EDA教案

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eda流水灯课程设计

eda流水灯课程设计

eda流水灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解EDA(电子设计自动化)的基本概念,掌握流水灯的设计原理;2. 学习并掌握流水灯电路的组成、工作原理及编程方法;3. 了解数字电路基础知识,如逻辑门、触发器等,并能将其应用于流水灯设计。

技能目标:1. 学会使用EDA软件(如Multisim、Protel等)进行电路设计和仿真;2. 学会编写简单的C语言程序,实现流水灯的控制;3. 培养动手实践能力,能够独立完成流水灯的制作与调试。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子设计的兴趣和热情,激发创新意识;2. 培养学生的团队合作精神,学会在团队中沟通与协作;3. 培养学生严谨的科学态度,注重实践,敢于面对困难和挑战。

课程性质:本课程属于电子技术实践课程,结合理论知识,强调动手实践,培养学生的实际操作能力。

学生特点:本课程面向初中或高中学生,学生对电子技术有一定的基础,具备一定的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导学生在实践中掌握知识,提高技能,培养情感态度价值观。

教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 电子设计自动化(EDA)基本概念介绍:包括EDA的定义、发展历程、应用领域等;相关教材章节:第一章 电子设计自动化概述2. 流水灯设计原理:讲解流水灯的工作原理、电路组成、编程方法;相关教材章节:第二章 常见数字电路设计实例3. 数字电路基础知识:回顾逻辑门、触发器等基础知识,并应用于流水灯设计;相关教材章节:第三章 数字电路基础知识4. EDA软件使用:学习Multisim、Protel等软件的基本操作,进行电路设计和仿真;相关教材章节:第四章 EDA软件及其应用5. 流水灯编程:学习编写简单的C语言程序,实现流水灯的控制;相关教材章节:第五章 C语言在数字电路设计中的应用6. 流水灯制作与调试:动手实践,分组进行流水灯的制作、编程与调试;相关教材章节:第六章 数字电路实践教学进度安排:1. 第1周:电子设计自动化基本概念介绍;2. 第2周:流水灯设计原理及电路组成;3. 第3周:数字电路基础知识回顾;4. 第4周:EDA软件使用;5. 第5周:流水灯编程;6. 第6周:流水灯制作与调试。

基于eda的课程设计

基于eda的课程设计

基于eda的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解EDA(电子设计自动化)的基本概念,掌握其基本原理和应用范围。

2. 学生能够运用EDA工具进行简单的电路设计和仿真,了解电路设计中常用的EDA软件及其功能。

3. 学生能够掌握数字电路基础知识,理解并运用逻辑门、触发器等基本元件进行电路设计。

技能目标:1. 学生能够运用EDA软件进行电路原理图绘制,并进行相应的仿真分析。

2. 学生能够通过团队协作,完成一个简单的数字电路设计项目,提高实际操作能力。

3. 学生能够运用所学知识解决实际问题,提高创新意识和动手能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对EDA技术及其在电子设计领域应用的兴趣,激发学生的学习热情。

2. 培养学生良好的团队协作精神和沟通能力,增强合作解决问题的意识。

3. 培养学生严谨的科学态度,提高学生对技术进步和社会发展的责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子技术相关课程,旨在让学生了解并掌握EDA技术,提高电子设计能力。

考虑到学生所在年级,课程内容以基础知识和实际操作为主,注重培养学生的实践能力和创新意识。

在教学过程中,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,鼓励学生积极参与、主动探究。

二、教学内容1. EDA基本概念与原理- EDA技术发展历程- EDA软件分类及功能- EDA设计流程2. 常用EDA软件介绍- Altium Designer、Cadence等软件的界面及基本操作- 电路原理图绘制与仿真- PCB设计基础3. 数字电路基础知识- 逻辑门、触发器等基本元件功能与应用- 数字电路设计方法- 电路设计与仿真案例分析4. EDA电路设计与仿真实践- 设计一个简单的数字电路(如:计数器、译码器等)- 电路原理图绘制与仿真- 电路板设计及制作5. 团队协作与项目实践- 分组进行项目设计- 各组汇报与交流- 指导学生完成项目,总结经验教学内容安排与进度:第1周:EDA基本概念与原理第2周:常用EDA软件介绍第3-4周:数字电路基础知识第5-6周:EDA电路设计与仿真实践第7周:团队协作与项目实践第8周:项目总结与评价教学内容与教材关联:本教学内容与教材中关于电子设计、数字电路、EDA技术等章节相关,通过对教材内容的整合和拓展,确保学生能够系统地学习和掌握EDA技术。

eda技术教案

eda技术教案

eda技术教案EDA技术教案第⼀次课内容:1)介绍EDA技术的涵义、发展历程和应⽤领域;2)介绍EDA技术的主要内容;3)介绍EDA的⼯程设计流程;4)说明本课程的特点与学习⽅法。

教学⽬的:1)通过介绍EDA技术的涵义、发展历程和应⽤领域,使学⽣了解本课程的实际应⽤很⼤,调动学⽣学习这门课程的积极性2)通过介绍EDA技术的主要内容,使学⽣了解这门课程要学习什么。

在此基础上说明本课程的特点与学习⽅法。

3)说明各种通信系统的组成,了解它们的优缺点,出现背景。

重点说明数字通信系统的特定和优点。

4)介绍EDA的⼯程设计流程,说明当前EDA设计的特点,⽤软件⽅式设计硬件,⽤软件⽅式设计的系统到硬件系统的转换是由有关开发软件⾃动完成的,因此类似软件编程,不需太多的低层硬件知识,使学⽣克服畏难情绪。

教学重点、难点:1)EDA技术的三个发展阶段以及各阶段的特点;2)EDA的定义和EDA技术的主要内容;3)EDA的⼯程设计流程。

教学⽅法:⽐较、举例、图解。

教学过程:(⼀)⾃我介绍,说明课时安排、成绩评定⽅法、课程定位、教学⽹站的进⼊。

(⼆)讲授新课课堂教学实施过程共分六步。

1)介绍EDA技术的涵义。

2)说明EDA技术的发展背景,说明EDA技术的三个发展阶段,⽐较三个阶段的各解决了什么问题,在此基础上理解各阶段的特点。

3)在第⼆步理解EDA技术进⾏电⼦系统设计的特点的基础上引出并详细说明EDA的定义,加深对EDA技术的涵义的理解。

4)在第三步详细说明EDA的定义的基础上,引出EDA技术的4个主要内容:硬件描述语⾔:设计的主要表达⼿段;⼤规模可编程逻辑器件:设计的载体;软件开发⼯具:设计的⼯具;实验开发系统:下载⼯具及硬件验证⼯具。

再分别介绍EDA技术的4个主要内容:了解常⽤的硬件描述语⾔VHDL和Verilog;了解两种常⽤的⼤规模可编程逻辑器件FPGA和CPLD以及它们各⾃的特点;了解主流EDA⼯具软件;了解本课程使⽤的西安唐都公司的TD-EAD实验系统5)说明课程要求:通过学习这门课程要掌握运⽤EDA开发⼯具设计开发电⼦系统,引出这门课程的特点:实践性强,说明我们的学习⽅法:抓住⼀个重点:VHDL的编程;掌握两个⼯具:Quartus II 和TD-EAD实验系统;运⽤三种⼿段:通过案例分析、应⽤设计和上机实践,实现理论与实践相结合,边学边⽤,边⽤边学。

天津理工大学中环信息学院教案首页题目EDA技术概述讲授内容

天津理工大学中环信息学院教案首页题目EDA技术概述讲授内容

题目:EDA技术概述讲授内容提要:1.1 EDA技术及其发展历程1.2 EDA技术的特征和优势1.3 EDA 设计的目标和流程1.4 EDA技术与ASIC设计1.5 硬件描述语言教学目的:1.了解EDA技术发展过程,发展趋势;2.了解EDA实现目标与流程设计流程;3.了解常用的硬件描述语言教学重点:EDA发展历程,EDA技术实现目标与流程教学难点:EDA,概念EDA技术实现目标与流程采用教具和教学手段:多媒体板书相结合授课时间:年月日授课地点:第一教学楼1106教室注:此页为每次课首页,教学过程后附;以每次(两节)课为单元编写教案。

二、教学过程1.1 EDA技术及其发展历程1.CAD阶段(20世纪70年代~80年代中期)2.CAE阶段(20世纪80年代中期~90年代初期)3.EDA阶段(20世纪90年代以来)4.EDA技术的最新发展(1)电子技术各个领域全方位融入E DA技术,传统的电路系统设计建模理念发生了重大的变化。

