4、GENERIC参数定义语句 5、整数数据类型 6、省略赋值操作符 7、移位操作符 8、各类运算操作对数据类型的要求 9、数据类型转换函数 IO、GENERIC参数传递映射语句 重点：全加器及其VHDL表述。 难点：乘法器及其VHDL表述。 第四章时序仿真与硬件实现 一、VHDL程序输入与仿真测试 1、编辑和输入设计文件 2、创建工程 3、全程编译前约束项目设置 4、全程综合与编译 5、仿真测试 6、RTL图观察器应用 二、引脚锁定与硬件测试 1、引脚锁定 2、编译文件下载 3、JTAG间接编程模式 4、USB-Blaster驱动程序安装方法 三、电路原理图设计流程 四、HDL版本设置及Analysis&Synthesis功能 五、利用属性表述实现引脚锁定 六、keep属性应用 七、SignalProbe使用方法 八、宏模块逻辑功能查询 重点：电路原理图设计流程。 难点：利用属性表述实现引脚锁定。 第五章 时序电路的VHDL设计 一、基本时序元件的VHDL表述 1、D触发器的VHDL描述 2、含异步复位和时钟使能的D触发器及其VHDL表述 3、含同步复位控制的D触发器及其VHDL表述 4、基本锁存器及其VHDL表述 5、含清0控制的锁存器及其VHDL表述 6、VHDL实现时序电路的不同表述 7、双边沿触发时序电路设计讨论 二、计数器的VHDL设计 1、4位二进制加法计数器设计 2、计数器更常用的VHDL表达方式 19
19 4、GENERIC 参数定义语句 5、整数数据类型 6、省略赋值操作符 7、移位操作符 8、各类运算操作对数据类型的要求 9、数据类型转换函数 10、GENERIC 参数传递映射语句 重点：全加器及其 VHDL 表述。 难点：乘法器及其 VHDL 表述。第四章 时序仿真与硬件实现 一、VHDL 程序输入与仿真测试 1、编辑和输入设计文件 2、创建工程 3、全程编译前约束项目设置 4、全程综合与编译 5、仿真测试 6、RTL 图观察器应用 二、引脚锁定与硬件测试 1、引脚锁定 2、编译文件下载 3、JTAG 间接编程模式 4、USB-Blaster 驱动程序安装方法 三、电路原理图设计流程 四、HDL 版本设置及 Analysis & Synthesis 功能 五、利用属性表述实现引脚锁定 六、keep 属性应用 七、SignalProbe 使用方法 八、宏模块逻辑功能查询 重点：电路原理图设计流程。 难点：利用属性表述实现引脚锁定。 第五章 时序电路的 VHDL 设计 一、基本时序元件的 VHDL 表述 1、D 触发器的 VHDL 描述 2、含异步复位和时钟使能的 D 触发器及其 VHDL 表述 3、含同步复位控制的 D 触发器及其 VHDL 表述 4、基本锁存器及其 VHDL 表述 5、含清 0 控制的锁存器及其 VHDL 表述 6、VHDL 实现时序电路的不同表述 7、双边沿触发时序电路设计讨论 二、计数器的 VHDL 设计 1、4 位二进制加法计数器设计 2、计数器更常用的 VHDL 表达方式
3、实用计数器的VHDL设计 三、移位寄存器的VHDL设计 四、属性描述与定义语句 重点：计数器的VHDL设计。 难点：移位寄存器的VHDL设计。 第六章 QuartusⅡ应用深入 一、时序电路硬件设计与仿真示例 1、编辑电路、创建工程和仿真测试 2、FPGA硬件测试 二、SignalTapⅡ的使用方法 三、编辑SignalTapⅡ的触发信号 四、Fitter Settings项设置 五、功能块Chip Planner应用 I、Chip Planner应用流程说明 2、Chip Planner说明 六、Synplify的应用及接口方法 l、Synplify使用流程 2、Synplify与QuartusⅡ接口 重点：编辑SignalTapⅡ的触发信号。 