硬件描述语言课内实验大纲(2016版v2)
硬件描述语言实验
《硬件描述语言》实验指导书南通大学电子信息学院2008 年 2 月1、目的和任务《硬件描述语言》是一门侧重于数字电子系统的设计和测试方法的课程，它的上机实验是教学中的一个重要环节。
通过上机学习，学生不仅可以系统地复习、巩固该课程的基本理论，而且培养学生解决问题能力和创新能力，同时为该课程的课程设计作准备。
2、教学基本要求（1）、熟练使用 EDA 软件（Quartus II、ModelSim）；（2）、掌握用 Verilog HDL 实现组合逻辑电路和时序逻辑电路的方法。
3、实验条件（1）、PC 机、Quartus Ⅱ软件和 ModelSim软件（2）、GW48型 EDA 实验开发系统（EP1K30TC144-3）4、实验内容序号实验内容1 实验一设计工具的使用2 实验二组合逻辑电路设计（一）3 实验三组合逻辑电路设计（二）4 实验四总线与总线操作5 实验五时序逻辑电路设计（一）6 实验六时序逻辑电路设计（二）5、实验成绩实验成绩的评定由实验的验收等级和实验报告等级两个部分组成，各占50%。
实验的验收等级和实验报告等级均采用 5 个等级，即优、良、中、及格和不及格。
实验成绩占本课程平时成绩的50%。
实验一设计工具的使用1、实验目的与要求掌握在 Quartus Ⅱ开发环境下，运用硬件描述语言输入法对“三人表决器”进行设计输入、编译、调试和仿真的方法。
“三人表决器”电路的输入为 SW1、SW2 和 SW3，输出为 L3 和 L4，位宽均为 1 位。
当SW1、SW2 和 SW3中有超过2个以上的输入为1时，要求熟悉整个设计流程，从打开、建立文档、编辑、编译、建立激励信号波形及最后仿真的整个过程。
2、实验内容（1）在Quartus Ⅱ开发环境下，建立工程，并将三人表决器的硬件描述语言程序输入；（2）完成编译、调试和仿真，分析实验仿真结果，并判断其正确性。
3、教学形式（1）本实验为验证型实验，学生在实验前预习实验指导书；（2）指导教师应该在实验前阐述实验目的、内容、方法和步骤，并且就实验中的难点和注意事项进行一定的说明；（3）实验结束之后，学生按照实验报告的书写格式自行完成实验报告。
《计算机组成原理》实验教学大纲
《计算机组成原理》实验教学大纲一、实验目的1.了解计算机的基本组成结构和工作原理；2.掌握计算机各个部件的功能和作用；3.掌握计算机组成原理的基本概念和理论知识；4.培养学生动手实践、动脑思考的能力；5.提高学生的团队协作和问题解决能力。
二、实验内容1.计算机硬件基本组成实验（1）CPU的功能和性能测试（2）主板的组装和测试（3）内存的安装和测试（4）硬盘的安装和测试2.计算机软件基本组成实验（1）操作系统的安装和配置（2）应用软件的安装和配置（3）网络设置和测试3.计算机接口和通信实验（1）串口和并口的测试（2）USB接口的测试（3）网络通信的测试4.计算机系统性能测试实验（1）性能测试软件的使用（2）性能测试实验数据分析（3）性能测试实验结果报告5.计算机故障排除实验（1）硬件故障排除方法（2）软件故障排除方法（3）系统故障排除方法三、实验设备1.计算机硬件设备：CPU、主板、内存、硬盘、显卡、其他外设2.计算机软件设备：操作系统、应用软件、性能测试软件3.通信设备：串口、并口、USB接口、网络设备四、实验要求1.认真学习计算机组成原理的理论知识；2.熟练掌握计算机硬件和软件的基本操作方法；3.认真执行实验操作步骤，按时完成实验任务；4.认真分析实验数据，撰写实验报告；5.积极参与实验讨论和交流，相互学习，共同进步。
五、实验流程1.实验前准备：查阅相关资料，准备实验材料；2.实验操作：根据实验大纲逐步进行实验操作；3.实验数据：记录实验过程中产生的数据和结果；4.实验分析：根据实验数据和结果分析实验过程；5.实验报告：撰写实验报告，总结实验经验和教训。
六、实验负责人实验负责人1：XXX实验负责人2：XXX七、实验安全注意事项1.操作实验设备时需注意安全，切勿疏忽大意；2.保护实验设备，避免损坏；3.如有不懂之处，及时向实验负责人请教；八、实验成绩评定1.实验操作得分2.实验报告得分3.实验讨论得分4.实验总成绩。
《数字逻辑与硬件描述语言》实验指导书-003293007