(2) IP核的在电子行业得到了广泛应用。

(3)在FPGA实现DSP应用成为可能。

(4) SOPC技术步入了.大规模应用阶段。

(5)各种EDA工具的推出,使得电子系统设计和验证趋于简单。

(6 ) EDA技术使得电子领域各学科的界限更加模糊,更加相互包容和渗透。

1.2 EDA技术的特征和优势现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述,具有系统级仿真和综合能力,具有开放式的设计环境,具有丰富的元件模型库等。

基本特征主要有:1.硬件描述语言设计输入用硬件描述语言进行电路与系统的设计是当前EDA技术的一个重要特征,硬件描述语言输入是现代EDA系统的主要输入方式.2.“自顶向下”设计方法3.逻辑综合与优化逻辑综合是上世纪90年代电子学领域兴起的一种新的设计方法,是以系统级设计为核心的高层次设计4.开放性和标准化开放式的设计环境也称之为框架结构。

框架是一种软件平台结构,它在EDA系统中负责协调设计设计过程和管理设计数据,实现数据与工具的双向流动,为EDA工具提供合适的操作环境。

eda技术电子教案2

eda技术电子教案2

2.1 逻辑门电路和触发器数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类:组合逻辑电路的特点是任何时刻的输出信号仅仅取决于输入信号,而与信号作用前的电路原有状态无关。

在电路结构上单纯由逻辑门构成,没有反馈电路,也不含有存储元件。

时序逻辑电路在任何时刻的稳定输出,不仅取决于当前的输入状态,而且还与电路的前一个输出状态有关。

时序逻辑电路主要由触发器构成,而触发器的基本元件是逻辑门电路,因此,不论是简单还是复杂的数字电路系统都是由基本逻辑门电路构成的。

2.1.1 逻辑门电路数字系统的所有逻辑关系都是由与、或、非三种基本逻辑关系的不同组合构成。

能够实现逻辑关系的电路称为逻辑门电路,常用的门电路有与门、或门、非门、与非门、或非门、三态门和异或门等。

逻辑电路的输入和输出信号只有高电平和低电平两种状态:用1表示高电平、用0表示低电平的情况称为正逻辑;反之,用0表示高电平、用1表示低电平的情况称为负逻辑(本书采用正逻辑)。

在数字电路中,只要能明确区分高电平和低电平两种状态就可以了,高电平和低电平都允许有一定范围的误差,因此数字电路对元器件参数的精度要求比模拟电路要低一些,其抗干扰能力要比模拟电路强。

1.与门当决定某个事件的全部条件都具备时,该事件才会发生,这种因果关系称为与逻辑关系。

实现与逻辑关系的电路称为与门。

与门可以有两个或两个以上的输入端口以及一个输出端口,输入和输出按照与逻辑关系可以表示为:当任何一个或一个以上的输入端口为0时,输出为0;只有所有的输入端口均为1时,输出才为1。

组合逻辑电路的输入和输出关系可以用逻辑函数来表示,通常有真值表、逻辑表达式、逻辑图和波形图四种表示方式。

真值表是根据给定的逻辑关系,把输入逻辑变量各种可能取值的组合与对应的输出函数值排列成表格。

它表示了逻辑函数与逻辑变量各种取值之间的一一对应的关系,逻辑函数的真值表具有唯一性,若两个逻辑函数具有相同的真值表,则两个逻辑函数必然相等。

《集成电路》教案

《集成电路》教案

《集成电路》教案集成电路教案一、教学目标本课程的教学目标主要包括:1. 了解集成电路的定义和发展历程;2. 掌握集成电路的分类和特点;3. 理解集成电路的制作原理和工艺流程;4. 熟悉集成电路在电子设备中的应用;5. 培养学生对集成电路的设计和应用能力。

二、教学内容1. 集成电路的定义和发展历程- 集成电路的概念和基本原理- 集成电路的发展历程及其对电子技术的影响2. 集成电路的分类和特点- 按功能分类:逻辑集成电路、模拟集成电路、混合集成电路- 按制造工艺分类:SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI- 集成电路的特点和优势3. 集成电路的制作原理和工艺流程- MOSFET和BJT的基本原理- NMOS和PMOS工艺流程- CMOS工艺流程4. 集成电路在电子设备中的应用- 数字电路中的集成电路应用- 模拟电路中的集成电路应用- 通信和嵌入式系统中的集成电路应用5. 集成电路的设计和应用能力培养- 理解集成电路的设计流程和方法- 使用专业软件进行集成电路设计- 实践项目:设计简单的集成电路电路板三、教学方法本课程采用以下教学方法:1. 讲授法:通过讲解集成电路的基本概念、分类和制作原理,帮助学生建立起相关知识的框架。

2. 实验法:通过实验,让学生亲自操作、观察和验证集成电路的工作原理和应用。

3. 讨论法:通过小组讨论、案例分析等互动方式,加深学生的理解和应用能力。

四、教学评估本课程的评估方式包括:1. 作业:布置相关理论和实践作业,考察学生对集成电路的理解和应用能力。

2. 实验报告:要求学生完成相应的实验报告,对实验结果进行分析和总结。

3. 期末考试:考核学生对课程内容的掌握情况。

五、教学资源本课程所需的教学资源包括:1. 教材:《集成电路导论》2. 实验设备和器材:集成电路开发板、示波器、信号发生器等3. 计算机和软件:EDA软件、仿真软件等六、参考文献1. 陈明. 集成电路[M]. 电子工业出版社, 2018.2. 邓家舜. 集成电路原理与应用[M]. 电子工业出版社, 2017.3. 朱义伟, 等. 集成电路设计与实例分析[M]. 机械工业出版社, 2019.以上是《集成电路》教案的大纲和内容介绍,希望能够帮助学生全面理解和掌握集成电路的基本知识和应用。

《电子科学与技术》教案

《电子科学与技术》教案

《电子科学与技术》教案第一章:电子科学与技术简介1.1 电子科技的发展历程1.2 电子科学与技术的研究领域1.3 电子科学与技术的重要性1.4 电子科学与技术的发展趋势第二章:电子元器件2.1 电子元器件的分类2.2 电子元器件的工作原理2.3 常用电子元器件的参数及应用2.4 电子元器件的检测与选用第三章:电子电路基础3.1 电路的基本概念3.2 电路的基本定律3.3 电子电路的组成部分3.4 电子电路的基本分析方法第四章:数字电路4.1 数字电路的基本概念4.2 逻辑门电路4.3 组合逻辑电路4.4 时序逻辑电路4.5 数字电路的设计与应用第五章:模拟电子技术5.1 模拟电子技术的基本概念5.2 放大器电路5.3 滤波器电路5.4 模拟电子电路的设计与应用5.5 模拟电子技术的实际问题分析第六章:数字逻辑与计算机组成原理6.1 计算机系统概述6.2 计算机的基本组成6.3 数据的表示和运算6.4 中央处理器(CPU)6.5 存储器与输入输出系统第七章:模拟通信原理7.1 通信系统的基本概念7.2 模拟通信系统的组成7.3 调制与解调技术7.4 信道编码与解码7.5 信号的接收与处理第八章:数字通信原理8.1 数字通信的基本概念8.2 数字信号的传输方式8.3 信道编码与误码控制8.4 数字调制与解调技术8.5 数据传输率与通信协议第九章:电子测量与仪器9.1 电子测量的基本概念9.2 测量仪器与仪表的分类9.3 常用测量仪器的工作原理与应用9.4 测量误差与数据处理9.5 现代电子测量技术第十章:实验与实践10.1 实验的目的与要求10.2 电子实验的基本步骤10.3 常用实验仪器与设备10.4 电子实验举例第十一章:嵌入式系统设计11.1 嵌入式系统的概念与特点11.2 嵌入式处理器与微控制器11.3 嵌入式系统的设计与开发流程11.4 嵌入式操作系统与应用软件11.5 嵌入式系统的实际应用案例第十二章:电子设计与自动化12.1 电子设计自动化(EDA)工具12.2 电路设计与仿真12.3 嵌入式系统设计与仿真12.4 PCB设计原则与工艺12.5 电子设计自动化的实际应用第十三章:半导体器件与集成电路13.1 半导体物理与器件13.2 晶体管与集成电路的制造过程13.3 集成电路的封装与测试13.4 集成电路的可靠性分析13.5 现代集成电路技术的发展趋势第十四章:电源电子技术14.1 电源系统的基本原理14.2 开关电源设计与应用14.3 电源管理集成电路14.4 电池管理与充电技术14.5 电源电子技术的实际应用案例第十五章:现代电子科学与技术的前沿话题15.1 微电子技术的发展15.2 光电子技术与光通信15.3 电子信息技术在物联网中的应用15.4 与电子科技的融合15.5 未来电子科学与技术的发展方向重点和难点解析本《电子科学与技术》教案涵盖了电子科学与技术的基础知识、通信原理、计算机组成原理、电子测量与实验等多个方面。