难点：Synplify的应用及接口方法。 第七章宏功能模块应用 一、计数器LPM模块调用 1、计数器模块文本的调用与参数设置 2、创建工程与仿真测试 二、利用属性控制乘法器的构建 三、LPM随机存储器的设置和调用 1、存储器初始化文件 2、LPM RAM的设置和调用 3、仿真测试RAM宏模块 4、VHDL的存储器描述及相关属性 5、数据类型定义语句 6、存储器配置文件属性定义和结构设置 四、LPM ROM的定制和使用示例 1、LPM ROM的定制调用和测试 2、简易正弦信号发生器设计 3、正弦信号发生器硬件实现和测试 五、在系统存储器数据读写编辑器应用 六、LPM嵌入式锁相环调用 七、In-System Sources and Probes Editor使用方法 八、NCO核数控振荡器使用方法 九、FIR核使用方法 十、DDS实现原理与应用 20
20 3、实用计数器的 VHDL 设计 三、移位寄存器的 VHDL 设计 四、属性描述与定义语句 重点：计数器的 VHDL 设计。 难点：移位寄存器的 VHDL 设计。第六章 Quartus II 应用深入 一、时序电路硬件设计与仿真示例 1、编辑电路、创建工程和仿真测试 2、FPGA 硬件测试 二、SignalTap II 的使用方法 三、编辑 SignalTap II 的触发信号 四、Fitter Settings 项设置 五、功能块 Chip Planner 应用 1、Chip Planner 应用流程说明 2、Chip Planner 说明 六、Synplify 的应用及接口方法 1、Synplify 使用流程 2、Synplify 与 Quartus II 接口 重点：编辑 SignalTap II 的触发信号。 难点：Synplify 的应用及接口方法。第七章 宏功能模块应用 一、计数器 LPM 模块调用 1、计数器模块文本的调用与参数设置 2、创建工程与仿真测试 二、利用属性控制乘法器的构建 三、LPM 随机存储器的设置和调用 1、存储器初始化文件 2、LPM_RAM 的设置和调用 3、仿真测试 RAM 宏模块 4、VHDL 的存储器描述及相关属性 5、数据类型定义语句 6、存储器配置文件属性定义和结构设置 四、LPM_ROM 的定制和使用示例 1、LPM_ROM 的定制调用和测试 2、简易正弦信号发生器设计 3、正弦信号发生器硬件实现和测试 五、在系统存储器数据读写编辑器应用 六、LPM 嵌入式锁相环调用 七、In-System Sources and Probes Editor 使用方法 八、NCO 核数控振荡器使用方法 九、FIR 核使用方法 十、DDS 实现原理与应用
1、DDS原理 2、DDS信号发生器设计示例 重点：DDS实现原理与应用。 难点：NCO核数控振荡器使用方法。 第八章VHDL设计深入 一、数据对象 1、常数 2、变量 3、信号 4、进程中的信号赋值与变量赋值 二、含高阻输出的电路设计 1、三态门设计 2、双向端口的设计方法 3、三态总线电路设计 三、顺序语句归纳 1、进程语句格式 2、进程结构组成 3、进程要点 四、并行赋值语句讨论 五、F语句概述 六、仿真延时 1、固有延时 2、传输延时 3、仿真 七、VHDL的描述风格 1、RTL描述 2、行为描述 3、数据流描述 4、结构描述 重点：顺序语句归纳。 难点：并行赋值语句讨论。 第九章VHDL有限状态机设计 一、 VHDL状态机的一般形式 1、状态机的特点与优势 2、状态机的一般结构 3、状态机设计初始约束与表述 二、Moore型有限状态机的设计 1、多进程结构状态机 2、序列检测器之状态机设计 三、Mealy型有限状态机的设计 四、状态编码 1、直接输出型编码 21
