vhdl语言程序设计课程教学大纲

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1、GDOU-B-11-213《VHDL语言程序设计》课程教学大纲课程编号1710021学分3总学时54理论42实验/上机12英文课程名VHDLprogramming开课院（系）软件学院开课系软件技术系修订时间2005年6月5日课程简介课程简介:本课程为软件工程专业嵌入式专业方向的专业课，是开发基于FPGA/CPLD嵌入式系统的必备基础。主要内容包括FPGA/CPLD目标器件的结构和工作原理、EDA技术和工作流程、VHDL基础知识、VHDL实用方法和设计深入、原理图输入法、LPM宏功能模块实用方法、状态机设计以及EDA优化设计。目的是为后续课程的学习和嵌入式系统的设计作必须的基础准备。课程大

2、纲一、课程的性质与任务：本课程是软件工程专业的专业方向课程。教学任务主要包括使学生了解EDA技术的工作流程，正确使用开发平台，掌握以VHDL为代表的硬件描述语言的基本知识、编程实用方法和工程设计方法，掌握原理图设计法、状态机设计法，能够正确使用IPCore和LPM等宏功能模块。本课程是软件工程专业嵌入式专业方向的第一门专业方向课，是后续课程的必备基础，具有较重要的地位。二、课程的目的与基本要求：本课程涉及到的学科基础知识面广，要求软硬件兼备，需要较好的学科基础。通过本课程的学习，最终达到能够设计基于FPGA/CPLD的ASIC，并能进行EDA优化的目的。三、面向专业：软件工程四、先修课程

3、:《计算系统基础》五、本课程与其它课程的联系：本课程的先行课程是计算系统基础。服务的主要后续课程包括基于FPGA的嵌入式软件开发、基于ARM的嵌入式软件开发等。六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：第一章概述（2学时）1.1EDA技术及其发展（C）1.2硬件描述语言硬件描述语言种类、自顶向下设计方法、EDA工程设计流程。（A）1.3面向FPGA/CPLD的开发流程设计输入、分析综合、布局布线、仿真、下载和硬件测试。（A）1.4IPCore及EDA技术发展趋势。（C）第二章FPGA硬件特性与编程技术（8学时）2.1PLD发展历程及其分类（c）2.2低密度PLD工作原理PROM、PLA、P

4、AL、GAL。（B）2.3CPLD的结构与工作原理（B）2.4FPGA的结构与工作原理查找表逻辑结构、cyclone系列器件的结构与原理。（A）2.5硬件测试技术JTAG边界扫描测试、嵌入式逻辑分析仪。（B）2.6编程与配置（B）第三章VHDL入门（6学时）3.1组合逻辑电路描述多路选择器的VHDL描述、相关语句结构和语法。（A）3.2时序逻辑电路描述D触发器的VHDL描述及其语法现象、实现时序电路的表述方法、异步时序电路设计。（A）3.3含有层次结构的VHDL描述半加器、全加器、CASE语句、元件例化。（A）3.4计数器设计加法计数器、整数数据类型、移位寄存器。（A）3.5语句结构与语

5、法小结（A）第四章VHDL设计输入（2学时）4.1十进制计数器实现流程创建工程、编译设置、编译、时序仿真、电路观察。（A）4.2引脚设置和下载引脚锁定、配置文件下载。（B）4.3SignalTap实时测试。（B）第五章VHDL深入（4学时）5.1数据对象及其示例说明常数、变量、信号。（A）5.2双向和三态电路信号赋值三态门设计、双向端口设计、三态总线设计。（B）5.3IF语句（A）5.4进程格式、组成、要点。（A）5.5并行语句例解（B）5.6仿真延时固有延时、传输延时、仿真延时。（B）第六章图形设计法（4学时）6.1设计初步（A）6.2基于图形设计法的实例分析（A）第七章LPM参数化宏

6、功能模块应用（2学时）7.1宏功能模块概述（B）7.2宏功能模块应用实例（A）7.3存储模块的定制与应用定制RAM、定制FIFO、定制ROM。（A）7.4嵌入式锁相环调用（B）第八章有限状态机设计技术（6学时）8.1一般状态机TYPE语句、一般状态机的结构。（A）8.2Moore状态机设计单进程状态机、多进程状态机。（A）8.3Mealy状态机设计（B）8.4状态机的状态编码状态位直接输出型编码、顺序编码、一位热编码。（B）8.5非法状态处理（B）第九章设计优化和时序分析（2学时）面积优化、速度优化、优化设置和时序分析。（B）第十章VHDL程序结构与规则（2学时）10.1实体语句结构、参

7、数传递、参数映射、端口说明。（B）10.2结构体结构体的格式、说明语句、功能描述语句。（B）10.3子程序函数、重载函数、过程、重载过程、转换函数、决断函数。（C）10.4库库的种类、库的用法。（B）10.5程序包程序包首、程序包体。（B）10.6配置结构体配置、例化元件配置。（B）10.7文字规则数字、字符串、标识符、下标名。（B）10.8数据类型预定义数据类型、IEEE预定义标准逻辑位与矢量、数组。（A）10.9操作符逻辑操作符