EDA之1位全加器

EDA之1位全加器

EDA技术实验教案实验一1位全加器原理图输入设计一、实验目的1、熟悉MAX+plusII软件的基本使用方法。

2、熟悉GW48-ES EDA实验开发系统的基本使用方法。

3、了解原理图输入设计方法。

二、实验内容设计并调试好一个1位二进制全加器,并用GW48-ES EDA实验开发系统(拟采用的实验芯片的型号为EPF10K20TC144-4或EP1K30TC144-3)进行系统仿真、硬件验证。

设计1位二进制全加器时要求先用基本门电路设计一个1位二进制半加器,再由基本门电路和1位二进制半加器构成1位二进制全加器。

三、实验条件1、开发条件:MAX+plusII2、实验设备:GW48-ES EDA实验开发系统、联想电脑3、拟用芯片:EPF10K20TC144-4或EP1K30TC144-3四、实验设计半加器(h_adder.gdf)全加器(f_adder.gdf)实验结果半加器仿真波形半加器引脚锁定实验芯片:EPF10K20TC144-4选用模式:模式5设计实体I/O标识I/O来源/去向结构图上的信号名芯片引脚号a 键1 PIO0 8b 键2 PIO1 9so 二极管D1 PIO8 20co 二极管D2 PIO9 21 全加器仿真波形全加器引脚锁定实验芯片:EPF10K20TC144-4选用模式:模式5设计实体I/O标识I/O来源/去向结构图上的信号名芯片引脚号ain 键1 PIO0 8bin 键2 PIO1 9cin 键3 PIO2 10sum 二极管D1 PIO8 20cout 二极管D2 PIO9 21全加器真值表ain 0 1 0 1 0 1 0 1 bin 0 0 1 1 0 0 1 1 cin 0 0 0 0 1 1 1 1 sum 0 1 1 0 1 0 0 1 cout 0 0 0 1 0 1 1 1实验二1位全加器VHDL文本输入设计一、实验目的1、熟悉MAX+plusII软件的基本使用方法。

eda课程设计警报控制电路

eda课程设计警报控制电路

eda课程设计警报控制电路一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握eda课程设计警报控制电路的相关知识,包括电路的基本原理、设计和应用。

通过学习,学生应能理解警报控制电路的工作原理,掌握其设计和应用方法,并培养对该领域的兴趣和热情。

具体来说,知识目标包括:1.了解警报控制电路的基本原理和组成。

2.掌握警报控制电路的设计方法和应用场景。

技能目标包括:1.能够使用相关工具和软件进行警报控制电路的设计和仿真。

2.能够分析和解决实际中的警报控制电路问题。

情感态度价值观目标包括:1.培养对警报控制电路和相关领域的兴趣和热情。

2.培养学生的创新意识和团队合作精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括警报控制电路的基本原理、设计和应用。

具体安排如下:1.警报控制电路的基本原理:介绍警报控制电路的定义、功能和工作原理。

2.警报控制电路的设计:讲解警报控制电路的设计方法,包括电路元件的选择、电路图的绘制等。

3.警报控制电路的应用:介绍警报控制电路在不同领域的应用场景,如火灾报警系统、交通安全系统等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法:通过教师的讲解,让学生了解和掌握警报控制电路的基本原理和设计方法。

2.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作精神和创新意识。

3.案例分析法:分析实际中的警报控制电路案例,让学生学会分析和解决实际问题。

4.实验法:让学生亲自动手进行警报控制电路的设计和仿真,增强实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用合适的教材,如《eda课程设计警报控制电路》等相关书籍。

2.参考书:提供相关的参考书籍,以便学生深入学习和拓展知识。

3.多媒体资料:制作课件、教案等多媒体资料,以直观的方式展示教学内容。

4.实验设备:准备适当的实验设备,让学生能够进行实际操作和验证。

EDA技术教案范文

EDA技术教案范文

EDA技术教案范文一、教学目标:1.了解探索性数据分析(EDA)的概念和目的。

2.掌握EDA的基本步骤和常用的可视化工具。

3.能够运用EDA技术对数据进行初步探索和分析。

4.培养学生的数据分析能力和问题解决能力。

二、教学重点和难点:1.概念的理解和掌握。

2.运用工具进行数据可视化和初步分析。

三、教学内容和学时安排:1.引入(10分钟)介绍数据分析的重要性和应用领域。

引入EDA的概念和目的。

2.EDA的基本步骤和工具(20分钟)讲解EDA的基本步骤,包括数据收集、数据清洗、数据探索和数据分析。

介绍常用的EDA工具,如Python的Pandas和Matplotlib库。

3.数据收集和清洗(30分钟)讲解数据收集和清洗的方法,包括数据源的选择、数据导入和格式转换、缺失值和异常值的处理等。

4.数据可视化(30分钟)介绍常用的数据可视化方法和工具,如直方图、散点图和箱线图等。

示范使用Python的Matplotlib库进行数据可视化。

5.数据探索和分析(30分钟)讲解数据探索和分析的方法,包括描述性统计、关联分析、聚类分析等。

展示实例并让学生尝试进行数据探索和分析。

6.案例分析和讨论(20分钟)以一个真实的数据集为案例,让学生运用所学的EDA技术进行分析,并进行讨论和总结。

四、教学方法:1.讲授与示范相结合的教学方法。

2.案例分析和讨论的教学方法。

3.实践操作和演练的教学方法。

五、教学资源和评价方式:1.教学资源:计算机、数据集和相关软件工具。

2.评价方式:课堂表现、课堂作业和小组讨论。

六、教学反思:探索性数据分析(EDA)是数据科学中重要的一环,它能够帮助我们从大量的数据中发现有用的模式和规律。

本教案通过结合理论讲解和实践操作,旨在帮助学生了解和掌握EDA的基本概念、步骤和工具。

通过实际案例分析和讨论,培养学生的数据分析能力和问题解决能力。

EDA循环彩灯控制课程设计

EDA循环彩灯控制课程设计

EDA循环彩灯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解EDA技术的基本概念,掌握循环彩灯控制原理;2. 学生能掌握数字逻辑设计的基本方法,运用硬件描述语言进行简单程序设计;3. 学生了解循环彩灯在现实生活中的应用,理解其工作原理和设计方法。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,独立完成循环彩灯控制电路的设计与仿真;2. 学生能通过实验操作,熟练使用相关仪器和设备,进行硬件电路搭建;3. 学生能够进行团队协作,共同解决在设计与实现过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生对EDA技术产生兴趣,提高对电子工程领域的认识和热情;2. 学生培养良好的实验习惯,注重安全、环保,遵循实验操作规范;3. 学生在团队合作中,学会尊重他人,培养沟通能力和团队精神。

课程性质:本课程为电子设计自动化(EDA)相关课程,结合循环彩灯控制实例,使学生掌握数字逻辑设计的基本方法和技能。

学生特点:学生具备一定的电子基础知识,对硬件描述语言和数字电路有一定了解,但实际操作能力有待提高。

教学要求:结合理论教学与实验操作,注重培养学生的实际动手能力,提高学生的创新意识和团队合作能力。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,达到学以致用的目的。

二、教学内容1. 理论知识:- EDA技术概述:介绍EDA技术的基本概念、发展历程和应用领域;- 数字逻辑设计基础:回顾逻辑门、组合逻辑和时序逻辑基础知识;- 硬件描述语言:讲解Verilog HDL或VHDL的基本语法和使用方法;- 循环彩灯控制原理:分析循环彩灯的控制方法、电路设计和程序实现。

2. 实践操作:- 循环彩灯控制电路设计与仿真:指导学生使用EDA软件(如Multisim、Proteus等)进行电路设计与仿真;- 硬件电路搭建与调试:教授学生如何搭建循环彩灯控制电路,并进行调试;- 程序编写与下载:教授学生如何编写循环彩灯控制程序,并将程序下载至FPGA或CPLD器件。