21 1、DDS 原理 2、DDS 信号发生器设计示例 重点：DDS 实现原理与应用。 难点：NCO 核数控振荡器使用方法。第八章 VHDL 设计深入 一、数据对象 1、常数 2、变量 3、信号 4、进程中的信号赋值与变量赋值 二、含高阻输出的电路设计 1、三态门设计 2、双向端口的设计方法 3、三态总线电路设计 三、顺序语句归纳 1、进程语句格式 2、进程结构组成 3、进程要点 四、并行赋值语句讨论 五、IF 语句概述 六、仿真延时 1、固有延时 2、传输延时 3、仿真 七、VHDL 的描述风格 1、RTL 描述 2、行为描述 3、数据流描述 4、结构描述 重点：顺序语句归纳。 难点：并行赋值语句讨论。 第九章 VHDL 有限状态机设计 一、VHDL 状态机的一般形式 1、状态机的特点与优势 2、状态机的一般结构 3、状态机设计初始约束与表述 二、Moore 型有限状态机的设计 1、多进程结构状态机 2、序列检测器之状态机设计 三、Mealy 型有限状态机的设计 四、状态编码 1、直接输出型编码
2、顺序编码 3、一位热码状态编码 4、状态编码设置 五、安全状态机设计 1、程序直接导引法 2、状态编码监测法 3、借助EDA优化控制工具生成安全状态机 六、硬件数字技术排除毛刺 1、延时方式 2、逻辑方式去毛刺 3、定时方式去毛刺 重点：Moore型有限状态机的设计。 难点：安全状态机设计。 七、课程各教学环节要求 本课程教学环节包括讲课以及实验课，实验课的目的是使学生熟悉QuartusⅡ的应用方 法和设计流程。本课程要求在机房上课，讲课与实验穿插在一起。通过本课程的学习，使 学生能够达到以下要求： 1.理解FPGA的设计思想， 2.掌握利用QuartusⅡ软件进行电路的开发和设计： 3.在实验中能够正确地完成实验并分析实验结果，正确书写实验报告。 为了使学生更好地掌握所学的知识点，基本上每章都有一定量的练习题需要学生完成。 第一章要求学生了解FPGA的综述，因此不布置作业。第三也没有书面作业，但要求学生 课外上机练习。第二、四、五和六部分是该课程的核心部分，因此需要学生熟练掌握，习 题量在5-7题的范围内。 课外要求学生熟练利用QuartusⅡ设计电路的各种方法：并能应用该技术设计一些综合 性的题目。 八、学时分配 教学内容 各教学环节学时分配 作业 讲 实 讨 习 课 其 小 备注 章节 主要内容 题量 授 验 论 题 外 它 计 1 EDA技术概述 3 3 2 FPGA与CPLD的结构原理 3 3 组合电路的VHDL设计 6 6 4 时序仿真与硬件实现 2 2 时序电路的VHDL设计 6 6 6 QuartusⅡ应用深入 6 6 7 宏功能模块应用 ￥ 4 8 VHDL设计深入 5 9 VHDL有限状态机设计 5 5 合计 40 40 22
22 2、顺序编码 3、一位热码状态编码 4、状态编码设置 五、安全状态机设计 1、程序直接导引法 2、状态编码监测法 3、借助 EDA 优化控制工具生成安全状态机 六、硬件数字技术排除毛刺 1、延时方式 2、逻辑方式去毛刺 3、定时方式去毛刺 重点：Moore 型有限状态机的设计。 难点：安全状态机设计。 七、课程各教学环节要求 本课程教学环节包括讲课以及实验课, 实验课的目的是使学生熟悉 QuartusⅡ的应用方 法和设计流程。本课程要求在机房上课，讲课与实验穿插在一起。通过本课程的学习，使 学生能够达到以下要求： 1. 理解 FPGA 的设计思想; 2. 掌握利用 QuartusⅡ软件进行电路的开发和设计; 3. 在实验中能够正确地完成实验并分析实验结果，正确书写实验报告。 为了使学生更好地掌握所学的知识点，基本上每章都有一定量的练习题需要学生完成。 第一章要求学生了解 FPGA 的综述，因此不布置作业。第三也没有书面作业，但要求学生 课外上机练习。