数字逻辑与硬件描述语言实验指导书（适用于通信工程以及电子信息工程专业）信息学院技术中心1目录第一部分基础知识（一）MAXPLUSII基本使用 (1)（二）VHDL简明教程 (10)第二部分基础实验实验一门电路功能测试 (37)实验二编码器、译码显示器的功能测试 (40)实验三触发器及其应用 (44)实验四移位寄存器功能测试 (47)第三部分综合选做实验实验五秒表的设计 (50)实验六数字钟的设计 (52)2第一部分基础知识（一）MAXPLUSII 基本使用设计流程图一、图形输入的设计过程在本节将以图形输入法为例讲述图形方法设计的整个过程。
在MAX—PLUSII中，用户的每个独立设计都对应一个项目，每个项目可饮食一个或多个设计文件，其中有一个是顶层文件，顶层文件的名字必须与项目名相同。
编译器是对项目中的顶层文件进行编译。
项目还管理所有中间文件，所有项目的中间文件的文件名相同，仅后缀名（扩展名）不同，对于每个部的项目最好建立一个单独的子目录。
（一）项目建立1．启动MAX+PLUSII 10.0从“开始”菜单“程序”中的“MAX+PLUSII 10.0 Baseline”组中的“MAX+PLUSII 10.0 Baseline”,单击“MAX+PLUSII 10.0 Baseline”项。
2．在File菜单中选择Project的Name项，输入设计项目的名字。
3．启动菜单File\New，选择Graphic Editor File，打开原理图编译器，进行原理图设计输入。
（如图1-1）图1-1 原理图设计界面（二）设计的输入1、放置器件在原理图上（1）在原理图的空白出双击鼠标左键，出现图1-2。
图1-2 选取元件菜单图（2）在光标处输入元件或用鼠标点击选取元件，按下OK即可。
（3）安放同样的元件，选取该元件，按住Ctrl键，同时用鼠标拖动该元件。
（4）建立图1-3 的实验原理图。
2、连线如果需要连接元件的两个端口，则将鼠标移到其中的一个端口上，这时鼠标指示符会自动变为“+”形，然后（1）按住鼠标左键并拖动鼠标至第二个端口（或其他地方）；（2）松开鼠标左键后，则可画好一条连线；（3）若想删除一条连线，只需用鼠标左键点中该线，被点中的线会变为高亮线（为红色），此时按“Delete”键即可删除。
硬件语言实验报告
硬件语言实验报告实验简介本次实验旨在通过学习硬件语言，理解并掌握硬件描述语言的相关知识，了解硬件语言的应用场景和使用方法。
本实验使用的硬件描述语言为Verilog，通过设计和实现一个简单的数字电路，加深对硬件语言的理解。
实验目标- 了解硬件语言的基本概念和原理- 学习使用Verilog进行硬件描述- 掌握简单数字电路的设计和实现方法实验步骤1. 学习硬件语言基础知识在开始实验之前，首先通过阅读教材和相关资料，学习硬件语言的基本概念和原理。
了解硬件语言的特点、应用场景以及与软件编程语言的区别。
2. 设计数字电路根据实验要求，设计一个简单的数字电路，并进行相应的功能分析和需求确定。
在设计过程中，需要考虑电路的输入输出接口、逻辑关系和运算规则等因素。
3. 使用Verilog进行硬件描述根据设计的数字电路，使用Verilog进行硬件描述。
编写Verilog代码，描述电路的功能和逻辑关系。
在编写过程中，需要关注代码的风格和结构，确保代码的可读性和可维护性。
4. 进行编译和仿真使用硬件描述语言编译工具，将编写的Verilog代码进行编译，生成对应的仿真文件。
通过仿真工具，对设计的数字电路进行仿真。
检查仿真结果，确保电路的功能和性能符合设计要求。
5. 优化和调试根据仿真结果，分析电路的性能和问题，进行相应的优化和调试工作。
查找代码中可能存在的错误或缺陷，并进行修复。
在优化过程中，可以通过调整逻辑关系、增加缓存等方式提升电路的性能和响应速度。
6. 完成实验报告根据实验过程和结果，撰写实验报告。
对实验目标、步骤和结果进行详细的描述和分析。
对实验中遇到的问题和解决方法进行总结，并提出进一步的改进和展望。
实验结果与讨论通过本次实验，我成功设计并实现了一个简单的数字电路。
在使用Verilog进行硬件描述的过程中，我掌握了硬件语言的语法和使用方法。
通过对仿真结果的分析，我发现电路的性能和响应速度还有待优化，可以通过增加缓存和优化逻辑关系等方式来改善。
《硬件描述语言》教学大纲.