EDA技术教案范文

EDA技术教案范文

EDA技术教案范文
I. Overview
EDA,即 Exhaustive Design of Array,是一种模拟设计技术,能够
有效地以少量的步骤来自动生成复杂的板级模块以及实现PCB板的设计。

EDA技术的实现允许设计师灵活的处理布局设计,减少对布局设计所需的
时间,并且提高了精度,避免了设计中常见的错误,从而极大地提高了产
品的质量和性能。

II.EDA技术设计基础
1.物理布局
EDA技术的物理布局是采用自动布局设计的一种方式,其结果为PCB
板上的元件和连接线分布的最优配置,并且可以保证元件之间的最佳连接,使元件之间不会彼此相互干扰,保证信号线能够在最小的面积中实现高效
的信号传输,以及保证PCB板上元件连接线的稳定性和可靠性。

2.拓扑图分析
拓扑图分析是用于确定PCB板上元件的恰当连接、路径和布局的一种
方法,而且是EDA技术中布局设计中必不可少的一部分。

在拓扑图分析中,设计师可以仔细的分析电路中的电压、信号及相应的元件之间的关系,从
而确定出适合于PCB板布局的元件之间的恰当的连接。

3.板级模块
板级模块是指PCB板上的元件以及元件之间的连接,而EDA技术就是
将这些元件和连接线有效进行组织和安排,以及自动生成最佳的板级模块。

电子产品设计与制作实训教案

电子产品设计与制作实训教案

电子产品设计与制作实训教案实训名称:电子产品设计与制作实训实训目的:通过本实训,使学生了解电子产品设计和制作的基本原理、流程和技术,并能够独立完成小型电子产品的设计与制作。

实训内容:1.电子产品设计与制作的基本原理介绍-电子产品的基本组成和功能-电子产品设计的基本原理和流程-电路设计和布线技术- PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计和制作技术2.电子产品设计与制作流程演示-了解市面上常见的电子产品设计流程-学习利用电子设计自动化(EDA)软件进行电路设计和模拟-学习借助CAD软件进行PCB设计-理解原理图与PCB之间的转换过程3.电子产品设计与制作项目实践-设计和制作简单的电子产品,如闹钟、温度计等-利用电路板制作技术进行实际电路制作-完善设计的功能和外观,并进行调试和改进实训目标:1.掌握电子产品设计和制作的基本原理和流程2.熟悉电子设计自动化软件和CAD软件的使用方法3.能够根据需求进行电路设计和布线4.能够利用电路板制作技术进行电路制作和焊接5.能够运用理论知识进行实际电子产品的设计与制作实训步骤:1.理论讲解(2小时)-电子产品设计和制作的基本原理和流程介绍-电路设计和布线技术讲解-PCB设计和制作技术讲解2.实操演示(2小时)-演示电子产品设计流程,并使用相关软件进行实操演示-演示原理图与PCB之间的转换过程,并进行PCB设计演示3.项目实践(12小时)-学生根据实际需求选择一个电子产品进行设计与制作-利用电子设计自动化软件进行原理图设计和仿真-利用CAD软件进行PCB设计-制作电路板,并进行焊接及组装-进行电路的调试和改进4.总结和展示(2小时)-学生撰写实训报告,总结所学知识和经验-学生进行电子产品的展示和演示,并分享设计和制作过程中的经验和心得实训考核方式:1.实际操作考核(50%):根据学生完成的电子产品设计与制作项目进行评分,考核项目的功能实现和外观质量等方面。

《数字电子技术》电子教案

《数字电子技术》电子教案

《数字电子技术》电子教案第一章:数字电路基础1.1 数字电路概述介绍数字电路的基本概念、特点和分类解释数字信号与模拟信号的区别1.2 数字逻辑基础介绍逻辑代数的基本运算和规则解释逻辑门电路的原理和应用1.3 逻辑函数与逻辑门电路介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑门电路的种类和功能第二章:组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述介绍组合逻辑电路的定义和特点解释组合逻辑电路的分类和应用2.2 常用的组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器和算术逻辑单元等电路的原理和应用2.3 组合逻辑电路的设计方法介绍组合逻辑电路的设计原则和方法解释组合逻辑电路的优化和简化第三章:时序逻辑电路3.1 时序逻辑电路概述介绍时序逻辑电路的定义和特点解释时序逻辑电路的分类和应用3.2 触发器介绍触发器的概念、种类和功能解释触发器的时序要求和真值表3.3 时序逻辑电路的设计方法介绍时序逻辑电路的设计原则和方法解释时序逻辑电路的优化和简化第四章:数字电路仿真与实验4.1 数字电路仿真概述介绍数字电路仿真的概念和作用解释数字电路仿真软件的使用方法4.2 组合逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对组合逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估4.3 时序逻辑电路的仿真与实验利用仿真软件对时序逻辑电路进行仿真和实验分析实验结果和性能评估第五章:数字电路的应用5.1 数字电路在通信系统中的应用介绍数字电路在通信系统中的应用实例和原理解释数字调制和解调的电路设计方法5.2 数字电路在计算机系统中的应用介绍数字电路在计算机系统中的应用实例和原理解释微处理器、存储器和总线的电路设计方法5.3 数字电路在其他领域中的应用介绍数字电路在其他领域中的应用实例和原理解释数字电路在控制系统、数字信号处理等方面的应用方法第六章:数字电路设计工具与方法6.1 数字电路设计工具介绍电子设计自动化(EDA)工具的概念和作用解释电路设计软件(如Multisim、Proteus)的使用方法6.2 数字电路设计流程阐述数字电路设计的整个流程,包括需求分析、逻辑设计、物理设计等解释各个阶段的关键技术和注意事项6.3 数字电路设计实例通过具体实例展示数字电路设计的全过程分析设计过程中的难点和解决方案第七章:数字集成电路7.1 数字集成电路概述介绍数字集成电路的类型和特点解释集成电路的制造工艺和分类7.2 常见数字集成电路介绍TTL、CMOS等常见数字集成电路的原理和应用解释集成电路封装和接口技术7.3 数字集成电路的应用与选择阐述数字集成电路在电路设计中的应用方法介绍如何根据电路需求选择合适的集成电路第八章:数字系统的测试与维护8.1 数字系统测试概述介绍数字系统测试的目的和重要性解释数字测试信号的和应用8.2 数字故障诊断与测试方法介绍故障诊断的方法,如静态测试、动态测试和在线测试解释故障模型和测试向量的8.3 数字系统的维护与优化阐述数字系统运行过程中的维护和优化措施介绍故障排除和系统性能提升的方法第九章:数字电路在嵌入式系统中的应用9.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的概念、特点和分类解释嵌入式系统在现代科技领域的重要性9.2 嵌入式数字电路设计阐述嵌入式数字电路的设计方法和流程介绍嵌入式处理器、外围电路和接口技术9.3 嵌入式系统的应用实例通过具体实例展示嵌入式数字电路在实际应用中的作用和效果第十章:数字电路技术的未来发展10.1 数字电路技术发展趋势分析当前数字电路技术的发展趋势,如低功耗、高速度、高集成度等介绍新型数字电路技术的研究方向和应用前景10.2 数字电路技术的挑战与机遇阐述数字电路技术在发展过程中面临的挑战,如信号完整性、可靠性等探讨数字电路技术发展的机遇和应对策略10.3 数字电路技术的创新应用介绍数字电路技术在新型领域的创新应用,如物联网、等分析这些应用对数字电路技术发展的影响和推动作用第十一章:数字电路在模拟信号处理中的应用11.1 概述数字模拟信号处理介绍数字电路在模拟信号处理中的重要性解释数字模拟信号处理的基本概念和原理11.2 模拟信号的数字化处理阐述模拟信号数字化处理的方法和技术介绍ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)的工作原理和应用11.3 数字滤波器与信号处理解释数字滤波器的作用和分类介绍数字滤波器的设计方法和应用实例第十二章:数字电路在信号传输中的应用12.1 数字信号传输概述介绍数字信号传输的基本概念和特点解释数字信号传输与模拟信号传输的区别12.2 数字调制与解调技术介绍数字调制与解调的基本原理和方法解释调制解调器(modem)的工作原理和应用12.3 数字信号传输的线路和设备介绍数字信号传输中所用的线路和设备,如同轴电缆、光纤等解释数字信号传输中的信号衰减和抗干扰措施第十三章:数字电路在计算机系统中的应用13.1 计算机系统概述介绍计算机系统的基本组成和工作原理解释计算机系统在现代社会中的重要性13.2 中央处理器(CPU)介绍CPU的结构和工作原理解释控制单元、运算单元和寄存器的作用和功能13.3 存储器和总线系统介绍存储器的类型和作用解释总线系统的组成和功能,如数据总线、地址总线、控制总线等第十四章:数字电路在控制系统中的应用14.1 控制系统概述介绍控制系统的概念、类型和特点解释数字电路在控制系统中的应用重要性14.2 数字控制器的设计与实现阐述数字控制器的设计方法和流程介绍控制器算法实现和硬件设计的技术14.3 数字控制系统实例通过具体实例展示数字电路在控制系统中的应用和效果第十五章:数字电路技术的综合应用案例15.1 数字电路技术在通信领域的应用介绍数字电路技术在通信领域的典型应用实例解释数字电路技术在提高通信系统性能方面的作用15.2 数字电路技术在工业自动化领域的应用阐述数字电路技术在工业自动化领域的应用实例和优势介绍数字电路技术在提高工业生产效率和质量方面的作用15.3 数字电路技术在其他领域的应用展望探讨数字电路技术在其他领域的应用前景和发展趋势分析数字电路技术对人类社会发展的影响和推动作用重点和难点解析本文主要介绍了《数字电子技术》电子教案,内容涵盖了数字电路的基础知识、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字电路仿真与实验、数字电路的应用、数字集成电路、数字系统的测试与维护、数字电路在嵌入式系统中的应用、数字电路技术的未来发展等十五个章节。

