3《电子科学与技术专业英语》，闫小兵、师建英、赵瑞编，北京：科学出版社，2019。4.《忆阻器导论》，谬向水、李祎、孙华军、薛堪豪主编，北京：科学出版社，2018。八、编制与审核负责人工作内容完成时间高勤编制（任课教师）2024.6.6林#早2024.6.6审核（学科、专业负责人）闻小永2024.6.6批准（主管院长）19
19 3. 《电子科学与技术专业英语》，闫小兵、师建英、赵瑞编，北京：科学出版社，2019。 4. 《忆阻器导论》，谬向水、李袆、孙华军、薛堪豪主编，北京：科学出版社，2018。 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 2024.6.6 审核（学科、专业负责人） 2024.6.6 批准（主管院长） 2024.6.6
《FPGA设计及应用》课程教学大纲课程名称课程编码IST508FPGA设计及应用FPGA Design and英文名称考核方式■考试口考查Application公共必修课学分2口专业必修课口公共选修课课程性质■专业选修课32总学时口补修课口其他口本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程8课程特点实验学时口双语授课课程口案例课程口校企联合课程口其他先修课程（已具《模拟电子》《数字电子》《电路》备知识能力）适用学科/专业电子科学与技术/学术型、专业型学位类别（领域）一、课程教学目标本课程的教学目标是使学生熟练掌握FPGA的硬件结构；掌握当今主流的FPGA产品构成；熟练掌握利用VerilogHDL进行芯片级硬件设计的常规开发方法和开发技巧；深入理解SOPC的基本概念并掌握SOPC设计的思路、流程及方法。通过实现以上教学目标达成本学科的培养目标，达到在思想上热爱祖国，遵纪守法，品德高尚，学风严谨，具有较强的事业心，积极为社会主义精神文明建设事业服务；在业务水平和能力上掌握FPGA设计及应用方面的专门知识，了解相关领域国内外发展动态和趋势，具有较广阔的相关知识背景和研究技能，能结合实际间题进行创新性的科学研究、应用开发及教学工作。20
20 《FPGA 设计及应用》课程教学大纲 课程名称 FPGA 设计及应用 课程编码 IST508 英文名称 FPGA Design and Application 考核方式 ■考试 □考查 课程性质 □公共必修课 □专业必修课 □公共选修课 ■专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 □本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 8 先修课程（已具 备知识能力） 《模拟电子》 《数字电子》 《电路》 适用学科/专业 学位类别（领域） 电子科学与技术/学术型、专业型 一、课程教学目标 本课程的教学目标是使学生熟练掌握FPGA的硬件结构；掌握当今主流的 FPGA产品构成； 熟练掌握利用 Verilog HDL 进行芯片级硬件设计的常规开发方法和开发技巧；深入理解 SOPC 的基本概念并掌握 SOPC 设计的思路、流程及方法。 通过实现以上教学目标达成本学科的培养目标，达到在思想上热爱祖国，遵纪守法，品 德高尚，学风严谨，具有较强的事业心，积极为社会主义精神文明建设事业服务；在业务水 平和能力上掌握 FPGA 设计及应用方面的专门知识，了解相关领域国内外发展动态和趋势， 具有较广阔的相关知识背景和研究技能，能结合实际问题进行创新性的科学研究、应用开发 及教学工作
二、课程教学内容提要与基本要求理论部分序号基本要求学时教学内容提要了解FPGA、HDL与SOPC三者之间的引言：FPGA、HDL与SOPC之间的关系2关系。第一部分：CPLD、FPGA硬件结构第一章浅谈可编程器件了解可编程器件在整个学科体系中1.1ASIC的分类形式所处的位置，可编程器件的分类、1.2可编程器件的发展动态特点、发展动态。第二章PLD基本结构--PAL与GAL掌握PLD的基本结构和逻辑表示；2.1PLD的基本结构了解PAL和GAL的基本结构，为掌2.2PAL器件的基本结构握CPLD基本结构打下基础。2.3GAL器件的基本结构第三章CPLD器件的基本结构与原理掌握CPLD的基本结构。第四章FPGA器件的基本结构与原理掌握FPGA的基本结构。26第五章Intel系列CPLD与FPGA5.1Intel系列器件介绍5.2高端FPGA产品-Stratix系列器掌握Altera公司主流CPLD和FPGA件产品的硬件结构、特点及使用方法。