EDA技术课程教案河北工业大学.docx

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EDA技术课程教案河北工业大学

河北工业大学课程教案

学年第学期

学院（部）信息工程学院

系（教研室）EDA技术课程组

课程名称EDA技术

任课专业、年级、班级

主讲教师姓名刘艳萍等

职称、职务教授

使用教材EDA实用技术及应用

EDA技术课程说明

一、课程基本情况

课程类别：

专业基础课

总学时：

36学时

实验、上机学时：

另外开课EDA技术实验24学时

二、课程性质

本课程是电子信息、通信和电子科学技术专业一门重要的学科基础课程，在第三学年上半学期开设，课程计划总学时为32学时。

主要任务是介绍现代电子系统的设计方法及实现途径，使学生“掌握一种硬件描述语言，熟悉一种设计工具”，进而掌握更多先进的设计方法和工具，对将来在工作中应用EDA技术打下初步的基础。

三、课程的教学目的和基本要求

通过学习与实践，使学生接触、了解、进而初步掌握最先进的电子系统设计技术，学习可编程逻辑器件的一般编程方法和设计思想，并培养他们的抽象思维能力和创新意识；提高学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力；锻炼学生应用EDA解决小型数字系统设计的能力。

四、本课程与其它课程的联系

先修课《电路理论》、《数字电子》等课程是学习该课程的基础。

同时，通过学习本门课有助于对其它专业课的理解和掌握，为后续课程奠定基础。

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

EDA概述

课时安排

2学时

授课时间

第1次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

EDA技术的涵义和主要内容

2．熟悉：

现代数字系统的设计方法

3．了解：

EDA技术的应用前景

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

EDA技术的基本概念、特点和一些重要的术语

EDA技术实现的载体和EDA工具

EDA设计的开发流程

现代数字系统的设计方法

EDA技术的应用前景

2．重点：

掌握EDA技术的涵义和主要内容，以及数字系统的设计方法。

3．难点：

理解EDA技术实现的载体----超大规模可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）和EDA工具-----VHDL语言、编辑器、综合器、仿真器和适配器。

讲课进程和时间分配：

一EDA技术的涵义约20分钟

二EDA技术的主要内容约30分钟

三数字系统应用设计概述约40分钟

四EDA技术的应用展望约10分钟

讨论、思考题、作业：

思考题：

数字系统的设计方法中传统设计方法和VHDL设计方法的区别是什么？

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

VHDL的语言要素

课时安排

4学时

授课时间

第2次课、第3次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

VHDL的客体分类及其性质，VHDL语言的数据类型中的标准数据类型BIT、BIT_VECTOR、INTEGER及用户自定义数据类型中的枚举类型、IEEE库中的STD_LOGIC及STD_LOGIC_VECTOR数据类型，VHDL的命名规则、VHDL运算符

2．熟悉：

VHDL语言数据类型的服务对象

3．了解：

VHDL的其它数据类型

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

VHDL的客体（数据对象）

VHDL语言的数据类型

VHDL运算符

2．重点：

VHDL的客体信号与变量的含义与区别

数据类型的应用及用户自定义数据类型

运算操作符中同级别优先级的使用

3．难点：

理解客体、数据类型与运算操作符三者的关系，进行正确选择。

讲课进程和时间分配：

一VHDL数据对象约40分钟

二VHDL语言的数据类型约60分钟

三VHDL运算符约30分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材2-22-32-42-62-82-10

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

VHDL语言设计的基本单元及构成、子结构描述

课时安排

2学时

授课时间

第4次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

VHDL语言设计的基本单元以及各个单元的构成和程序格式。

2．熟悉：

VHDL语言与各运算操作符之间的关系及VHDL设计实体的基本框架数据类型的服务对3．了解：

VHDL的其它运算操作符

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

VHDL语言设计的基本单元及构成

子结构描述（PROCESS语句结构）

2．重点：

PROCESS语句；VHDL语言设计的基本单元以及各个单元的实体说明、结构体说明

3．难点：

理解PROCESS语句的启动、通信，以及在设计实体中如何正确使用

讲课进程和时间分配：

一PROCESS语句结构约35分钟

二VHDL程序完整结构及基本单元约15分钟

三VHDL语言的实体说明约25分钟

四VHDL语言中结构体说明约25分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材2-112-122-133-23-43-163-173-18