电子绘图教案

电子绘图教案

(4)设置权限 在Permissions 视图窗口空白处 单击鼠标右键, 在弹出的快捷菜 单中选择New Rule命令。如图 所示。
系统弹出Permission Rule Properties(权限属性)对话框
User Scope:用 户范围 Document Scope:作 用范围 Permissions: 权限设置
二、 创建原理图设计文件 • 如果在此之前用户没有打开任何设计数 据库,可以选择主菜单区的【File】/ 【New】选项 。 • 如果在此之前已经打开了一个或多个设 计数据库,可以选择主菜单区的【File】 /【New Design】选项,单击鼠标或按回 车键即可。按照上面的操作将弹出如图 2-5图所示的窗口。
第一章 Protel 99se 简介
• • • • 第一节 Protel 99 SE的组成 第二节 Protel 99 SE的运行环境 第三节 Protel 99 SE的操作环境及特点 第四节 电路板设计的基本步骤
第一节 Protel 99 SE的组成
一、Protel 99的发展史
随着计算机的普及,EDA技术获得了越来越旺盛的生命力, 加快了电路设计的周期和效率。
授课类型(新、旧课): 新 课
理论教学: 30学时 电化教学: 54学时 教学的目的、要求:
有无教学大纲: 习题(讨论): 0 学时 参观: 0 学时
有 实训: 18 学时 其他: 0 学时
《电子CAD》是借助计算机来辅助电子设计,是一门操作性很强的专业课程。本课程的教学 目标是:掌握电子电路绘图与制板的基本概念及发展方向;使学生掌握电路原理图的绘制、印刷 电路板的设计与制作过程。熟练进行电子电路印刷板的设计。 基本要求是使学生通过学习了解PROTEL 99软件包的软、硬件环境。了解电路原理设计流 程,熟练掌握分立元件与集成电路原理图的设计,熟练运用Protel 99 SE原理图设计系统绘制电 路原理图。熟练掌握PCB绘图工具,网络表与元件的装入,印刷电路板的自动布局与自动布线, 手工调整,报表的生成与PCB文件的打印。

EDA课程设计_基于FPGA的任意波形发生器

EDA课程设计_基于FPGA的任意波形发生器

EDA课程设计__基于FPGA地任意波形发生器学院:通信与电子工程学院摘要本文主要探索了应用FPGA灵活可重复编程和方便在系统重构地特性,以Verilog HDL 为设计语言,运用QuarrtusII软件,将硬件功能以软件设计来描述,提高了产品地集成度,缩短开发周期.所设计地波形发生器可产生正弦波(sina_wave)、锯齿波(swat_wave)、矩形波(squr_wave)、三角波(trig_wave)四种信号,能够实现信号地转换并且频率可调;关键字:任意波形发生器 FPGA V erilog HDL QuartusIIAbstractThis paper explored the application of flexible and reprogrammable FPGA and convenience features in the system reconfiguration to Verilog HDL design language, the hardware functions to software design to describe and improve the integration of products and shorten the development cycle. Waveform generator designed to produce sine wave (sina_wave), ramp (swat_wave), rectangular wave (squr_wave), triangular wave (trig_wave) four signals, to achieve signal conversion and frequency adjustable。

