制订：光电教研室 执笔人：郭建涛 2015年8月2日 审核人：涂友超 2015年8月3日
7 制 订：光电教研室 执笔人：郭建涛 2015 年 8 月 2 日 审核人：涂友超 2015 年 8 月 3 日
信阳师范学院物理电子工程学院 《EDA技术》课程教学大纲 课程编号：04211283 课程性质：专业方向课 先修课程：数字电子技术 适合专业：电子科学与技术 开设学期：第四学期 考试方式：闭卷笔试 总学时数：54 学分：3 (一)课程教学目标 本课程是电类本科专业一门重要的专业课，是专业学生所必须具备的现代电 子设计技术技能知识。EDA是电子技术的发展方向，也是电子技术教学中必不 可少的内容，随着半导体和计算机技术的不断发展，电子工程设计逐步实现了自 动化，即电子设计自动化(Electronic Design Automation,简称EDA)。通过本课 程的学习，学生应具备中小规模可编辑逻辑器件的开发能力，初步建立硬件电路 思维，并掌握基础的Verilog语法。 在教学方式上，坚持“以学生为中心”的原则，以项目任务驱动的方式，采取 理论知识与案例相结合的方式授课，提高学生的学习主动性。通过必要的理论知 识讲授、大量的实践训练和案例分析，培养学生的动手设计和实践能力，掌握 EDA开发的整个流程和基本技巧。课程采用演示讲授和实践相结合，边讲边练 的方法，让学生切身体会并掌握EDA开发产品的流程和方法。 (二)课程的目的与任务 本课程的任务主要是使学生了解现代电子线路设计自动化的基本流程，了解
8 信阳师范学院物理电子工程学院 《EDA 技术》课程教学大纲 课程编号：04211283 课程性质：专业方向课 先修课程：数字电子技术 适合专业：电子科学与技术 开设学期：第四学期 考试方式：闭卷笔试 总学时数： 54 学 分：3 （一）课程教学目标 本课程是电类本科专业一门重要的专业课，是专业学生所必须具备的现代电 子设计技术技能知识。EDA 是电子技术的发展方向，也是电子技术教学中必不 可少的内容，随着半导体和计算机技术的不断发展，电子工程设计逐步实现了自 动化，即电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称 EDA）。通过本课 程的学习，学生应具备中小规模可编辑逻辑器件的开发能力，初步建立硬件电路 思维，并掌握基础的 Verilog 语法。 在教学方式上，坚持“以学生为中心”的原则，以项目任务驱动的方式，采取 理论知识与案例相结合的方式授课，提高学生的学习主动性。通过必要的理论知 识讲授、大量的实践训练和案例分析，培养学生的动手设计和实践能力，掌握 EDA 开发的整个流程和基本技巧。课程采用演示讲授和实践相结合，边讲边练 的方法，让学生切身体会并掌握 EDA 开发产品的流程和方法。 （二）课程的目的与任务 本课程的任务主要是使学生了解现代电子线路设计自动化的基本流程，了解
CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的硬件结构、原理和特性：熟悉和掌握EDA 设计方法、设计语言、开发软件和设计实例。通过学习，提高学生应用计算机和 设计软件对电子电路进行自动化设计和分析的能力，为今后的学习和就业奠定基 础。 (三)理论教学的基本要求 了解EDA技术的一般内涵和可编程逻辑器件的发展路线：理解FPGA的工 作原理，理解Verilog中阻塞与非阻塞赋值的区别；掌握基于Verilog的常用组合 逻辑电路和时序电路设计手段，掌握简单的同步有限状态机设计过程。了解 Testbench仿真步骤及常用的仿真语法， (四)实践教学要求 实验（上机）学时18，应开实验项目个数6，可根据实际情况另外选开1-2 个。具体实验参见实验课程标准 实验项 实验项目 实验内容提要 目编号 名称 自行选择一个组合逻辑电路， 完成代码绵译，直至编译成功 简单组合 042112830 要求：学会新建quartus ll工程， 电路设计 学会添加源代码，并能够修正 3 验证型 3 必开 常见的语法错，鼓励自行编译 代码。 了解FPGA/CpLD器件，熟悉开 发板：掌握Verilog的基础语法， 0421128302 LED闪烁 理解时序设计的手段：掌抄 3 设计型 3 必开 控制 Quartus软件的使用，能够运 用QuartusⅡ进行设计和器件编 积。 1位数码 掌握数码管静态显示的硬件原 042112830 学握数码管静态显示的编 管静态湿 6 程方法：利用硬件实验开发板 设计型 3 必开 示 哈证测试数码管静态品示。 堂提数码管/点阵动态显示的 件原理，学数码管/占陈云 0421128304 管动态 态显示的编程方法 利用硬 设计型 3 必开 实验开发板验证测试数码管 点阵动态显示