《硬件描述语言》教学大纲课程名称：硬件描述语言英文名称：Hardware Description Language课程编号：09420016学时数及学分：64学时 4学分教材名称及作者：侯伯亨顾新编著：《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》出版社、出版时间：西安电子科技大学出版社，1999年本大纲主笔人：侯俊勇一、课程的目的、要求和任务本课程是一门必修课。
主要介绍VHDL语言以及应用VHDL及EDA工具开发设计数字系统的基本方法及技术，具有很强的工程实践性。
本课程的教学目的是，使学生通过对VHDL语言及EDA技术的学习和训练，获得现代硬件数字电路的软件化设计方法，了解并初步掌握当代国际数字技术设计领域的最新技术；激发并调动学生创造性思维能力，为学生在数字技术领域的进一步深入探索和进行创新奠定基础。
二、大纲的基本内容及学时分配基本要求：1．掌握VHDL语言的程序结构、基本描述语句及描述方法；2．熟悉EDA实验开发系统的使用；3．掌握小型数字系统的VHDL设计技术。
教学内容：1．数字系统硬件设计概述（2）传统的硬件设计方法利用硬件描述语言（HDL）的硬件电路设计方法利用VHDL语言设计硬件电路的优点2．VHDL语言程序基本结构（6）VHDL语言设计的基本单元及其构成VHDL语言设计的基本单元及其构成VHDL语言构造体的子结构描述包集合、库及配置3．VHDL语言的数据类型及运算操作符（2）VHDL语言的客体及其分类VHDL语言的数据类型VHDL语言的运算操作符4．VHDL语言构造体的描述方式（6）构造体的行为描述方式构造体的寄存器传输（RTL）描述方式编构造体的结构描述方式5．VHDL语言的主要描述语句5．VHDL语言的主要描述语句（6）顺序描述语句并发描述语句其它语句和有关规定的说明6．数字系统的状态模型（3）二态数值系统三态数值系统四态数值系统九态数值系统十二态数值系统四十六态数值系统7．基本逻辑电路设计（6）组合逻辑电路设计时序电路设计存储器8．仿真及逻辑综合（2）仿真逻辑综合9．计时电路设计实例（6）1/100s计时器的功能要求和结构1/100s计时控制芯片设计10．处理器接口芯片设计实例（6）可编程并行接口芯片设计实例SCI串行接口芯片设计实例键盘接口芯片KBC设计实例11．93版和87版VHDL语言的主要区别（1）VHDL语言93版的特点87版到93版的移植问题12．MAX+plu sⅡ使用说明（8）MAX+plu sⅡ概述建立和编辑一个VHDL语言的工程文件VHDL语言程序的编译VHDL语言程序的仿真三、与其它课程的关系本课程的先修课程是：数字逻辑（数字电子技术）四、考核方式根据学生实际设计，操作实现情况综合评分。
《可编程器件与硬件描述语言》课程教学大纲
《可编程器件与硬件描述语言》课程教学大纲课程编号：ABJD0522课程名称：可编程器件与硬件描述语言英文名称：Programmab1eDevicesandHardwareDescription1anguage课程性质：选修课程学分数：4学分课程学时数：40学时授课对象：电子信息工程、电子科学与技术本课程的前导课程：模拟电子、数字电子一、课程简介《可编程逻辑器件》是电子科学与技术专业的一门重要的专业基础选修课，又是一门发展迅速、工程性强、须紧密结合技术发展前沿的现代电子设计技术课程。
它主要是介绍现代数字集成电路的设计方法即EDA技术。
课程在专业培养目标中起着具有承上启下的桥梁作用，通过本课程的学习可以激发学生学习先进的电子电路设计技术的兴趣，培养学生主动探索、努力进取、团结协作的精神。