Keywords: Arbitrary Waveform Generator FPGA Verilog HDL QuartusII目录摘要 (I)ABSTRACT (I)目录 (I)第 1章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2任意波形发生器地功能 (1)1.3国内外发展现状 (2)第2章波形发生器地基本理论 (3)2.1 FPGA简介 (3)2.2V ERILOG 语言简介 (4)2.2.1 Verilog语言概述 (4)2.2.2 VerilogHDL基本结构 (4)2.3Q UARRTUS II概述 (6)第3章方案设计 (7)3.1 系统介绍 (7)3.2波形发生器各个模块设计 (8)3.2.1 Wave_gen 模块 (8)3.2.2 波形数据存储 ROM 模块 (9)第4章波形发生器软件仿真 (10)4.1设计平台及仿真工具 (10)4.2仿真过程 (10)结论 (13)附录 (14)第 1章绪论1.1 概述波形发生器是一种常用地信号源,广泛应用于电子电路,自动控制系统,教案实验等领域,目前使用出现了大量能够产生多种波形且性能稳定地任意波形发生器,但大多数方案都是基于串行或并行总线进行数据地传输,这种方案虽然成本较低,但系统地实时性较差,难以满足复杂波形地大数据量地传输要求.我们设计了一种基于FPGA芯片地任意波形发生器,充分利用了FPGA强大地逻辑功能,实现了利用单片FPGA芯片控制整个系统地方案.1.2 任意波形发生器地功能任意波形发生器既具有其他信号源地信号生成能力,又可以通过各种编辑手段生成任意地波形采样数据,方便地合成其他信号源所不能生成地任意波形,从而满足测试和仿真实验地要求.任意波形发生器地主要功能包括:(1)函数发生功能基础实验中,为了验证电路功能、稳定性和可靠性,需要给它施加理想波形,任意波形发生器能替代函数发生器提供正弦波、方波、三角波、锯齿波等波形,还具有各种调制和扫频能力.利用任意波形发生器地这一基础功能就能满足一般实验地信号需求.(2)任意波形生成运行在实际电子环境中地设备,由于各种干扰地存在以及环境地变化,实际电路中往往存在各种信号缺陷和瞬变信号,例如过脉冲、尖峰、阻尼瞬变、频率突变等.任意波形发生器可以模拟这些特殊信号,以测试系统地实际性能.(3)信号还原功能在一些军事、航空等领域,有些电路运行环境很难估计,在设计完成之后,在现实环境中还需要更进一步地实验验证,而有些实验地成本很高或者风险性很大(如飞机试飞时发动机地运行情况),人们不可能重复作实验来判断所设计产品地可行性和稳定性.此时,可以利用任意波形发生器地信号还原功能.在做一些高耗费、高风险实验时,可以通过数字示波器把实际中用到地实际波形记录下来,再通过计算机接口下载到任意波形发生器,通过任意波形发生器还原实验中地实际波形并加到设计电路中,做进一步地实验验证工作.1.3 国内外发展现状采用可变时钟和计数器寻址波形存储器地任意波形发生器在一段时期内曾得到广泛地应用,其取样时钟频率较高且可调节,但其对硬件要求比较高,需要高性能地锁相环和截止频率可调地低通滤波器(或者多个低通滤波器),且频率分辨率低,频率切换速度较慢,已经逐步退出市场.目前市场上地任意波形发生器主要采用直接数字合成(Direct Digital Synthesuzer,DDS)技术,这种波形发生器不仅可以产生可变频地载频信号、各种调制信号,同时还能和计算机配合产生用户自定义地有限带宽地任意信号,可以为多种领域地测试提供宽带宽、高分辨率地测试信号[1].任意波形发生器发展到今天,从产品结构形式来划分,主要包含三种:(1)独立仪器结构形式独立仪器结构形式是把任意波形发生器设计成单台仪器地形式,其优点是精度高,可独立工作.(2)PC总线式PC(Personal Computer)总线式是将任意波形发生器板卡直接插在PC机地总线扩展槽或通过外部接口连接到PC总线上,利用PC机来控制任意波形发生器地工作状态,其优点是可以充分利用PC机地软硬件资源,在波形数据处理、波形参数修改方面,计算机有明显地优势.(3)VXI模块式VXI模块是一种新型地模块化仪器,它必须插在VXI总线机箱上才能使用,VXI总线机箱通过GPIB或者RS-232C等接口与计算机相连,VXI模块仪器对组成自动测试系统特别有用,各个公司地VXI卡式仪器模块可以自由组合使用.从发展状况来看,国外任意波形发生器地研制及生产技术已经较为成熟.以安捷伦(Agilent)和泰克(Tektronix)为代表地国际电子测量仪器公司在此领域进行了卓有成效地研究和开发,其产品无论在技术上还是市场占有率方面在国际上都享有盛誉,但其价格也是相当昂贵,高端型号每台价格都在几万美金左右,低端地也要几万人民币.Tektronix公司地独立结构任意波形发生器AFG3000系列功能完善,人机界面友好,操作方便,可以以多种方式连接到PC机上,其最高采样率能达到2GS/s,输出信号最高频率为240MHz,任意波频率50MHz,并配备地强大地波形编辑软件ArbExpress,用户可以方面地创建和编辑自己地波形.Agilent公司地PXI模块任意波形发生器采样率已经能达到1.25GS/s,最高输出频率500MHz.我国研制任意波形发生器是从上世纪90年代开始地,近年来有一批本土厂商奋起直追,并取得了可喜地成果.例如南京盛普科技电子有限公司地SPF120型信号发生器地主波输出频率达到了120MHz,任意波最高频率为100KHz;北京普源精电科技有限公司(RIGOL)生产地DG1000/2000/3000系列任意波形发生器,在性能上已经大略相当于国外中低端产品.以FPGA自身资源为基础,制作一个简易综合电子实验仪,具有信号源、测量仪表等功能.第2章波形发生器地基本理论2.1 FPGA简介FPGA由可编程逻辑单元阵列、布线资源和可编程地I/O单元阵列构成,一个FPGA 包含丰富地逻辑门、寄存器和I/O资源.一片FPGA芯片就可以实现数百片甚至更多个标准数字集成电路所实现地系统.FPGA地结构灵活,其逻辑单元、可编程内部连线和I/O单元都可以由用户编程,可以实现任何逻辑功能,满足各种设计需求.其速度快,功耗低,通用性强,特别适用于复杂系统地设计.使用FPGA还可以实现动态配置、在线系统重构(可以在系统运行地不同时刻,按需要改变电路地功能,使系统具备多种空间相关或时间相关地任务)及硬件软化、软件硬化等功能.鉴于高频疲劳实验机控制器控制规模比较大,功能复杂,故我们在研制过程中,在传统实验机控制器地基础上,通过FPGA技术及微机技术两者地结合,来全面提升控制器系统地性能,使整机地工作效率、控制精度和电气系统可靠性得到了提高,且操作方便而又不乏技术地先进性.2.2 Verilog 语言简介2.2.1 Verilog语言概述Verilog HDL是一种硬件描述语言(hardware description language),为了制作数字电路而用来描述ASICs和FPGA地设计之用[2].Verilog HDL可以用来进行各种层次地逻辑设计,也可以进行数字系统地逻辑综合,仿真验证和时序分析,Verilog HDL进行设计最大地优点是其工艺无关性.这使得工程师在功能设计,逻辑验证阶段可以不必过多考虑门级及工艺实现地具体细节,只需根据系统设计地要求施加不同地约束条件,即可设计出实际电路.Verilog 是由en:Gateway Design Automation公司于大约1984年开始发展.Gateway Design Automation公司后来被 Cadence Design Systems于1990年所购并.现在 Cadence 对于Gateway 公司地 Verilog 和 Verilog-XL 模拟器拥有全部地财产权.2.2.2VerilogHDL基本结构(1)基本逻辑门,例如 and 、or 和 nand 等都内置在语言中.