9 CPLD 和 FPGA 等可编程逻辑器件的硬件结构、原理和特性；熟悉和掌握 EDA 设计方法、设计语言、开发软件和设计实例。通过学习，提高学生应用计算机和 设计软件对电子电路进行自动化设计和分析的能力，为今后的学习和就业奠定基 础。 （三）理论教学的基本要求 了解 EDA 技术的一般内涵和可编程逻辑器件的发展路线；理解 FPGA 的工 作原理，理解 Verilog 中阻塞与非阻塞赋值的区别；掌握基于 Verilog 的常用组合 逻辑电路和时序电路设计手段，掌握简单的同步有限状态机设计过程。了解 Testbench 仿真步骤及常用的仿真语法。 （四）实践教学要求 实验（上机）学时 18， 应开实验项目个数 6，可根据实际情况另外选开 1-2 个。具体实验参见实验课程标准。 实验项 目编号 实验项目 名称 实验内容提要 学时 分配 实验 类型 每组 人数 必开/ 选开 0421128301 简单组合 电路设计 自行选择一个组合逻辑电路， 完成代码编译，直至编译成功， 要求：学会新建 quartus II 工程， 学会添加源代码，并能够修正 常见的语法错，鼓励自行编译 代码。 3 验证型 3 必开 0421128302 LED 闪烁 控制 了解 FPGA/CPLD 器件，熟悉开 发板；掌握 Verilog 的基础语法， 理解时序设计的手段；掌握 Quartus II 软件的使用，能够运 用Quartus II 进行设计和器件编 程。 3 设计型 3 必开 0421128303 1 位数码 管静态显 示 掌握数码管静态显示的硬件原 理；掌握数码管静态显示的编 程方法；利用硬件实验开发板 验证测试数码管静态显示。 6 设计型 3 必开 0421128304 8 位数码 管动态显 示 掌握数码管/点阵动态显示的 硬件原理；掌握数码管/点阵动 态显示的编程方法；利用硬件 实验开发板验证测试数码管/ 点阵动态显示。 6 设计型 3 必开
彩色LFD学习利用CpLD控制彩色LFD跑 421128305 跑马灯 马灯： 握利用语言纸 设计型 3 选升 的实现 写LED跑马灯源程序的方法。 数字钟的 设计一个具有时、分、秒显示 0421128306 的数字钟：要求该数字钟具有 6 设计 设计型 3 选开 校时、闹时与整点报时功能。 (五)教学学时分配数 理论课总学时32.36学时，各章节分配如下： 总学 学时分配 章次 各章名称 讲课实验上机课外小计 第1章 EDA技术概论 第2章FPGA与CPLD的结构原理 第3章 组合电路的Verilog设计 第5章 时序电路的Verilog设计 EDA工具应用深入及LPM 第67章 6 宏模块的应用（选讲） 第8章 Verilog设计深入 6 第9章Verilog系统设计优化 6 第10章 Verilog状态机设计技术 6 第13章 Verilog语法补充说明 3 第l4章TestBench仿真介绍（选讲） 3 总计 48-5430-3618 48-54 (六)大纲内容 第1章EDA技术概论 教学目的：从电子电路的发展历史引入EDA的概念，并介绍不同时期EDA 的理念，使同学理解EDA的内涵 教学基本要求：掌握EDA的含义及应用场合，了解EDA的典型开发过程及 常用专业软件，理解EDA综合的含义。 教学内容：EDA技木及其发展、EDA技木的实现目标，Verilog与VHDL各 自的发展历史、HDL综合以及EDA自上而下的设计技术。 10