课程的具体目标是通过本课程及其它相关课程的学习，使学生能够掌握常用的MAX+p1usI1、Quartus11和ispEXPERT等EDA开发软件，及时将学科的最新成果引入教学中，将HD1硬件描述语言编程方法和FPGA的开发技术及符合工程规范的系统设计技术有机地融合在一起，强调理论和实际的联系，培养学生的创新能力和实验动手能力。
在学习电子电路的基础上，了解可编程逻辑器件的基本原理，掌握硬件描述语言，分析用硬件描述语言编程程序的方法和思路，并掌握在软件中对程序调试和实现。
要求学生在掌握理路知识的基础上，重点提高学生的动手能力，并在此基础上，完成本课程的课程设计，学会设计具体电子电路并在FPGA上实现的能力。
二、教学基本内容和要求(-)绪论课程教学内容：了解自底向下的传统数字系统设计方法；熟悉基于CP1D/FPGA现代数字系统设计流程,以及可编程逻辑器件的发展概况课程的重点、难点：重点：如何学习可编程逻辑器件的基本原理难点：可编程逻辑器件的分类。
课程教学要求：掌握：简单P1D的基本结构；理解：EP1D和CP1D的基本结构的区别和关系；了解：现场可编程门阵列主要性能指标。
【计算机】《计算机硬件技术基础实验》教学大纲.doc
《计算机硬件技术基础实验》教学大纲一、教学任务和目标“计算机硬件技术基础实习”是“计算机硬件技术基础”的实践课，授课对象为计算机科学与技术专业本科生。
本课程的目的是使学生能自己动手拆装主机，直观的了解硬件，并利用测试工具来了解和掌握硬件的工作原理及主要参数，在计算机硬件技术和各种部件性能飞速发展的今天，能为今后的学习和工作打下较扎实的计算机硬件基础知识并掌握一定的测试技能。
二、教学内容及安排1•课堂讲授内容：介绍计算机硬件技术基础实习课程特点，了解本课程学习任务、学习方法和基本教学内容；并让学生使用搜索功能自行上网下载测试软件。
以能够测试出结果为准。
2.实验内容：实验1：计算机运行过程演示在已基本了解了计算机的硬件组成和工作原理的基础上，通过本实验可进一步加深理解有关计算机的基本概念和计算机的工作过程。
实验2： CPU性能测试实验通过使用测试软件检测CPU的信息，包括有处理器的名称、厂商、时钟频率、核心电压、超频检测、CPU所支持的多媒体指令集，CPU的LI、L2的信息等。
通过本实验主要了解以下内容: CPU 工作频率对性能的影响、缓存对性能的影响以及不同品牌和同品牌不同核心的性能差异等。
实验3：内存性能测试实验通过本实验主要了解以下内容：内存性能测试和温带性测试以及不同类型的内存的性能差异等。
实验4：总线与芯片组实验通过本实验主要掌握主板性能和参数的测试，主要了解以下内容：芯片组北桥（或MCH）和南桥（或ICH）型号、主机板型号、主机板制造商、BIOS厂商和版本、PCI总线位宽和插槽数目和主机板提供的接口。
实验5：外存储器实验通过本实验主要了解外存储器的各种参数和性能，主要了解一台计算机的硬盘的配置情况（硬盘型号、光盘驱动器型号；硬盘的分区情况、接口类型、柱面数、磁头数、每磁道扇区数；各个分区的总容量和剩余容量、文件系统、总簇数、簇容量、每个簇扇区数、扇区容量）、测试光盘和移动盘的参数（文件系统、总容量和剩余容量；光盘的传输速度；硬盘和移动盘的寻到时间、缓存读/写速度、媒体读/写速度）。
《Verilog HDL硬件描述语言》实验教学大纲
《Verilog HDL硬件描述语言》实验教学大纲
课程代码：MICR3001
课程名称：Verilog HDL硬件描述语言