(2)用户定义原语(UDP )创建地灵活性.用户定义地原语既可以是组合逻辑原语,也可以是时序逻辑原语.(3)开关级基本结构模型,例如 pmos 和 nmos 等也被内置在语言中.(4)提供显式语言结构指定设计中地端口到端口地时延及路径时延和设计地时序检查.(5)可采用三种不同方式或混合方式对设计建模.这些方式包括:行为描述方式—使用过程化结构建模;数据流方式—使用连续赋值语句方式建模;结构化方式—使用门和模块实例语句描述建模.* Verilog HDL 中有两类数据类型:线网数据类型和寄存器数据类型.线网类型表示构件间地物理连线,而寄存器类型表示抽象地数据存储元件.* 能够描述层次设计,可使用模块实例结构描述任何层次.* 设计地规模可以是任意地;语言不对设计地规模(大小)施加任何限制. * Verilog HDL 不再是某些公司地专有语言而是 IEEE 标准.* 人和机器都可阅读 Verilog 语言,因此它可作为 EDA 地工具和设计者之间地交互语言.* Verilog HDL 语言地描述能力能够通过使用编程语言接口(PLI )机制进一步扩展. PLI 是允许外部函数访问 V erilog 模块内信息、允许设计者与模拟器交互地例程集合.* 设计能够在多个层次上加以描述,从开关级、门级、寄存器传送级(RTL )到算法级,包括进程和队列级.* 能够使用内置开关级原语在开关级对设计完整建模.* 同一语言可用于生成模拟激励和指定测试地验证约束条件,例如输入值地指定.* Verilog HDL 能够监控模拟验证地执行,即模拟验证执行过程中设计地值能够被监控和显示.这些值也能够用于与期望值比较,在不匹配地情况下,打印报告消息.* 在行为级描述中,Verilog HDL 不仅能够在RTL 级上进行设计描述,而且能够在体系结构级描述及其算法级行为上进行设计描述.* 能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述.* Verilog HDL 地混合方式建模能力,即在一个设计中每个模块均可以在不同设计层次上建模.* Verilog HDL 还具有内置逻辑函数,例如 &(按位与)和 |(按位或).* 对高级编程语言结构,例如条件语句、情况语句和循环语句,语言中都可以使用.* 可以显式地对并发和定时进行建模.* 提供强有力地文件读写能力.* 语言在特定情况下是非确定性地,即在不同地模拟器上模型可以产生不同地结果;例如,事件队列上地事件顺序在标准中没有定义.2.3 QuarrtusII概述Quartus II 是Altera公司地综合性PLD开发软件,支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL(Altera Hardware Description Language)等多种设计输入形式,内嵌自有地综合器以及仿真器,可以完成从设计输入到硬件配置地完整PLD设计流程[4].Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用,除了可以使用Tcl脚本完成设计流程外,提供了完善地用户图形界面设计方式.具有运行速度快,界面统一,功能集中,易学易用等特点.Quartus II支持Altera地IP核,包含了LPM/MegaFunction宏功能模块库,使用户可以充分利用成熟地模块,简化了设计地复杂性、加快了设计速度.对第三方EDA工具地良好支持也使用户可以在设计流程地各个阶段使用熟悉地第三方EDA工具.此外,Quartus II 通过和DSP Builder工具与Matlab/Simulink相结合,可以方便地实现各种DSP应用系统;支持Altera地片上可编程系统(SOPC)开发,集系统级设计、嵌入式软件开发、可编程逻辑设计于一体,是一种综合性地开发平台.图1:QuarrtusII图标图2:Quarrtus界面第3章方案设计3.1 系统介绍任意波形发生器地实现采用模块设计,这样很好地利用了QuartusII 软件中地LPM_ROM模块,能够达到最优设计;频率计地功能完全采用HDL语言描述,最后地顶层文件采用模块设计来完成.最终地顶层文件如下图所示:图 3.1 顶层文件模块图要实现地功能:可产生正弦波(sina_wave)、锯齿波(swat_wave)、矩形波(squr_wave)、三角波(trig_wave)四种信号,能够实现信号地转换(select)并且频率可调.主要由三部分组成:地址指针控制模块,四种波形数据存储模块,D/A转换模块.前面2个模块在FPGA中实现,D/A转换通过外围电路实现.该部分地实现框图如下:图3.2 外围电路实现3.2 波形发生器各个模块设计3.2.1 Wave_gen 模块图 3.3 Wave_gen 模块图Wave_gen 模块各引脚说明:INCLK:输入地待测信号.SELECT[1..0]:波形选择输入.FREQ[3..0]:控制输出波形地频率.ADDRESS[8..0]:输出地址指针.3.2.2 波形数据存储 ROM 模块图 3.4 波形数据存储 ROM 模块波形数据存储 ROM 模块个引脚说明:Clock:输入时钟信号.Address[8..0]:输入地址指针.Q[7..0]:输出信号.第4章波形发生器软件仿真4.1 设计平台及仿真工具我们选择QuarrtusII9.0作为波形发生器仿真工具,结合Verilog硬件描述语言,该模块地功能采用Verilog HDL 来描述,程序Wave_gen.v 请见附件.程序实现地主要功能是:根据不同地波形选择(select[1:0]),来改变送入ROM 中地地址指针address. 四种波形一个周期地数据各占不同地 16B,每次波形改变使 address 指向各段数据首地址.编译正确后将其创建为Wave_gen.bsf 模块(见顶层文件中所示),然后采用图形编辑方式,完成波形发生器这部分电路地设计.4.2 仿真过程首先,我们需要在QuarrtusII9.0建立一个工程文件名为wave_gen,如图:图4.1建立工程文件其次,我们需要在File/New/VerilogHDL file,文件名为Wave_gen.v,保存在当前工程里,如图:图4.2Wave_gen.v然后在Processing/start comlication进行调试与仿真结果如图:图4.3仿真结果①产生正弦波(sina_wave)时送到DAC0832地数据:②产生锯齿波(swat_wave)时送到DAC0832地数据:③产生矩形波(squr_wave)时送到DAC0832地数据:④产生三角波(trig_wave)时送到DAC0832地数据:由仿真结果可知,改变select[1:0]地值,能够正确地将对应地波形数据送到DAC0832,从而完成了整体设计结论在研究地过程中,通过学习和参阅过内外相关地文献,并从网络上获取最新地硬件开发指南和芯片开发手册,同时不断向身边地老师请教和学习,通过系统地学习和实际工作地锻炼,积累了必要地基础知识,培养了实际地开发技能.通过本设计工作,基本掌握了Quartus II地使用技术,进一步加深了对数字信号处理技术地理解,提高了使用可编程逻辑器件设计数字系统地能力和软件编程地能力,为将来从事科研工作打下了良好地基础.参考文献[1] 黄晓翰.基于FPGA地多功能波形发生器地设计.电信科学.2010年09期[2] 王金明.Verilog HDL 程序设计教程.北京.人民邮电出版社,2004[3] 王文华. 基于DDS技术地任意波形发生器研究.浙江大学, 2002 .[4] Altera 公司.Quartus II .简易用户使用入门指南[5] 王金明.数字系统设计与 Verilog HDL 教程.第二版,2005附录Wave_gen.v程序如下:module Wave_gen(address,inclk,select,freq)。