10 0421128305 彩色 LED 组跑马灯 的实现 学习利用CPLD 控制彩色LED 跑 马灯；掌握利用 Verilog 语言编 写 LED 跑马灯源程序的方法。 6 设计型 3 选开 0421128306 数字钟的 设计 设计一个具有时、分、秒显示 的数字钟；要求该数字钟具有 校时、闹时与整点报时功能。 6 设计型 3 选开 （五）教学学时分配数 理论课总学时 32-36 学时，各章节分配如下： 章次 各章名称 总学 时 学 时 分 配 讲课 实验 上机 课外 小计 第 1 章 EDA 技术概论 3 3 3 第 2 章 FPGA 与 CPLD 的结构原理 3 3 3 第 3 章 组合电路的 Verilog 设计 9 6 3 9 第 5 章 时序电路的 Verilog 设计 9 6 3 9 第 6/7 章 EDA 工具应用深入及 LPM 宏模块的应用（选讲） 6 3 3 6 第 8 章 Verilog 设计深入 6 3 3 6 第 9 章 Verilog 系统设计优化 6 3 3 6 第 10 章 Verilog 状态机设计技术 6 3 3 6 第 13 章 Verilog 语法补充说明 3 3 3 第 14 章 TestBench 仿真介绍（选讲） 3 3 3 总计 48-54 30-36 18 48-54 （六）大纲内容 第 1 章 EDA 技术概论 教学目的：从电子电路的发展历史引入 EDA 的概念，并介绍不同时期 EDA 的理念，使同学理解 EDA 的内涵 教学基本要求：掌握 EDA 的含义及应用场合，了解 EDA 的典型开发过程及 常用专业软件，理解 EDA 综合的含义。 教学内容：EDA 技木及其发展、EDA 技木的实现目标，Verilog 与 VHDL 各 自的发展历史、HDL 综合以及 EDA 自上而下的设计技术
教学提示：EDA牵涉的专业名字极多，作为第一次上课，不要求学生过多的 记忆相关专业术语，而是尽可能使之理解EDA的涵义与作用，同时复习数字电 子技术的相关专业知识。 教学重点和难点：EDA综合的概念、HDL语言的概念 学法指导：课后主动上网查阅资料，进一步了解EDA的作用，激发学习兴 趣。 作业：用自己的话描述EDA综合的过程。 小结：本章牵涉知识面很广，主要是使学生初步建立EDA的概念，并简单 介绍后续的章节安排。 详细大纲 1.1EDA技木及其发展 首先介绍早期的分立式元器件设计方法，以国外某发烧友花费4年时间自制 CPU为例，说明这种传统设计方法的低效性。然后介绍从上世纪0年代到21 世纪EDA技术的飞速发展，最终介绍狭义EDA与广义EDA之分（本教材主要 是狭义EDA技术) 1.2EDA技木实现目标 1)可编程逻辑器件（讲述重点） 2)半定制或全定制ASIC 3).混合ASIC l.3硬件括述语言Verilog HDL(详细介绍) VerilogHDL的特点，与C语言接近，易于上手等。业界市场占有率>80% 1.4其他常用HDL VHDL,以及VHDL与Verilog的比较。 System Verilog System C 1.5HDL综合：首先介绍不同层次上的综合概念，然后将综合与软件编译作 对比 图1-2：编译器和综合的功能比较：图13HDL综合器运行流程 需要学生深入理解综合的概念，不能与软件编译器的编译相混淆 1.6自顶向下的设计技术（详细介绍） 11
11 教学提示：EDA 牵涉的专业名字极多，作为第一次上课，不要求学生过多的 记忆相关专业术语，而是尽可能使之理解 EDA 的涵义与作用，同时复习数字电 子技术的相关专业知识。 教学重点和难点：EDA 综合的概念、 HDL 语言的概念 学法指导：课后主动上网查阅资料，进一步了解 EDA 的作用，激发学习兴 趣。 作业：用自己的话描述 EDA 综合的过程。 小结：本章牵涉知识面很广，主要是使学生初步建立 EDA 的概念，并简单 介绍后续的章节安排。 详细大纲 1.1 EDA 技木及其发展 首先介绍早期的分立式元器件设计方法，以国外某发烧友花费 4 年时间自制 CPU 为例，说明这种传统设计方法的低效性。然后介绍从上世纪 70 年代到 21 世纪 EDA 技术的飞速发展，最终介绍狭义 EDA 与广义 EDA 之分（本教材主要 是狭义 EDA 技术） 1.2 EDA 技木实现目标 1) .可编程逻辑器件（讲述重点） 2) .半定制或全定制 ASIC 3) .混合 ASIC 1.3 硬件括述语言 Verilog HDL（详细介绍） VerilogHDL 的特点，与 C 语言接近，易于上手等。业界市场占有率>80% 1.4 其他常用 HDL VHDL，以及 VHDL 与 Verilog 的比较。 System Verilog 和 System C 1.5 HDL 综合：首先介绍不同层次上的综合概念，然后将综合与软件编译作 对比 图 1-2:编译器和综合的功能比较；图 1-3 HDL 综合器运行流程 需要学生深入理解综合的概念，不能与软件编译器的编译相混淆 1.6 自顶向下的设计技术（详细介绍）