工程学院
系(教研室)EDA技术课程组
课程名称EDA技术
任课专业、年级、班级
主讲教师姓名刘艳萍等
职称、职务教授
使用教材EDA实用技术及应用
EDA技术课程说明
一、课程基本情况
课程类别:
专业基础课
总学时:
36学时
实验、上机学时:
另外开课EDA技术实验24学时
二、课程性质
本课程是电子信息、通信和电子科学技术专业一门重要的学科基础课程,在第三学年上半学期开设,课程计划总学时为32学时。
主要任务是介绍现代电子系统的设计方法及实现途径,使学生“掌握一种硬件描述语言,熟悉一种设计工具”,进而掌握更多先进的设计方法和工具,对将来在工作中应用EDA技术打下初步的基础。
三、课程的教学目的和基本要求
通过学习与实践,使学生接触、了解、进而初步掌握最先进的电子系统设计技术,学习可编程逻辑器件的一般编程方法和设计思想,并培养他们的抽象思维能力和创新意识;提高学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力;锻炼学生应用EDA解决小型数字系统设计的能力。
四、本课程与其它课程的联系
先修课《电路理论》、《数字电子》等课程是学习该课程的基础。
同时,通过学习本门课有助于对其它专业课的理解和掌握,为后续课程奠定基础。
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
EDA概述
课时安排
2学时
授课时间
第1次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
EDA技术的涵义和主要内容
2.熟悉:
现代数字系统的设计方法
3.了解:
EDA技术的应用前景
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
EDA技术的基本概念、特点和一些重要的术语
EDA技术实现的载体和EDA工具
EDA设计的开发流程
现代数字系统的设计方法
EDA技术的应用前景
2.重点:
掌握EDA技术的涵义和主要内容,以及数字系统的设计方法。
3.难点:
理解EDA技术实现的载体----超大规模可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)和EDA工具-----VHDL语言、编辑器、综合器、仿真器和适配器。
讲课进程和时间分配:
一EDA技术的涵义约20分钟
二EDA技术的主要内容约30分钟
三数字系统应用设计概述约40分钟
四EDA技术的应用展望约10分钟
讨论、思考题、作业:
思考题:
数字系统的设计方法中传统设计方法和VHDL设计方法的区别是什么?
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
VHDL的语言要素
课时安排
4学时
授课时间
第2次课、第3次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
VHDL的客体分类及其性质,VHDL语言的数据类型中的标准数据类型BIT、BIT_VECTOR、INTEGER及用户自定义数据类型中的枚举类型、IEEE库中的STD_LOGIC及STD_LOGIC_VECTOR数据类型,VHDL的命名规则、VHDL运算符
2.熟悉:
VHDL语言数据类型的服务对象
3.了解:
VHDL的其它数据类型
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
VHDL的客体(数据对象)
VHDL语言的数据类型
VHDL运算符
2.重点:
VHDL的客体信号与变量的含义与区别
数据类型的应用及用户自定义数据类型
运算操作符中同级别优先级的使用
3.难点:
理解客体、数据类型与运算操作符三者的关系,进行正确选择。
讲课进程和时间分配:
一VHDL数据对象约40分钟
二VHDL语言的数据类型约60分钟
三VHDL运算符约30分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材2-22-32-42-62-82-10
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
VHDL语言设计的基本单元及构成、子结构描述
课时安排
2学时
授课时间
第4次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
VHDL语言设计的基本单元以及各个单元的构成和程序格式。
2.熟悉:
VHDL语言与各运算操作符之间的关系及VHDL设计实体的基本框架数据类型的服务对3.了解:
VHDL的其它运算操作符
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
VHDL语言设计的基本单元及构成
子结构描述(PROCESS语句结构)
2.重点:
PROCESS语句;VHDL语言设计的基本单元以及各个单元的实体说明、结构体说明
3.难点:
理解PROCESS语句的启动、通信,以及在设计实体中如何正确使用
讲课进程和时间分配:
一PROCESS语句结构约35分钟
二VHDL程序完整结构及基本单元约15分钟
三VHDL语言的实体说明约25分钟
四VHDL语言中结构体说明约25分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材2-112-122-133-23-43-163-173-18
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
VHDL语言的子结构描述
课时安排
2学时
授课时间
第5次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
子结构描述的PROCESS语句结构
2.熟悉:
BLOCK语句结构以及子程序语句结构
3.了解:
子程序语句结构的作用
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
PROCESS语句结构
BLOCK语句结构
子程序语句结构
子程序的调用
2.重点:
PROCESS语句结构
3.难点:
PROCESS语句中信号赋值的操作过程及子程序语句结构的使用,,多进程语句的通信;
讲课进程和时间分配:
一PROCESS语句结构约30分钟
二BLOCK语句结构约20分钟
三子程序语句结构约50分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材3-53-63-73-10