第二、四、五和六部分是该课程的核心部分，因此需要学生熟练掌握，习 题量在 5-7 题的范围内。 课外要求学生熟练利用 QuartusⅡ设计电路的各种方法；并能应用该技术设计一些综合 性的题目。 八、学时分配 教学内容 各教学环节学时分配 作业 题量 备注 章节 主要内容 讲 授 实 验 讨 论 习 题 课 外 其 它 小 计 1 EDA 技术概述 3 3 2 FPGA与CPLD的结构原理 3 3 3 组合电路的 VHDL 设计 6 6 4 时序仿真与硬件实现 2 2 5 时序电路的 VHDL 设计 6 6 6 Quartus II 应用深入 6 6 7 宏功能模块应用 4 4 8 VHDL 设计深入 5 5 9 VHDL 有限状态机设计 5 5 合计 40 40
九、课程与其它课程的联系 本课程应该在模拟电路、数字电路以及微机原理之后开设，后续课程有：数字信号处理、 智能测量、通信原理、传感器与检测技术、DSP技术原理与应用、电子系统设计等。 十、先修课程 [1]模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及其接口技术。 十一、教材与教学参考书 (一)教材： [1]潘松，黄继业.EDA技术实用教程一VHDL版.ISBN:97.73O3222北京：科学出 版社，2013.8，第五版。 (二)教学参考书： [1]张志刚.FPGA与SOPC设计教程一DE2实践.ISBN:978-7-5606-1804-3.西安： 西安电子科技大学出版社，2011.01，第2版。 [2]王伶俐、周学功、王颖.系统级FPGA设计与应用.ISBN:9787302276913.北京： 清华大学出版社，2012.04，第1版。 [3]赵峰.FPGA上的嵌入式系统设计实例.ISBN:978-7-5606-1995-8.西安：西安电子 科技大学出版社，2008.03，第1版. [4]谭会生，瞿遂春.EDA技术综合应用实例与分析.ISBN:978-7-5606-1446-5.西安： 西安电子科技大学出版社，2007.07，第1版。 [5]陈赜.CPLD/FPGA与ASIC设计实践教程.ISBN:978-7-03-028830-1.北京：电子工 业出版社，2010.9，第2版。 23
23 九、课程与其它课程的联系 本课程应该在模拟电路、数字电路以及微机原理之后开设，后续课程有：数字信号处理、 智能测量、通信原理、传感器与检测技术、DSP 技术原理与应用、电子系统设计等。 十、先修课程 [1]模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及其接口技术。 十一、教材与教学参考书 （一）教材： [1]潘松，黄继业．EDA 技术实用教程——VHDL 版．ISBN：978-7-03-038212-2北京：科学出 版社，2013．8，第五版。 （二）教学参考书： [1]张志刚．FPGA 与 SOPC 设计教程——DE2 实践．ISBN：978-7-5606-1804-3.西安： 西安电子科技大学出版社，2011．01，第 2 版。 [2]王伶俐、周学功、王颖．系统级 FPGA 设计与应用．ISBN：9787302276913.北京： 清华大学出版社，2012.04,第 1 版。 [3]赵峰．FPGA 上的嵌入式系统设计实例．ISBN：978-7-5606-1995-8.西安：西安电子 科技大学出版社，2008.03，第 1 版. [4]谭会生，瞿遂春． EDA 技术综合应用实例与分析．ISBN：978-7-5606-1446-5.西安： 西安电子科技大学出版社，2007．07，第 1 版。 [5]陈赜．CPLD/FPGA 与 ASIC 设计实践教程．ISBN：978-7-03-028830-1.北京：电子工 业出版社，2010．9,第 2 版