EDA技术课程是电子信息类专业的学科基础专业课程。
EDA即电子设计自动化,EDA技术是电子信息类专业的学科基础课,主要学习采用电子设计自动化技术进行数字系统设计的基本方法、器件基础(FPGA、ASIC)、工具应用、设计优化以及验证方法,是学习后续电子信息类专业课程和从事电子类产品设计的必备基础。
主要学习采用电子设计自动化技术进行数字系统设计的基本方法、器件基础、工具应用、设计优化以及验证方法,是学习专业课程和从事电子类产品设计的必备基础。EDA技术还在不断更新发展中,EDA技术课程内容也需要不断更新发展。同时该课程是一门注重实践性的课程,既有概念理论又有编程实践。
通过传授EDA技术的原理、工具、器件、HDL、优化以及仿真技术等的理论知识,并开展相关课程实验,培养学生对数字系统设计能力和创新能力,达到本课程的课程目标:
课程目标(1):理解EDA技术的基本概念,理解基于Verilog HDL/VHDL的数字系统设计基本方法及流程。了解现代数字系统设计技术与验证技术,能描述和分析现代数字系统。具备独立设计实现较复杂数字电路与系统的能力,开发创造性思维和创新能力。
课程目标(2):掌握以 Quratus为代表的EDA工具及配套FPGA硬件开发系统的使用,能树立正确的设计思想,掌握基本实验技能,培养基本设计能力。培养学生根据设计指标,确定电路和系统的设计方案的能力,并能分析其性能,分析其局限性。
学习本课程后,能掌握Quartus、ModelSim、Vivado等软件的使用,能进行复杂数字系统设计,可以进一步学习集成电路相关课程,入门SOPC设计技术,也可以进一步了解计算机组成原理与体系结构,为CPU设计奠定基础。
要求学生抓住一个重点: HDL语言编程;掌握两个工具:Quartus II开发软件和EDA实验箱硬件系统;运用三种手段:案例分析、应用设计、上机实践;采取四个结合:边学边用相结合,边用边学相结合,理论与实践相结合,课内与课外相结合。多动手、多思考、多实践,认真完成各实验项目;做到在项目实践中发现问题,带着问题查找相关文献资料结合课堂讲授学习知识,从而解决问题,最终不断提高自身实践动手能力和学习能力。
1.了解EDA技术的由来、可编程逻辑器件的发展历程、传统的电子线路设计与EDA技术的区别及联系,了解可编程逻辑器件PLD结构、特点、功能描述、输出配置、一般性测试等,为掌握EDA技术打下坚实的基础。
2.掌握Quartus Ⅱ的安装,掌握在Quartus Ⅱ的软件平台上进行逻辑设计的几种输入方法、掌握设计项目的编译、仿真、定时分析、器件编程等。了解设计过程中出现的竞争—冒险现象及采取的措施。
3、掌握硬件描述语言VHDL的程序结构、语言要素、VHDL的描述风格、仿真、综合等。会利用VHDL语言进行简单的电路设计。
4、通过EDA设计综合实验,熟悉电子系统层次化设计与基本设计全过程,初步具备解决实际问题的综合能力。
EDA技术(电子设计自动化技术)作为电子信息类专业的学科基础课,通过传授EDA技术的原理、工具、器件、HDL、优化以及仿真技术等的理论知识,并开展相关课程实验,培养学生对数字系统设计能力和创新能力,培养复合应用型信息技术领域创新人才。其课程目标主要分三个维度:
1.知识
l 在理解EDA技术一般概念的基础上,能掌握基于Verilog HDL语言的数字系统EDA设计基本方法与流程。
l 掌握描述和分析现代数字系统的方法,树立正确的设计思想,了解现代复杂数字系统设计技术与验证技术。
2.能力
l 能掌握EDA工具及配套FPGA硬件开发系统的使用,能掌握基本实验技能,培养学生根据设计指标,确定电路和系统的设计方案的能力。
l 培养学生具备独立设计实现较复杂数字电路与系统的能力,具备创造性思维和创新能力。
3素质
l 了解EDA技术在国内外的发展状况,拓展国际化视野,了解EDA技术对IC行业的影响,解EDA技术的先进性与稀缺性,激发学生对EDA技术的学习热情,培养学生的家国情怀。
考试70%+线上30%。
本课程的学习环节包含:观看讲课视频、完成单元测验题、完成单元作业,参与课程讨论、参加期末考试。
课程学习成绩由四部分构成:
l (1)单元测验:每周学习结束后客观题测试,占课程成绩的10%;
l (2)单元作业,题型为分析题、编程题混合,源代码与分析图表按照要求格式上传,占课程成绩的10%;
l (3)课程讨论:按活跃度,占课程成绩的10%,在“课堂讨论”中回复16篇或以上为满分;
l (4)考试:占课程成绩的70%。
客观题批改方式为平台自动给分。分析题、实验报告批改方式为学生互评方式,作业互评最少为 5 个,互评完成度的奖惩计分规则为:全部完成互评的学生将给予所得分数的 100% ,未参与互评的学生将给予所得分数的 50% ;未完成互评的学生将给予所得分数的 80% ;
初次运行,有不恰当实时微调。
先修课程:
1. 数字逻辑电路
2. C程序设计
3.PCB制版
参考资料
[1] 《EDA技术与VERILOG HDL(第3版)》,黄继业等,清华大学出版社2017.12
[2] EDA技术与CPLD/FPGA开发应用简明教程》第二版 刘爱荣,王振成《清华大学出版社2007.08
[3] 黄继业, 陈龙, 潘松,EDA技术与Verilog HDL,北京:清华大学出版社,2017.
[4] 臧春华,蒋璇,数字系统设计与PLD应用(第三版),北京:电子工业出版社,2009.
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[7] [美] Michael,D. Ciletti著,李广军,林水生,阎波等译,Advanced Digital Design with the Verilog HDL (Second Edition)——Verilog HDL高级数字设计(第二版),北京:电子工业出版社,2019.
[8] 黄继业,潘松,EDA技术实用教程:Verilog HDL版(第六版),北京:科学出版社,2018. “十一五”“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
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[11] 《Digital Systems Design and Prototyping: Using Field Programmable Logic and Hardware Description Languages》Zoran Salcic Asim Smailagic 2008
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[13] [印]Vaibbhav Taraate, Digital Logic Design Using Verilog - Coding and RTL Synthesis, Springer, 2016.
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[17] 乔庐峰,Verilog HDL数字系统设计与验证,北京:电子工业出版社,2009.
1Q:本课程的教材采用那本?
3A:见参考资料中和PPT,以教学目标为导向的经典教材和手册
2Q:本课程中实验部分,是否必须在实验板上完成?测验与考试中有无硬件实验的内容?
3A:EDA课程的学习最好是在实验板子上进行练习,在课程视频中有大量硬件实验的演示,但为了考虑到大部分选课者无实验板的情况,视频中也有大量仿真实验的内容,只要有软件就可以自行学习。在测验与考试中,硬件实验的内容占的比例较少(可忽略不计)。
3Q : 讨论区的分数要如何取得?
3A : 在“课堂交流区”由教师发起的主题讨论下参与回复,系统才会统计得分,。
4Q: 个讨论区人发帖或者在其他同学的回复下进行评论能否得分?
4A: 均不会计入讨论区得分
5Q : 测验和作业过期补做,如何计分?
5A : 可以补做,但不计入分数。