英文名称：Verilog HDL
实验室名称：微电子实验室
课程学时：72实验学时：18
一、本课程实验教学目的与要求
通过实验要求学生掌握用Verilog HDL硬件描述语言进行集成电路设计的流程和方法。
学会使用Max+plusⅡ，QuartusⅡ设计软件，掌握从HDL源代码的输入→编译→仿真→管脚锁定→下载全过程。
学会用ModelSim设计软件，用Verilog HDL编写测试码对设计模块进行仿真。
二、主要仪器设备及现有台套数
PC，现有35台; EDA实验箱，25套;
1、实验报告：有设计代码，仿真结果，管脚排列，验证结果。
2、考核方式：
（1）实验课的考核方式：教师验收评定成绩。
（2）实验课考核成绩:根据实验完成情况和实验报告是否完整确定，实验课成绩占课程总成绩的10%。
五、实验教材、参考书
1、教材：在编
2、参考书：J.Bhasker著，夏宇闻等译《Verilog HDL入门》.北京航空航天大学出版社.2008出版。
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《硬件描述语言》课程实验教学大纲
(Hardware Description Language)
课程编号：109232 学分数：2
课程类别：专业课课程性质：任选
总学时数：32 实验学时：16
授课学期：6 独立设课：否
一、实验课程的目的与任务
目的：本课程是在学生学完电子技术类基础课程之后，为了培养学生动手能力和创新能力而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
目的是使学生能够熟练运用硬件描述语言进行数字系统设计，熟悉基于FPGA的开发流程和Quartus II软件的使用。
通过这些课内实验，使学生加深对硬件描述语言和大规模可编程逻辑器件的理解，并在硬件描述语言的编程思想、基本方法和基本技能方面受到较系统的训练，为以后应用硬件描述语言和大规模逻辑器件进行各种复杂逻辑电路设计打下坚实的基础。
任务：
1、熟悉Quartus II/Vivado开发平台和ModelSim仿真软件的使用方法。
2、熟悉基于FPGA进行数字系统设计的流程。
3、提高综合运用所学软硬件知识进行开发的能力。
二、实验内容与要求
三、考核及实验报告
（一）考核
本课程开设4个实验，每次实验结束时检查实验完成情况，对每个实验按优、良、中、及格和不及格五个等级现场评定成绩，课后按规范要求完成实验报告的撰写，教师批改报告并核定等级。
综上所述，对本实验课程单独给学生核定成绩。
实验课成绩纳入平时总成绩，占平时总成绩的40%。
（二）实验报告
每次实验必须提交实验报告，实验报告的内容应包括：
实验名称、实验目的、实验任务、实验内容、实验结果分析、实验过程中遇到的问题及体会。
实验报告的要求：
实验报告以纸质材料递交，采用统一的实验报告纸书写，报告中的各部分内容应按要求书写工整。
四、主要仪器设备
硬件：计算机1台/人，实验板1套/2人
软件：QuartusII/Vivado
五、教材及参考书
参考书：
[1]《Verilog 数字系统设计与FPGA应用》，赵倩，叶波，清华大学出版社，2012年
[2]《Verilog HDL与FPGA开发设计及应用》，李洪涛，朱晓华，顾晨编著，国防工业出版社，2013年
[3]《Verilog HDL入门》，夏宇闻，甘伟译，北京航空航天大学出版社，2008年
执笔人：审核人：分管院系领导
注：审核人一般为本专业负责人。
编写完成时间：
（编写完成时间指定稿后交付的时间）。