《FPGA設計與應用》課程教學大綱課程代碼：ABJD0621課程中文名稱:FPGA設計與應用課程英文名稱：DesignandApplicationofFPGA課程性質：專業選修課課程學分數：3學分課程學時數：48學時（40+8）授課對象：電子信息工程本課程的前導課程：模擬電路技術，數字電路技術一、課程簡介本課程的任務在于系統地介紹FPGA的基本知識、常用的開發FPGA的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FPGA開發的能力；使學生掌握應用計算機的實際工程設計能力；熟練掌握設計輸入方法、VerilogHDL設計優化，能進行基于FPGA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FPGA設計軟件基本知識和使用方法，掌握利用計算機輔助設計軟件開發自主課題的方法。通過對FPGA技術的學習，使學生對已學過的數字電路設計有更加深刻的了解。本課程是電子信息專業的基礎理論課程之一。它集中了數字電子技術基本理模擬電子技術等內容。因此,本課程具有工程性。同時，本課程是一門與實際緊密結合的課程，涵蓋了較多的課程實踐內容。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可編程現場邏輯器件（FPGA）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。也為今后使用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。二、教學基本內容和要求（一）緒論課程教學要求：1、知道可編程邏輯器件的發展。2、了解Verilog歷史與發展。（二）FPGA硬件特性與Verilog編程技術課程教學內容：FPGA的結構與工作原理；FPGA產品概述；FPGA的編程與配置；VerilogHDL的設計特點；VerilogHDL的設計流程。課程的重點、難點：重點：用VerilogHDL解決實際數字系統設計中問題的設計流程難點：實際應用中的FPGA的編程與配置；Verilog的設計流程課程教學要求：1、了解可編程現場可編程邏輯器件（FPGA）的結構以及工作原理。3、了解FPGA的產品概述。4、掌握FPGA的編程和配置方法。5、了解VerilogHDL與其他硬件描述語言的異同點。6、理解VeillogHDL的設計特點7、掌握VerilogHDL的設計流程（三）QuartusⅡ使用方法課程教學內容：QuartusⅡ簡介；QuartusⅡ原理圖輸入設計方法；課程的重點、難點：重點：QuartusⅡ設計輸入方法難點：QuartusⅡ設計輸入方法，宏功能模塊課程教學要求：1、了解QuartusⅡ設計流程2、理解實例分析3、掌握QuartusⅡ原理圖輸入設計方法4、掌握QuartusⅡ文本輸入設計方法5、了解QuartusⅡ使用宏功能模塊設計方法。（四）VerilogHDL基礎設計課程教學內容：模塊結構；數據類型及其常量及變量；運算符及表達式；賦值語句和塊語句；條件語句；循環語句；結構說明語句系統函數與任務課程的重點、難點：重點：各種描述語句，各種運算符及表達式難點：各種描述語句的應用課程教學要求：1、掌握模塊的結構。2、掌握各種數據類型。3、掌握各種算術運算和邏輯運算。4、掌握各種語句以及應用。5、理解系統任務以及運用。（五）組合邏輯與時序邏輯的數字系統設計課程教學內容：門級結構描述；VerilogHDL的行為描述建模；各種組合邏輯電路分析與設計；各種時序邏輯電路分析與設計。課程的重點、難點：重點：各種組合邏輯電路分析與設計；各種時序邏輯電路分析與設計難點：VerilogHDL的行為描述建模課程教學要求：1、掌握門結構的各種描述方法。2、理解VerilogHDL的行為描述建模。3、掌握各種常用純組合邏輯模塊的設計方法。4、掌握各種常用時序邏輯模塊的設計方法。（六）狀態機課程教學內容：狀態機設計相關語句；多進程狀態機；單進程Moore狀態機；Mealy有限狀態機的設計。課程的重點、難點：重點：Moore狀態機，Mealy狀態機難點：Moore狀態機，Mealy狀態機實例分析與設計課程教學要求：1、理解狀態機的結構。2、了解非結構狀態機。3、掌握Moore狀態機，Mealy狀態機4、掌握Moore狀態機，Mealy狀態機實例分析5、了解Moore狀態機，Mealy狀態機實例設計三、實驗教學內容及基本要求序號實驗名稱講授課學時數實驗性質1Quartus原理圖、文本設計2基礎性實驗2FPGA硬件特性與Verilog編程技術2設計性實驗3VerilogHDL基礎2設計性實驗4QuartusII使用方法2基礎性實驗四、教學方法與手段課堂講解和討論、實驗鞏固五、各教學環節學時分配章次教學內容講授課學時數實驗課學時數1緒論202FPGA硬件特性與Verilog編程技術403QuartusII使用方法824VerilogHDL基礎1225組合邏輯與時序邏輯的數字系統設計826狀態機427復習20總計408六、考核方式與成績評定標準1、考核方法：按照課堂表現占30%，作業成績占30%，課程考核成績占40%綜合評定。2、成績評定：最后以優秀、良好、中等、及格和不及格五個等級評定課程總成績。七、教學參考資源參考書目：夏宇聞編著，《Ver