英文课程名称: Programmable Logic Device
课程编号:102033 授课语言:双语
学分: 2 总学时:34 实验学时: 12
大纲执笔人: 徐和根、蔚瑞华 大纲审核人: 张伟
课程定位和基本要求
课程性质:专业课
课程面向专业:自动化
实验基本要求:
本课程是自动化专业学生的一门专业课程。其目的和任务是利用电子可编程器件,让学生掌握数字集成电路的硬件描述语言建模、仿真和综合技术。通过实验要求学生掌握数字集成电路的硬件描述语言建模、仿真和综合一般步骤和技术,熟悉XILINX EDA开发工具的使用,掌握原理图和硬件描述语言Verilog HDL进行数字系统的设计的方法,能够在EDA工具的支持下,对Verilog HDL程序进行仿真、逻辑综合及实现。能用FPGA完成一个综合性设计课题,并在实验开发板上演示。
实验基本内容:
ISE/Vivadoo/Modelsim的基本操作,设计输入实验,原理图设计和仿真,硬件描述语言建模、仿真和综合。综合性设计实验和验证。Nexys 4开发板的使用、下载与演示。
二、“立德树人”教育内涵
“立德树人”是我国现阶段教育的根本任务与目标,本课程教学充分认识到课堂教学在教育引导青少年学生培育和践行社会主义核心价值观中的重要作用,发挥课堂教学在德育方面的主渠道作用,培育青少年学生健康的人格、美好的心灵,让学生拥有终身学习和成长所需的知识和能力,要求学生从学校门走出时,能够树立或是更加接近自己的理想,能够担当时代赋予的使命和责任,诚实有信。同时授课老师要师德为先,为人师表,以身作则,终身学习,不断提升自身的专业学识和技能。
三、学时分配
总学时 | 理论课学时 | 实验学时 | 习题学时 | 现场实践学时 | 上机学时 | 考核学时 |
34 | 20 | 12 | 2 |
四、实验项目和主要仪器设备与器材配置
序号 | 实验项目 | 实验类别 | 每 组 人 数 | 实验学时 | 主要仪器设备 | 设备复套数 | 主要消耗材料 | 所在实验室 | ||||
演示 | 验证 | 综合 | 设计 | 其他 | ||||||||
1 | 原理图输入与仿真及由原理图生成元器件模块实验 | √ | √ | 1 | 2 | 微机、Xilinx开发套件 | 实验中心 | |||||
2 | Verilog设计输入及时钟频率仿真和测试 | √ | √ | 1 | 2 | 微机、Xilinx开发套件 | 实验中心 | |||||
3 | 基于FPGA的LED流水灯 | √ | √ | √ | 1 | 2 | 微机、Xilinx开发套件、Nexys 4 FPGA开发板 | 实验中心 | ||||
4 | 顶层为原理图的能显示60进制加减法计数器设计 | √ | √ | √ | √ | 1 | 2 | 微机、Xilinx开发套件、Nexys 4 FPGA开发板 | 实验中心 | |||
5 | 时钟芯片设计/交通灯控制器/串口通信(三选一) | √ | √ | √ | √ | 1 | 4 | 微机、Xilinx开发套件、Nexys 4 FPGA开发板 | 实验中心 | |||
五、实验预习和实验报告的要求、考核方式
实验预习要求:对于验证性实验,根据给定框图编制程序。
对于综合性实验,根据实验要求自行设计线路、框图和程序。
实验报告要求:对于验证性实验,要求有框图、程序、注释,做思考题。
对于综合性实验,要求有框图、程序、注释,做思考题。画出实验设计线路图并分析其功能。
考核方式:采用实验联系卡,跟踪记录每位学生的实验预习,动手操作,研究能力进行成绩评定。
六、教材、实验指导书与主要参考书
教材名称 | 作者 | 出版社 | 版次 | ISBN | 教材性质 |
Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design | Stephen Brown | McGraw-Hill, 2014 | 3rd | 978–0–07–338054–4 | 电子版 |
Digital design : with an Introduction to the Verilog HDL | M. Morris Mano, Michael D. Ciletti | Pearson Education, 2013 | 5th | 978-0-13-277420-8 | 电子版 |
可编程器件实验指导手册 | 徐和根、蔚瑞华 | 自编 |