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

VHDL语言的子结构描述

课时安排

2学时

授课时间

第5次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

子结构描述的PROCESS语句结构

2．熟悉：

BLOCK语句结构以及子程序语句结构

3．了解：

子程序语句结构的作用

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

PROCESS语句结构

BLOCK语句结构

子程序语句结构

子程序的调用

2．重点：

PROCESS语句结构

3．难点：

PROCESS语句中信号赋值的操作过程及子程序语句结构的使用，，多进程语句的通信；

讲课进程和时间分配：

一PROCESS语句结构约30分钟

二BLOCK语句结构约20分钟

三子程序语句结构约50分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材3-53－63-73-10

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

VHDL语言的构造体描述的几种方法及库包集合与配置

课时安排

2学时

授课时间

第6次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

VHDL语言构造体的几种描述方法中的结构描述方法、库和包集合的调用方法

2．熟悉：

几种描述方法中的行为及描述方法与数据流描述方法，常用的库和包集合

3．了解：

配置的作用及其使用方法

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

行为及描述方法

数据流描述方法

结构的描述方法

VHDL语言中库和包集合的调用

配置

2．重点：

行为及描述方法

数据流描述方法

结构的描述方法

VHDL语言中库和包集合的调用

3．难点：

VHDL语言构造体的几种描述方法的理解与使用；库、包集合和配置的理解；

讲课进程和时间分配：

一VHDL语言构造体的几种描述方法约60分钟

二VHDL语言中库和包集合的配置约40分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材3－113-123-14

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

并行处理语句

课时安排

2学时

授课时间

第7次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

进程语句、并发信号赋值语句、条件信号赋值语句、选择信号赋值语句、元件例化语句

2．熟悉：

条件信号赋值语句、选择信号赋值语句的区别与特点，元件例化语句应用的描述方法

3．了解：

块语句、并发过程调用语句、生成语句

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

并行描述语句介绍

并行信号赋值语句

进程（process）语句

元件例化语句

2．重点：

掌握并行信号赋值语句、进程语句、元件例化语句的应用。

3．难点：

理解各种并行信号赋值语句的区别，元件例化语句应用，选择正确语句进行各种数字电路描述。

讲课进程和时间分配：

一并行描述语句介绍约10分钟

二并行信号赋值语句约50分钟

三进程（process）语句和块语句约10分钟

四元件例化语句约30分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材4-104-114-124-134-14

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

并发描述语句及顺序描述语句

课时安排

2学时

授课时间

第8次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

顺序赋值语句、IF语句以及它们的应用

2．熟悉：

LOOP语句及应用

3．了解：

生成语句的应用

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

生成语句

顺序描述语句介绍

顺序赋值语句及应用

IF语句及应用

2．重点：

掌握顺序赋值语句与并行赋值语句的区别

掌握各种顺序语句的使用场合并正确使用

3．难点：

正确选用各种赋值语句、顺序语句进行数字电路描述。

讲课进程和时间分配：

一生成语句约30分钟

二顺序描述语句介绍约10分钟

三顺序赋值语句及应用约10分钟

四WAIT语句约10分钟

五IF语句及应用约30分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材4-24-44-54-64-8