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
VHDL语言的构造体描述的几种方法及库包集合与配置
课时安排
2学时
授课时间
第6次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
VHDL语言构造体的几种描述方法中的结构描述方法、库和包集合的调用方法
2.熟悉:
几种描述方法中的行为及描述方法与数据流描述方法,常用的库和包集合
3.了解:
配置的作用及其使用方法
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
行为及描述方法
数据流描述方法
结构的描述方法
VHDL语言中库和包集合的调用
配置
2.重点:
行为及描述方法
数据流描述方法
结构的描述方法
VHDL语言中库和包集合的调用
3.难点:
VHDL语言构造体的几种描述方法的理解与使用;库、包集合和配置的理解;
讲课进程和时间分配:
一VHDL语言构造体的几种描述方法约60分钟
二VHDL语言中库和包集合的配置约40分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材3-113-123-14
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
并行处理语句
课时安排
2学时
授课时间
第7次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
进程语句、并发信号赋值语句、条件信号赋值语句、选择信号赋值语句、元件例化语句
2.熟悉:
条件信号赋值语句、选择信号赋值语句的区别与特点,元件例化语句应用的描述方法
3.了解:
块语句、并发过程调用语句、生成语句
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
并行描述语句介绍
并行信号赋值语句
进程(process)语句
元件例化语句
2.重点:
掌握并行信号赋值语句、进程语句、元件例化语句的应用。
3.难点:
理解各种并行信号赋值语句的区别,元件例化语句应用,选择正确语句进行各种数字电路描述。
讲课进程和时间分配:
一并行描述语句介绍约10分钟
二并行信号赋值语句约50分钟
三进程(process)语句和块语句约10分钟
四元件例化语句约30分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材4-104-114-124-134-14
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
并发描述语句及顺序描述语句
课时安排
2学时
授课时间
第8次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
顺序赋值语句、IF语句以及它们的应用
2.熟悉:
LOOP语句及应用
3.了解:
生成语句的应用
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
生成语句
顺序描述语句介绍
顺序赋值语句及应用
IF语句及应用
2.重点:
掌握顺序赋值语句与并行赋值语句的区别
掌握各种顺序语句的使用场合并正确使用
3.难点:
正确选用各种赋值语句、顺序语句进行数字电路描述。
讲课进程和时间分配:
一生成语句约30分钟
二顺序描述语句介绍约10分钟
三顺序赋值语句及应用约10分钟
四WAIT语句约10分钟
五IF语句及应用约30分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材4-24-44-54-64-8
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
顺序描述语句、属性
课时安排
2学时
授课时间
第9次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
属性的概念、作用及常用的属性
2.通过习题课对前四章内容进行总结
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
CASE语句及应用
LOOP语句及应用
事件发生属性
范围属性
前四章基本知识(填空、判断、改错)
2.重点:
掌握顺序赋值语句与并行赋值语句的区别
掌握各种顺序语句的使用场合并正确使用
事件发生属性
3.难点:
正确选用各种赋值语句、顺序语句进行数字电路描述。
属性基本概念的理解及应用。
讲课进程和时间分配:
一CASE语句及应用约40分钟
二LOOP语句及应用约30分钟
三属性约30分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材4-9
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
对前四章所学知识系统复习,作业讲解
课时安排
2学时
授课时间
第10次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.同前9次课要求
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.系统复习
讲课进程和时间分配:
1、系统复习
讨论、思考题、作业:
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
组和逻辑电路设计
课时安排
2学时
授课时间
第11次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
各种组和逻辑电路的基本设计方法
2.熟悉:
各种组和逻辑电路的设计思路
3.了解:
利用VHDL语言进行各种组和逻辑电路设计的技巧
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
简单门电路设计
编码器、译码器、选择器
加法器、求补器
三态门
2.重点:
掌握各种组和逻辑电路的设计方法。
3.难点:
掌握灵活利用VHDL语言进行各种组和逻辑电路设计的技巧。
讲课进程和时间分配:
一简单门电路设计约15分钟
二编码器、译码器、选择器约35分钟
三加法器、求补器约35分钟