5.3中端FPGA产品-Arria系列器件5.4低端FPGA产品-Cyclone系列器件5.5CPLD产品通过以上几章的学习引导学生归纳CPLD、FPGA的结构特点，并比较异第六章再谈可编程器件同。第二部分：硬件描述语言掌握HDL语言转化为具体电路的流第一章VerilogHDL基础知识程；了解VerilogHDL语言的发展1.1硬件描述语言HDL历史；了解VerilogHDL和VHDL31.2VerilogHDL的历史14的比较；了解在复杂数字电路设计1.3Veri1ogHDL和VHDL的比较中采用硬件描述语言的优势；初步1.4采用硬件描述语言设计复杂数字了解VerilogHDL的设计流程。电路的优点21
21 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 引言: FPGA、HDL 与 SOPC 之间的关系 了解 FPGA、HDL 与 SOPC 三者之间的 关系。 2 2 第一部分：CPLD、FPGA 硬件结构 第一章 浅谈可编程器件 1.1 ASIC 的分类形式 1.2 可编程器件的发展动态 了解可编程器件在整个学科体系中 所处的位置，可编程器件的分类、 特点、发展动态。 6 第二章 PLD 基本结构-PAL 与 GAL 2.1 PLD 的基本结构 2.2 PAL 器件的基本结构 2.3 GAL 器件的基本结构 掌握 PLD 的基本结构和逻辑表示； 了解 PAL 和 GAL 的基本结构，为掌 握 CPLD 基本结构打下基础。 第三章 CPLD 器件的基本结构与原理 掌握 CPLD 的基本结构。 第四章 FPGA 器件的基本结构与原理 掌握 FPGA 的基本结构。 第五章 Intel 系列 CPLD 与 FPGA 5.1 Intel 系列器件介绍 5.2 高端 FPGA 产品-Stratix 系列器 件 5.3 中端 FPGA 产品-Arria 系列器件 5.4 低端 FPGA 产品-Cyclone 系列器件 5.5 CPLD 产品 掌握 Altera 公司主流 CPLD 和 FPGA 产品的硬件结构、特点及使用方法。 第六章 再谈可编程器件 通过以上几章的学习引导学生归纳 CPLD、FPGA 的结构特点，并比较异 同。 3 第二部分：硬件描述语言 第一章 Verilog HDL 基础知识 1.1 硬件描述语言 HDL 1.2 Verilog HDL 的历史 1.3 Verilog HDL 和 VHDL 的比较 1.4 采用硬件描述语言设计复杂数字 电路的优点 掌握 HDL 语言转化为具体电路的流 程；了解 Verilog HDL 语言的发展 历史；了解 Verilog HDL 和 VHDL 的比较；了解在复杂数字电路设计 中采用硬件描述语言的优势；初步 了解 Verilog HDL 的设计流程。 14
1.5Veri1ogHDL设计流程简介熟练掌握Verilog硬件描述语言的第二章Verilog的基本语法规则语法规则并可编写简单程序第三章VerilogHDL模型的不同抽象级别掌握门级建模的方法；了解开关级3.1概述建模的方法：掌握行为级建模方法：3.2门级与开关级建模了解用户定义原语。3.3用户自定义基元（UDP）3.4行为级描述建模第四章数字电路的设计与技巧4.1编写和验证简单的纯组合逻辑模掌握各种组合逻辑模块的设计与验块证方法；掌握各种时序逻辑模块的4.2复杂数字系统的构成设计与验证方法；掌握利用Verilog4.3同步状态机的原理、结构和设计HDL设计状态机的方法；掌握利用4.4设计可综合的状态机的指导原则VerilogHDL进行综合数字电路设计4.5深入理解阻塞和非阻塞赋值的方法。4.6大型程序剖析掌握SOPC设计的基本思路。掌握Altera公司NoisII设计的基2第三部分：SOPC设计基础4本流程。了解SOPC设计的基本方法。实验部分实验内容、要求及时间安排、仪器要必开/实验学序号实验项目名称求时选开类型熟悉QII集成开发环境、掌握FPGA从QII开发环境使用（流水设计开发到下载调试的全部过程、充必开设计1灯)分理解HDL、FPGA之间的关系。时间安排：引言：FPGA、HDL与SOPC22