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

顺序描述语句、属性

课时安排

2学时

授课时间

第9次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

属性的概念、作用及常用的属性

2．通过习题课对前四章内容进行总结

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

CASE语句及应用

LOOP语句及应用

事件发生属性

范围属性

前四章基本知识（填空、判断、改错）

2．重点：

掌握顺序赋值语句与并行赋值语句的区别

掌握各种顺序语句的使用场合并正确使用

事件发生属性

3．难点：

正确选用各种赋值语句、顺序语句进行数字电路描述。

属性基本概念的理解及应用。

讲课进程和时间分配：

一CASE语句及应用约40分钟

二LOOP语句及应用约30分钟

三属性约30分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材4-9

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

对前四章所学知识系统复习，作业讲解

课时安排

2学时

授课时间

第10次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．同前9次课要求

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．系统复习

讲课进程和时间分配：

1、系统复习

讨论、思考题、作业：

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

组和逻辑电路设计

课时安排

2学时

授课时间

第11次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

各种组和逻辑电路的基本设计方法

2．熟悉：

各种组和逻辑电路的设计思路

3．了解：

利用VHDL语言进行各种组和逻辑电路设计的技巧

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

简单门电路设计

编码器、译码器、选择器

加法器、求补器

三态门

2．重点：

掌握各种组和逻辑电路的设计方法。

3．难点：

掌握灵活利用VHDL语言进行各种组和逻辑电路设计的技巧。

讲课进程和时间分配：

一简单门电路设计约15分钟

二编码器、译码器、选择器约35分钟

三加法器、求补器约35分钟

四三态门约15分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材5－10

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

缓冲器、时序电路设计

课时安排

2学时

授课时间

第12次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

缓冲器及各种时序逻辑电路的基本设计方法

2．熟悉：

各种时序逻辑电路的设计思路

3．了解：

利用VHDL语言进行各种时序电路设计的技巧

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

时钟信号与复位信号的描述

锁存器

寄存器

2．重点：

掌握各种时序逻辑电路的设计方法。

3．难点：

掌握灵活利用VHDL语言进行各种时序电路设计的技巧。

讲课进程和时间分配：

一时钟信号与复位信号的描述约15分钟

二锁存器约25分钟

三寄存器约25分钟

四计数器约35分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材5－15—9

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

计数器及计数器应用

课时安排

2学时

授课时间

第13次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

计数器及应用计数器进行各种时序电路的设计方法

2．熟悉：

偶分频器、奇分频器、序列信号发生器的设计思路

3．了解：

计数器的其它用途

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

特定计数值的计数器及通用计数器

偶分频器

任意置分频系数的偶分频器

奇分频器

序列信号发生器

具有显示功能的计数器

2．重点：

掌握计数器及应用计数器进行各种时序电路的设计方法。

3．难点：

灵活利用学过的各个模块进行复杂电路设计的方法。

讲课进程和时间分配：

一计数器约40分钟

二分频器约25分钟

三任意置分频系数的偶分频器约15分钟

四序列信号发生器约10分钟

五彩灯控制器约10分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材5－75－85—14

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

状态机设计

课时安排

2学时

授课时间

第14次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法

2．熟悉：

状态机设计的一般方法

3．了解：

状态机的描述风格

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

状态机设计的一般方法

Moore状态机的VHDL描述

Mealy状态机的VHDL描述

状态机的应用

2．重点：

掌握Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法。

3．难点：

状态机在系统设计中的灵活应用。

讲课进程和时间分配：

一状态机设计的一般方法约20分钟

二Moore状态机的VHDL描述约30分钟

三Mealy状态机的VHDL描述约20分钟

四状态机应用约30分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材5－115－12

思考题：

如何采用状态机实现交通灯控制器的设计？

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

状态机设计

课时安排

2学时

授课时间

第15次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法

2．熟悉：

状态机设计的一般方法

3．了解：

状态机的描述风格

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

状态机的应用

状态机的容错设计

2．重点：

掌握Moore状态机和Mealy状态机的VHDL描述方法。

3．难点：

状态机在系统设计中的灵活应用。

讲课进程和时间分配：

一回忆上节课内容约5分钟

二状态机应用约40分钟

三状态机的容错设计约20分钟

四对第五章内容整体回顾约35分钟

讨论、思考题、作业：

作业：

教材5－115－12

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

应用系统设计举例

课时安排

2学时

授课时间

第16次课

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：

前几章所学知识的综合运用

2．熟悉：

数字钟的系统设计实现

3．了解：

数字钟的系统设计实现方法

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：

数字钟设计

2．重点：

掌握数字钟的系统设计方法。

3．难点：

综合运用所学知识，灵活应用与各种系统设计中。

讲课进程和时间分配：

功能划分约20分钟

通用计数器设计约10分钟

2、系统的顶层设计约10分钟

3、各功能模块实现约60分钟

讨论、思考题、作业：

思考题：

阅读教材附录中数字钟的程序，预习实验内容。

参考资料（含参考书、文献等）：

1）EDA实用技术及应用刘艳萍国防工业出版社

2）VHDL入门.解惑.经典实例.经验总结黄任北航出版社

授课类型（请打√）：

理论课□√讨论课□实验课□练习课□其他□

教学方式（请打√）：

传统讲授□√双语□讨论□示教□指导□其他□

教学资源（请打√）：

多媒体□√模型□实物□挂图□音像□其他□

EDA技术课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

可编程逻辑器件基础、仿真及逻辑综合

课时安排

2学时

授课时间

第17次课