《VHDL与可编程逻辑设计》教学大纲_vhdl程序设计教学大纲
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《VHDL与可编程逻辑设计》教学大纲
一、总学时：36（理论学时：20 实验学时：16）学分：2.0
二、教学目的：
现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation)技术，而EDA的技术基础是PLD（Programmable Logic Device）和EDA软件平台。通过本课程的学习使学生基本掌握在EDA软件平台上，利用硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)进行数字系统设计，完成系统的逻辑描述，完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合以及逻辑优化和仿真测试，下载到PLD中，实现既定的逻辑电子线路系统功能。
通过学习这门课程，使学生掌握利用软件设计开发硬件电路的基本技能，为以后在电子产品设计和科学研究工作中的应用打下良好基础。
三、课程内容及学时分配
第一章 概述（2学时）1.1 EDA技术及其发展 1.2 EDA技术实现目标 1.3 硬件描述语言VHDL 1.4 VHDL综合1.5 基于VHDL的自顶向下设计方法 1.6 EDA技术与传统电子设计方法的比较 1.7 EDA的未来发展趋势
第二章 EDA设计流程及其工具（2学时）2.1 FPGA/CPLD设计流程 2.2 ASIC设计流程 2.3 常见EDA工具 2.4 Quartus II概述 2.5 IP核
第三章 FPGA/CPLD结构与应用（4学时）3.1 PLD的发展历程及分类 3.2 简单PLD原理 3.3 CPLD结构与工作原理 3.4 FPGA结构与工作原理 3.5 FPGA/CPLD测试技术 3.6 FPGA/CPLD产品介绍 3.7 CPLD/FPGA的编程与配置 第四章 原理图输入设计方法（2学时）4.1 原理图设计输入
4.2 编译设计项目 4.3 设计仿真 4.4 器件编程 4.5 波形输入设计方法 第五章 VHDL语言（10学时）5.1 VHDL源程序的基本结构 5.2 VHDL语言的语法规范 5.3 VHDL语言的主要语句及其应用 5.4 用VHDL语言设计组合电路 5.5 用VHDL语言设计时序电路 第六章 状态机的设计（4学时）6.1 一般有限状态机的设计 6.2 Moore有限状态机的设计 6.3 Mealy有限状态机的设计 6.4 状态编码
6.5 状态机剩余状态处理
第七章 设计优化和设计方法（2学时）7.1 面积优化 7.2 速度优化
7.3 Quartus II的优化设计 7.4 其它设置
第八章 EDA工具软件接口（2学时）8.1 EDA软件接口流程 8.2 Synplify与Quartus II的接口 8.3 ModelSim与Quartus II的接口 第九章 EDA系统设计（2学时）9.1 高速A/D采样控制设计
上机实验（16学时）根据实际情况选做5~6个实验 1.原理图输入方法练习： 1.1 简单电路的设计 1.2 利用宏功能模块的设计 2.VHDL语言练习：
2.1 用VHDL语言设计移位寄存器 2.2 用VHDL语言设计高速A/D采样控制 2.3 用VHDL语言设计实时时钟 2.4 汽车尾灯设计 2.5 序列检测器的设计
2.6 正负脉宽数控调制信号发生器的设计 2.7 数字频率计的设计 2.8 秒表的设计
2.9 MCS–51单片机与FPGA/CPLD总线接口逻辑设计 2.10交通灯信号控制器的设计 2.11语音信箱控制系统的设计 2.12 PID控制器的设计
2.13 空调系统有限状态自动机的设计 2.14 闹钟系统的设计
（注意：上机实验2.1---2.14根据所教专业不同选择不同题目）
四、适用专业
控制理论与控制工程、通信工程、电子信息工程、现代电子技术等专业
五、先修课程
数字电子技术、模拟电子技术、电路
六、教材及主要参考书
1.潘松，黄继业．EDA技术与VHDL（第三版）．清华大学出版社，2009.9 2.李景华，杜玉远．可编程逻辑器件与EDA技术．东北大学出版社，2000 3．陈琼，潘礼． FPGA系统设计与实践 电子工业出版社，2005
七、大纲撰写人：聂 雄
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