中职电子技术教案

中职电子技术教案

中职电子技术教案一、章节:电子元件与电路基础教学目标:1. 了解常见的电子元件,如电阻、电容、电感等。

2. 掌握电子元件的测量和选用方法。

3. 理解电路的基本概念,如串联、并联、混联等。

4. 学会阅读电子电路图。

教学内容:1. 电子元件的基本概念和特性。

2. 电子元件的测量和选用方法。

3. 电路的基本概念和电路图的阅读。

教学步骤:1. 讲解电子元件的基本概念和特性。

2. 示范电子元件的测量和选用方法。

3. 举例说明电路的基本概念和电路图的阅读。

二、章节:模拟电子技术教学目标:1. 了解放大电路的基本原理。

2. 掌握常用的放大电路电路图和应用。

3. 学会分析模拟信号的处理过程。

教学内容:1. 放大电路的基本原理。

2. 常用的放大电路电路图和应用。

3. 模拟信号的处理过程。

教学步骤:1. 讲解放大电路的基本原理。

2. 展示常用的放大电路电路图和应用。

3. 分析模拟信号的处理过程。

三、章节:数字电子技术教学目标:1. 了解数字电路的基本概念。

2. 掌握常用的数字电路电路图和应用。

3. 学会分析数字信号的处理过程。

教学内容:1. 数字电路的基本概念。

2. 常用的数字电路电路图和应用。

3. 数字信号的处理过程。

教学步骤:1. 讲解数字电路的基本概念。

2. 展示常用的数字电路电路图和应用。

3. 分析数字信号的处理过程。

四、章节:电子测量技术教学目标:1. 了解电子测量的基本概念和方法。

2. 掌握常用的电子测量仪器和操作方法。

3. 学会阅读电子测量数据和进行分析。

教学内容:1. 电子测量的基本概念和方法。

2. 常用的电子测量仪器和操作方法。

3. 阅读电子测量数据和进行分析。

教学步骤:1. 讲解电子测量的基本概念和方法。

2. 示范常用的电子测量仪器和操作方法。

3. 分析阅读电子测量数据和进行分析。

五、章节:电子技术应用实例教学目标:1. 了解电子技术在实际应用中的例子。

2. 掌握电子技术应用实例的工作原理。

3. 学会分析电子技术应用实例的优缺点。

现代电子系统设计EDA教案

现代电子系统设计EDA教案

现代电子系统设计EDA教案第一章:概述1.1 教学目标让学生了解现代电子系统设计的基本概念。

让学生了解EDA(电子设计自动化)的基本概念和应用领域。

让学生了解本课程的教学目标和内容安排。

1.2 教学内容现代电子系统设计的基本概念。

EDA的基本概念和应用领域。

本课程的教学目标和内容安排。

1.3 教学方法讲授法:讲解现代电子系统设计和EDA的基本概念。

讨论法:讨论EDA的应用领域和本课程的教学目标。

第二章:EDA工具和流程2.1 教学目标让学生了解常见的EDA工具及其功能。

让学生了解电子系统设计的流程。

2.2 教学内容常见的EDA工具及其功能:例如Cadence、Altium Designer、Eagle等。

电子系统设计的流程:需求分析、电路设计、PCB设计、仿真测试等。

2.3 教学方法讲授法:讲解常见的EDA工具及其功能。

案例分析法:分析实际项目中的电子系统设计流程。

第三章:数字电路设计3.1 教学目标让学生了解数字电路设计的基本方法。

让学生掌握常用的EDA工具进行数字电路设计。

3.2 教学内容数字电路设计的基本方法:组合逻辑设计、时序逻辑设计等。

常用的EDA工具进行数字电路设计:例如Cadence、Altium Designer等。

3.3 教学方法讲授法:讲解数字电路设计的基本方法。

实践操作法:让学生实际操作常用的EDA工具进行数字电路设计。

第四章:模拟电路设计4.1 教学目标让学生了解模拟电路设计的基本方法。

让学生掌握常用的EDA工具进行模拟电路设计。

4.2 教学内容模拟电路设计的基本方法:放大器设计、滤波器设计等。

常用的EDA工具进行模拟电路设计:例如Cadence、Altium Designer等。

4.3 教学方法讲授法:讲解模拟电路设计的基本方法。

实践操作法:让学生实际操作常用的EDA工具进行模拟电路设计。

第五章:PCB设计5.1 教学目标让学生了解PCB设计的基本原则。

让学生掌握常用的EDA工具进行PCB设计。

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1.5面向FPGA的EDA开发流程
FPGA/CPLD设计流程
应用FPGA/CPLD的EDA开发流程: 原理图/VHDL文本编辑
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综合
FPGA/CPLD
器件和电路系统 适配
结构综合器 FPGA/CPLD 编程下载 逻辑综合器
功能仿真
FPGA/CPLD
1、isp方式下载 2、JTAG方式下载 3、针对SRAM结构的配置 4、OTP器件编程
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1.1 EDA技术及其发展 电子技术全方位纳入EDA领域; EDA使得电子领域各学科的界限更加模糊,更加互为包 容; 更大规模的FPGA和CPLD器件的不断推出; 基于EDA工具的ASIC设计标准单元已涵盖大规模电 子系统及IP核模块; 软硬件IP核在电子行业的产业领域、技术领域和设 计应用领域得到进一步确认; SoC高效低成本设计技术的成熟; 系统级、行为验证级硬件描述语言(System C) 出现,使复杂电子系统的设计和验证趋于简单。
课程的地位和教学目标
教学目标:
掌握EDA技术的基本概念; 学会用EDA技术进行电路设计的基本方法 了解当前电子技术发展水平和前沿技术
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课程地位:
学科基础性课程; 技术基础应用性课程; 现代电子设计技术导论性课程。
EDA技术重要性
现代电子工业发展不可缺少的核心技术 电子工程各学科领域不可缺少的核心技术
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1.3.1 硬件描述语言VHDL
硬件描述语言是EDA技术的重要组成部分,VHDL 是作为电子设计主流硬件的描述语言。 VHDL语言具有很强的电路描述和建模能力,能从多 个层次对数字系统进行建模和描述,从而大大简化了硬 件设计任务,提高了设计效率和可靠性。 用VHDL进行电子系统设计的一个很大的优点是设计 者可以专心致力于其功能的实现,而不需要对不影响功 能的与工艺有关的因素花费过多的时间和精力。
EDA技术与VHDL
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参 考 书 目
《EDA技术实用教程》主要特点
一、注重实践与实用
1、 每全书的重点部分多出自作者的实践积累 2、 每一章都按排了有针对性的习题 3、 每一章都按排了有针对性的实验(除第1、2章) 4、 不但注重设计的完成,而且注重设计的效果 5、 注重实例的电子设计实用性 6、 介绍大量典型EDA设计项目(包括实验) 7、 大多数实验含设计示例,绝大多数示例都通过综合与硬件验证 1、 对硬件描述语言使用特殊讲解方法
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1.2电子设计自动化应用对象
单从批量上看,在 2 万片数量的高度复杂设 计上,半导体业分析师与供应商一致认为, FPGA 应该是最可行的结构,而结构化 ASIC 则是 10 万至 3 00万片范围内的最佳选择。 超出这个数量,传统 ASIC 成为当仁不让计自动化应用对象
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1.5.2 综合
整个综合过程就是将设计者在EDA平台上编辑 输入的HDL文本、原理图或状态图形描述,依据 给定的硬件结构组件和约束控制条件进行编译、 优化、转换和综合,最终获得门级电路甚至更底 层的电路描述网表文件。由此可见,综合器工作 前,必须给定最后实现的硬件结构参数,它的功 能就是将软件描述与给定的硬件结构用某种网表 文件的方式对应起来,成为相应互的映射关系。
1.2 电子设计自动化应用对象
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作为EDA技术最终实现目标的ASIC,通过三种途径来完成:
EDA技术 ASIC设计
SOPC/SOC 门阵列 (MPGA); 标准单元 (CBIC); 全定制; (FCIC); ASIC设计
FPGA/CPLD 可编程ASIC 设计
混合 ASIC 设计
SOPC
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编译器和综合功能比较
C、ASM... 程序
软件程序编译器
COMPILER
(a)软件语言设计目标流程
CPU指令/数据代码: 010010 100010 1100
VHDL/VERILOG. 程序
硬件描述语言 综合器
SYNTHESIZER 为ASIC设计提供的 电路网表文件
(b)硬件语言设计目标流程
1.4 EDA与传统电子设计方法的比较
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手工设计方法的缺点是: 1)复杂电路的设计、调试十分困难。 2)如果某一过程存在错误,查找和修 改十分不便。 3)设计过程中产生大量文档,不易管 理。 4)对于集成电路设计而言,设计实现 过程与具体生产工艺直接相关,因此 可移植性差。 5)只有在设计出样机或生产出芯片后 才能进行实测。
时序与功能 门级仿真
1、功能仿真 2、时序仿真
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1.5.1 设计输入(原理图/HDL文本编辑)
1. 图形输入 原理图输入 图 形 输 入
状态图输入
波形图输入
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1.5.1 设计输入(原理图/HDL文本编辑)
2. HDL文本输入
这种方式与传统的计算机软件语言编辑输入基 本一致。就是将使用了某种硬件描述语言(HDL)的 电路设计文本,如VHDL或Verilog的源程序,进行 编辑输入。 可以说,应用HDL的文本输入方法克服了上述原 理图输入法存在的所有弊端,为EDA技术的应用和 发展打开了一个广阔的天地。
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二、注重速成
2、 使用向导式方式介绍原理图、波形、VHDL文本的EDA工具输入设计方法 3、 聚焦VHDL可综合语句的不应用
三、注重系统性、完整性与独立性相结合
1、 深入浅出,难度跨越大,适合于各层次需求 2、 简洁而不失完整地介绍EDA技术的基本内容和使用方法 3、 可根据自己的需求单独阅读某一章节
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1.3.2 VHDL综合
设计过程中的每一步都可称为一个综合环节。
(4) 从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计),或转换到 FPGA的配置网表文件,可称为版图综合或结构综合。有了 版图信息就可以把芯片生产出来了。有了对应的配置文件, 就可以使对应的FPGA变成具有专门功能的电路器件。
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VHDL综合器运行流程
1.3.3 基于VHDL的自顶向下设计方法
自顶向下的设计流程:
1.设计说明书
5.前端功能仿真
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9.结构综合
2.建立VHDL行为模型
6.逻辑综合
10.门级时序仿真
3.VHDL行为仿真
7.测试向量生成
11.硬件测试
4.VHDL-RTL级建模
8.功能仿真
12.设计完成
NIOS ARM RAM/ROM FIFO
SDRAM CONTROL
FIR,IIR,FFT
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PCI
UART
Ethernet Interface Multiply Unit JPEG CPL
USB
PLLs
VGA
PS2
DSP Blocks
SOC: SYSTEM ON A CHIP SOPC: SYSTEM ON A PROGAMMABLE CHIP
LAYOUT——IC版图
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2000年: Intel Pentium® 4 硅栅 CMOS工艺, 0.18µm线宽,1 层多晶,6层金属 ,42M个晶体管 ,1.3-1.8G Hz 时 钟。 芯片面积 224平方mm。
PCB——印制电路板
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1.1 EDA技术及其发展
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1.3.2 VHDL综合
设计过程中的每一步都可称为一个综合环节。 (1) 从自然语言转换到VHDL语言算法表示,即自然语言综合; (2)从算法表示转换到寄存器传输级(Register Transport Level,RTL),即从行为域到结构域的综合,即行为综合; (3) RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示,即逻辑 综合;
教学方式——达到教学目标的手段
授课形式:课表课时36小时
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讲课18( EDA实验室); 实验18(EDA实验室):分批、课内开放、目标引导、独 立设计完成项目
课程作业和结业考核形式
作业和实验:完成设计、仿真、调试、论文和实验报告 考核形式:
⌧1、作业和实验;2、考试
学习和实验要求:
1、按照要求完成看书、调研和实验设计; 2、遵守实验要求及实验室管理制度:用机及安全要求、 实验教学秩序
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1.1 EDA技术及其发展
EDA技术在进入21世纪后,得到了更大的发展,突出表现 在以下几个方面: 在FPGA上实现DSP成为可能,有力地推动了软件无 线电的发展; 嵌入式软核的成熟,使得SOPC步入大规模应用阶段; 使电子设计成果以自主知识产权的方式得以明确表达 和确认成为可能; 在仿真和设计两方面支持标准硬件描述语言的功能强 大的EDA软件不断推出。
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1.1 EDA技术及其发展 CAD——计算机辅助设计;EDA——电子设计自动化。 70年代:CAD是计算机辅助设计,电子CAD(或称 ECAD)。设计PCB和版图,几百门。软件无自动化 功能 80年代,随着VLSI和多层PCB的设计要求,计算机图 形工作站的问世和PC机的发展,进入初级的具有自动 化功能的EDA时期。 EDA(电子设计自动化)是电 子CAD工具的总称,是从电子CAD发展起来的一门技 术。 90年代以后,EDA技术已经渗透到电子系统与集成电 路设计的各个环节,发展十分迅速。形成了一种区别 于传统设计的思想和方法,可以说是对电子设计的一 个革命。
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1.2电子设计自动化应用对象
1. 超大规模可编程逻辑器件
FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件,特点是直 接面向用户,具有极大的灵活性和通用性。
2. 半定制或全定制ASIC
掩模ASIC:门阵列ASIC 、标准单元ASIC 、全定制ASIC
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