《现代数字系统设计》课程教学大纲.

1、西南科技大学本科课程教学大纲现代数字系统设计课程教学大纲【课程编号】：22319230【英文译名】：Design of Modern Digital System【适用专业】：电子信息工程、通信工程、自动化、生物医学工程【学分数】：3【总学时】：48【实践学时】：24一、本课程教学目的和课程性质本课程是为电子信息工程本科生开设的必修课，同时也是为通信工程、自动化、生 物医学工程专业开设的选修课。其目的在于使学生掌握EDA设计的基本方法、EDA的算法设计和硬件实现、VHDL硬件描述语言以及可编程逻辑器件的工作原理及其应用技 术，全面实现数字系统设计的自动化。为从事数字系统设计提供最新理论基础和应

2、用技 术。二、本课程的基本要求1 . 了解EDA设计的基本方法、EDA的算法设计和硬件实现；2 .掌握VHDL硬件描述语言的程序结构、数据类型、基本描述语句和描述方式；3 .掌握常用EDA开发软件的设计方法和设计过程；4 .掌握可编程逻辑器件的工作原理及应用技术；5 .通过实验掌握电子设计自动化的最新设计方法。三、本课程与其他课程的关系前修课程：数字电子技术，微机原理。四、课程内容1. 概述知识点：EDA技术的含义、EDA技术的发展历程、EDA技术的主要内容、EDA的 工程设计流程、基于 VHDL的自顶向下设计方法、EDA与传统电子设计方法的比较、 EDA的发展趋势。重点：基于VHDL勺自顶向

3、下设计方法。难点：基于VHDL勺自顶向下设计方法。2. EDA设计工具知识点：FPGA/CPLD设计流程、常用 EDA工具、MAX+plusII使用、QuartusII 使用。重点：QuartusII使用。难点：QuartusII使用。3. FPGA/CPLD结构与应用知识点：简单PLD原理、CPLD结构与工作原理、FPGA结构与工作原理、FPGA/CPLD测试技术、FPGA/CPLD产品概述、CPLD和FPGA的编程与配置。重点：CPL阴构与工彳原理、FPGA吉构与工作原理。难点：FPGA/CPL测试技术。4. VHDL语言知识点：VHDL语言的基本结构、VHDL语言的数据类型及运算符、VH

4、DL语言构 造体描述方式、顺序描述语句、并发描述语句、其他语句描述、一般有限状态机的设计、 Moore型有限状态机的设计、简单门电路设计、编译码与选择器设计、加法器、求补器 设计、三态门及总线缓冲器、时钟信号和复位信号、触发器设计、寄存器设计、计数器 设计、存储器设计。重点：VHDL语言的数据类型及运算符、VHDL语言构造体描述方式、顺序描述语 句、并发描述语句、其他语句描述、一般有限状态机的设计 、Moore型有限状态机的设 计。难点：存储器设计。五、教学方法建议1 .采用启发式与演示（程序设计演示）结合的方法，适当设计课堂讨论，激发学 习兴趣；2 .循序渐进，重视基础，强调应用，培养工程能

5、力。六、考核方式本课程为考试课。拟采取结构评分方式，理论成绩=平时成绩+期末考试成绩。平时成绩比例不超过30%。最终成绩=理论成绩*50%+实验成绩*50%其中平时成绩由书面作业、程序语言设计作业以及考勤组成。期末考试采取闭卷考试的形式，试卷命题以课程教学大纲与知识点范围为依据，试 卷采用“教考分离”考核方式，期末考试题由命题小组命题，并逐步过渡到题库中抽 题。七、其它说明1 .每章需要布置一定数量的习题，建议设计适当的程序设计大作业，让学生在课 外完成，加深对该课程的理解与掌握；2 .同时开课的现代数字系统实验课的实验内容应与教学进度一致。八、选用教材及主要参考书1 .建议教材马建国，孟宪元

6、.电子设计自动化技术基础.清华大学出版社.2 .建议参考书1潘松，黄继业.EDA技术与VHDL .清华大学出版社.2侯伯亨，顾新.VHDL硬件描述语言及数字系统设计.西安电子科技大学出 版社.3李广军，孟宪元.可编程 ASIC设计及应用.电子科技大学出版社.九、学时分配课程内容讲课实验上机大作业小计概述22 -EDA设计工具44FPG" CPLD吉构与应用22VHDM言1616合 计2424现代数字系统设计课程实验教学计划一、本课程实验教学的目的和要求本实验的目的在于使学生掌握 EDA设计的基本方法、EDA的算法设计和硬件实 现、VHDL硬件描述语言以及可编程逻辑器件的应用技术，使学

7、生从功能电路设计转向 系统设计，由传统的通用集成电路的应用转向可编程逻辑器件的应用，从硬件设计转向 硬件软件高度渗透的设计，从而拓宽数字技术知识面和设计能力。为从事数字系统设计 提供最新理论基础和应用技术。二、本课程实验内容体系和实验类型第一部分必做部分实验一 一位全加器的设计（3学时）实验二 计数器的设计（3学时）实验三正弦信号发生器的设计（3学时）实验四直流电机的PW股制（3学时）实验五 DD殷计（4学时）实验六用状态机实现ADC0809勺采样控制电路（4学时）实验七4位十进制频率计设计（4学时）第二部分选做部分实验一循环冗余校验（CRC模块设计（4学时）实验二波形发生与扫频信号发生器电路

8、设计（4学时）实验三移位相加8位硬件乘法器电路设计（4学时）实验四 硬件电子琴电路设计（4学时）实验五FIR数字滤波器设计（4学时）注：必做实验是现代数字系统设计的基本实验要求，选做实验是对必做实验在难 度和广度的补充。选做实验在学生完成必做实验以后，在学有余力的情况下进行选做。三、实验项目内容安排1 .实验一 一位全加器的设计实验目的：1 .熟悉QUARTUSII软件的使用；2 .熟悉实验箱的使用；3 .掌握利用层次结构描述法设计电路。2 .实验二计数器的设计实验目的：1 .学习7段数码显示译码器的设计；2 .掌握计数器的设计方法；3 .锻炼调试VHDL语言的能力。3 .实验三正弦信号发生器的设计实验目的：1 .掌握利用宏功能模块例化ROM的方法；2 .利用LPM_ROM与DAC0832设计正弦信号发生器。4 .实验四直流电机的PWMI制实验目的：1 .掌握直流电机的PWM控制方法；2 .锻炼VHDL语言的编程能力。5 .实验五DDS设计实验目的：1 .掌握DDS设计的方法;2 .锻炼FPGA设计的综合能力。6 .实验六用状态机实现ADC0809勺采样控制电路实验目的