1、可編程邏輯器件原理與應用課程教學大綱Principle and Application of Programmable Logic Device課程編號：17144 適用專業：電子學院本科各專業學時數：64        學分數：4 執筆者：謝 亮 編寫日期：2005年12月一、課程的性質和目的可編程邏輯器件原理與應用是高等院校工科本科電子、信息類專業一門重要的專業課程。本課程的任務在于系統地介紹EDA的基本知識、常用的EDA工具的使用方法和目標器件的結構原理，初步掌握在計算機的操作環境中EDA開發的能力；使學生掌握應用計算機的實際工程設計能力

2、；熟練掌握設計輸入方法、VHDL設計優化，能進行基于EDA技術較典型設計項目的開發設計。通過本課程的學習，使得學生學習掌握常規電子設計自動化軟件基本知識和使用方法，掌握利用計算機輔助設計(CAD技術)軟件開發自主課題的方法。通過對EDA技術的學習，使學生對已學過的電路和模擬電路以及微機原理等課程有更加深刻的了解。二、課程的教學內容和學時分配（一）概述1、了解EDA技術及其發展方向、EDA技術的應用對象、硬件描述語言、EDA技術的優勢、專用集成電路設計流程。2、理解面向FPGA的EDA開發流程和開發工具。3、理解IP核。4、了解Quartus II開發平臺。（二）PLD硬件特性與編程技術1、了解

3、PLD的發展。2、了解PLD的原理。3、了解CPLD和FPGA的結構與工作原理。4、了解FPGACPLD測試技術5、理解CPLD和FPGA的編程與配置方法。6、了解主流CPLD/FPGA產品。（三）VHDL入門1、掌握簡單組合邏輯電路的VHDL描述。2、掌握簡單時序邏輯電路的VHDL描述。（四）Quartus II的HDL輸入設計1、掌握EDA集成開發環境（IDE）Quartus II軟件文本設計輸入、創建工程、編譯、時序仿真、應用RTL電路觀察器。2、掌握EDA集成開發環境（IDE）Quartus II軟件設置引腳鎖定、編程以及配置。3、掌握SignlTap II時實測試。（五）VHDL深入

4、1、掌握數據對象。2、掌握雙向和三態電路信號賦值。3、掌握IF語句、進程語句。4、理解并行語句和仿真延時。（六）圖形設計方法1、掌握EDA集成開發環境（IDE）Quartus II軟件圖形設計輸入的方法。2、掌握應用LPM的原理圖設計的方法。（七）LPM參數化宏模塊應用1、掌握LPM的使用。2、掌握LPM的應用。（八）有限狀態機設計技術1、理解VHDL的一般狀態機。2、理解Moore和Mealy狀態機的設計。3、理解狀態機的編碼和非法處理。（九）設計優化和時序分析1、理解資源優化和速度優化。2、了解優化設置與時序分析。3、了解Chip Editory應用。（十）VHDL程序結構與規則掌握VHD

5、L實體、結構體、子程序、庫、程序包、配置、文字規則、數據類型和操作符。（十一）VHDL語句掌握VHDL順序語句、并行語句、屬性描述與定義語句。（十二）VHDL仿真1、了解VHDL源程序仿真、仿真激勵信號產生、VHDL測試基準、VHDL系統級仿真。2、了解ModelSim進行VHDL仿真。3、了解VHDL的RTL表述。各項內容安排詳見下表：序號內 容課時數備注1概述22PLD硬件特性與編程技術23VHDL入門64Quartus II的HDL輸入設計45VHDL深入66圖形設計方法27LPM參數化宏模塊應用48有限狀態機設計技術69設計優化和時序分析410VHDL程序結構與規則611VHDL語句4

6、12VHDL仿真213實驗1614合計64三、課程教學的基本要求在本課程具體內容講述中突出重點和難點，并將理論知識融合到電子設計自動化（EDA）開發設計實例中，使學生在學習了相關知識后能夠立即動手具有一定應用價值的電路，真正做到學以致用。也為今后學習和使用其他電子設計方法做專用集成芯片打下基礎。學生在學習這門課程時要重視實踐，重視應用開發，重視理解，切勿死記硬背。四、本課程與其它課程的聯系與分工為學習本課程，學生應該具有一定的數字電子技術基礎和高級語言（如C語言）程序設計基礎。五、建議教材與教學參考書1 潘松，黃繼業.EDA技術與VHDL.北京：清華大學出版社，20052 潘松，黃繼業.EDA技術實用教程（第二版）.北京：科學出版社，20053 潘松，黃繼業.SOPC技術實用教程.北京：清華大學出版社，20054 曾泰繁，陳美金.VHDL程序設計.北京：清華大學出版社，20005 劉明業 等.集成電路/計算機硬件描述語言VHDL高等教程. 北京：清華大學出版社，20