EDA技术项目化教程

情境1 10分钟学会FPGA设计

情境1任务单

实施步骤

准备工作

软件设计与仿真

相关知识

1.1 EDA技术概述

1.1.1 EDA技术基本概念

1.1.2 EDA技术的主要特征

1.1.3 EDA技术发展历程

1.1.4 EDA技术主要内容

1.2 可编程逻辑器件

1.2.1 基于乘积项Product-Term的PLD结构

1.2.2 乘积项结构PLD的逻辑实现原理

1.2.3 查找表Look-Up-Table的原理与结构

1.2.4 基于查找表LUT的FPGA的结构

1.2.5 查找表结构的FPGA逻辑实现原理

1.2.6 其他类型的FPGA和PLD

1.3 基于CPLD/FPGA的EDA设计流程

1.3.1 CPLD/FPGA的工程设计流程

1.3.2 源程序的编辑和编译

1.3.3 逻辑综合和优化

1.3.4 目标器件的布线/适配

1.3.5 目标器件的编程/下载

1.3.6 设计过程中的有关仿真

1.3.7 硬件仿真/硬件测试

1.4 基于CPLD/FPGA的常用EDA工具

1.4.1 Altera EDA软件工具QuartusⅡ简介

1.4.2 其他CPLD/FPGA的常用EDA工具

1.5 硬件描述语言

1.5.1 常用硬件描述语言对比

1.5.2 VHDL

评价与总结

情境2 QuartusⅡ原理图输入法

情境2任务单

实施步骤

相关知识

2.1 QuartusⅡ原理图输入法

2.2 QuartusⅡ原理图输入法中的LPM函数

2.3 QuartusⅡ原理图输入法中的层次化设计

评价与总结

情境3 简易电子琴

情境3任务单

实施步骤

相关知识

3.1 VHDL程序的语言要素

3.1.1 VHDL文字规则

3.1.2 VHDL数据对象

3.1.3 VHDL数据类型

3.1.4 VHDL运算操作符

3.2 VHDL顺序语句

3.2.1 等待语句和断言语句

3.2.2 赋值语句

3.2.3 转向控制语句

3.2.4 子程序调用语句

3.2.5 返回语句RETURN

3.2.6 空操作语句NULL

3.3 VHDL并行语句

3.3.1 进程语句

3.3.2 块语句

3.3.3 并行信号赋值语句

3.3.4 并行过程调用语句

3.3.5 元件例化语句

3.3.6 生成语句

相关的音乐知识

评价与总结

情境4 乒乓球游戏机

情境4任务单

实施步骤

相关知识

4.1 通过端口和参数定义例化LPM

4.2 通过MegaWizardPlug-In Manager 例化LPM

评价与总结

情境5 数字钟

情境5任务单

实施步骤

相关知识

5.1 VHDL层次化文件设计

5.2状态机的VHDL设计

5.2.1 状态机的基本结构和功能

5.2.2 一般状态机的VHDL设计

5.2.3 MOORE状态机的VHDL设计

5.2.4 MEALY状态机的VHDL设计

评价与总结

情境6 SOPC设计基础

情景6任务单

实施步骤

相关知识

6.1 SOPC及其技术

6.1.1 基于FPGA嵌入IP硬核的SOPC系统

6.1.2 基于FPGA嵌入IP软核的SOPC系统

6.1.3 基于Hartdcopy技术的SOPC系统

6.2 Nios2软核处理器

6.2.1 Nios2软核处理器简介

6.2.2 可配置嵌入式软核处理器的优势

6.3 SOPC开发流程

6.3.1 硬件开发

6.3.2 软件开发

6.3.3 SOPC基本开发流程简介

评价与总结

参考文献

《EDA技术项目化教程》基于生产实际和岗位能力需求，重构传统知识体系，融入最新EDA技术发展，按照完整性、趣味性、扩展性和适应性的原则，选择流行消费类电子产品为主要载体，构建了六个学习情境。情境训练学生掌握基本的EDA概念，开发流程和EDA开发软件的使用：情境2训练学生利用QuartusⅡ进行原理图设计的基本能力，掌握原理图层次化方法和原理图中的LPM；情境3训练学生基本的VHDL程序设计能力，掌握VHDL程序结构和VHDL并行语句与顺序语句；情境4训练学生复杂VHDL程序设计能力，掌握VHDL层次化设计和VHDL中的LPM；情境5训练学生掌握原理图、文本输入混合设计方法，进一步提高其复杂系统设计能力；情境6训练学生基于FPGA的SOPC设计初步能力，掌握SOPC设计基本流程和方法，初步了解Altera NiosⅡ CPU核的定制方法，学习NiosⅡ EDS 8.1的使用方法和应用程序设计方法。《EDA技术项目化教程》可供高职院校电子类、通信类等专业的学生作为教材使用，也可作为电子行业的工程技术人员的参考用书。

任务驱动
行动导向
工学结合
学生主体
过程考核
国家示范性高职院校建设项目成果