22 1.5 Verilog HDL 设计流程简介 第二章 Verilog 的基本语法规则 熟练掌握 Verilog 硬件描述语言的 语法规则并可编写简单程序 第三章 Verilog HDL 模型的不同抽象级 别 3.1 概述 3.2 门级与开关级建模 3.3 用户自定义基元（UDP） 3.4 行为级描述建模 掌握门级建模的方法；了解开关级 建模的方法；掌握行为级建模方法； 了解用户定义原语。 第四章 数字电路的设计与技巧 4.1 编写和验证简单的纯组合逻辑模 块 4.2 复杂数字系统的构成 4.3 同步状态机的原理、结构和设计 4.4 设计可综合的状态机的指导原则 4.5 深入理解阻塞和非阻塞赋值 4.6 大型程序剖析 掌握各种组合逻辑模块的设计与验 证方法；掌握各种时序逻辑模块的 设计与验证方法；掌握利用 Verilog HDL 设计状态机的方法；掌握利用 Verilog HDL 进行综合数字电路设计 的方法。 4 第三部分：SOPC 设计基础 掌握 SOPC 设计的基本思路。 掌握 Altera 公司 NoisII 设计的基 本流程。 了解 SOPC 设计的基本方法。 2 实验部分 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要 求 必开/ 选开 实验 类型 1 QII 开发环境使用（流水 灯） 2 熟悉 QII 集成开发环境、掌握 FPGA 从 设计开发到下载调试的全部过程、充 分理解 HDL、FPGA 之间的关系。 时间安排：引言: FPGA、HDL 与 SOPC 必开 设计
之间的关系授课后。仪器要求：PC机、SOPC实验箱、QII集成开发环境。掌握利用VerilogHDL设计分频器和编码器译码器的多种方法。时间安排：第二章Verilog的基本语分频器/编码器与译码器必开设计2(二选一)法规则授课中。仪器要求：PC机、SOPC实验箱、QII集成开发环境，掌握利用Verilog HDL设计数字钟的方法。时间安排：第二章Verilog的基本语3数字钟必开综合2法规则授课后。仪器要求：PC机、SOPC实验箱、QII集成开发环境。熟练掌握利用VerilogHDL编写仿真测试代码，并在Modelsim环境中对电利用VerilogHDL编写仿路模块进行仿真测试。真测试代码，在时间安排：第二章Verilog的基本语必开综合Modelsim环境中对电路法规则授课后。模块进行仿真测试。仪器要求：PC机、QII集成开发环境、Modelsim仿真环境。三、教学方法本课程的授课以课堂面授为主，辅以网络教学，增加课堂教学的灵活性；以理论教学为主，辅以必要的实验教学，以提高学生解决实际问题的能力。四、课程思政内容1.通过梳理FPGA芯片的历史、现状及未来，使学生意识到在高科技领域，我们必须要独立自主和自力更生，努力掌握核心技术，不断的开拓进取，把个人的理想情怀与国家民族的需要契合起来。2.在理论知识和实验技能的学习过程中，培养学生积极解决问题，面对问题迎难而上的勇气与精神。3.通过对前沿技术的介绍与分析，阐述我国目前技术研究的现状及不足，培养学生不23
23 之间的关系授课后。 仪器要求：PC 机、SOPC 实验箱、QII 集成开发环境。 2 分频器/编码器与译码器 （二选一） 2 掌握利用 Verilog HDL 设计分频器和 编码器译码器的多种方法。 时间安排：第二章 Verilog 的基本语 法规则授课中。 仪器要求：PC 机、SOPC 实验箱、QII 集成开发环境。 必开 设计 3 数字钟 2 掌握利用 Verilog HDL 设计数字钟的 方法。 时间安排：第二章 Verilog 的基本语 法规则授课后。 仪器要求：PC 机、SOPC 实验箱、QII 集成开发环境。 必开 综合 4 利用Verilog HDL编写仿 真测试代码，在 Modelsim 环境中对电路 模块进行仿真测试。 2 熟练掌握利用 Verilog HDL 编写仿真 测试代码，并在 Modelsim 环境中对电 路模块进行仿真测试。 时间安排：第二章 Verilog 的基本语 法规则授课后。 仪器要求：PC 机、QII 集成开发环境、 Modelsim 仿真环境。 必开 综合 三、教学方法 本课程的授课以课堂面授为主，辅以网络教学，增加课堂教学的灵活性；以理论教学为 主，辅以必要的实验教学，以提高学生解决实际问题的能力。 四、课程思政内容 1.通过梳理 FPGA 芯片的历史、现状及未来，使学生意识到在高科技领域，我们必须要 独立自主和自力更生，努力掌握核心技术，不断的开拓进取，把个人的理想情怀与国家民族 的需要契合起来。 ２.在理论知识和实验技能的学习过程中，培养学生积极解决问题，面对问题迎难而上 的勇气与精神。 ３.通过对前沿技术的介绍与分析，阐述我国目前技术研究的现状及不足，培养学生不