四三态门约15分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材5-10
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
缓冲器、时序电路设计
课时安排
2学时
授课时间
第12次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
缓冲器及各种时序逻辑电路的基本设计方法
2.熟悉:
各种时序逻辑电路的设计思路
3.了解:
利用VHDL语言进行各种时序电路设计的技巧
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
时钟信号与复位信号的描述
锁存器
寄存器
2.重点:
掌握各种时序逻辑电路的设计方法。
3.难点:
掌握灵活利用VHDL语言进行各种时序电路设计的技巧。
讲课进程和时间分配:
一时钟信号与复位信号的描述约15分钟
二锁存器约25分钟
三寄存器约25分钟
四计数器约35分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材5-15—9
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
计数器及计数器应用
课时安排
2学时
授课时间
第13次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
计数器及应用计数器进行各种时序电路的设计方法
2.熟悉:
偶分频器、奇分频器、序列信号发生器的设计思路
3.了解:
计数器的其它用途
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
特定计数值的计数器及通用计数器
偶分频器
任意置分频系数的偶分频器
奇分频器
序列信号发生器
具有显示功能的计数器
2.重点:
掌握计数器及应用计数器进行各种时序电路的设计方法。
3.难点:
灵活利用学过的各个模块进行复杂电路设计的方法。
讲课进程和时间分配:
一计数器约40分钟
二分频器约25分钟
三任意置分频系数的偶分频器约15分钟
四序列信号发生器约10分钟
五彩灯控制器约10分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材5-75-85—14
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
状态机设计
课时安排
2学时
授课时间
第14次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法
2.熟悉:
状态机设计的一般方法
3.了解:
状态机的描述风格
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
状态机设计的一般方法
Moore状态机的VHDL描述
Mealy状态机的VHDL描述
状态机的应用
2.重点:
掌握Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法。
3.难点:
状态机在系统设计中的灵活应用。
讲课进程和时间分配:
一状态机设计的一般方法约20分钟
二Moore状态机的VHDL描述约30分钟
三Mealy状态机的VHDL描述约20分钟
四状态机应用约30分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材5-115-12
思考题:
如何采用状态机实现交通灯控制器的设计?
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
状态机设计
课时安排
2学时
授课时间
第15次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法
2.熟悉:
状态机设计的一般方法
3.了解:
状态机的描述风格
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
状态机的应用
状态机的容错设计
2.重点:
掌握Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法。
3.难点:
状态机在系统设计中的灵活应用。
讲课进程和时间分配:
一回忆上节课内容约5分钟
二状态机应用约40分钟
三状态机的容错设计约20分钟
四对第五章内容整体回顾约35分钟
讨论、思考题、作业:
作业:
教材5-115-12
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
应用系统设计举例
课时安排
2学时
授课时间
第16次课
教学目的和要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):
1.掌握:
前几章所学知识的综合运用
2.熟悉:
数字钟的系统设计实现
3.了解:
数字钟的系统设计实现方法
教学内容(包括基本内容、重点、难点):
1.基本内容:
数字钟设计
2.重点:
掌握数字钟的系统设计方法。
3.难点:
综合运用所学知识,灵活应用与各种系统设计中。
讲课进程和时间分配:
功能划分约20分钟
通用计数器设计约10分钟
2、系统的顶层设计约10分钟
3、各功能模块实现约60分钟
讨论、思考题、作业:
思考题:
阅读教材附录中数字钟的程序,预习实验内容。
参考资料(含参考书、文献等):
1)EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社
2)VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社
授课类型(请打√):
理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□
教学方式(请打√):
传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□
教学资源(请打√):
多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□
EDA技术课程教案
授课题目(教学章、节或主题):
可编程逻辑器件基础、仿真及逻辑综合
课时安排
2学时
授课时间
第17次课
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