[教学设计]eda技术精品教案

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。

6)用设计一个简单电子系统为例，引出EDA的工程设计流程。说明当前

EDA技术发展的特点：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；设计过程中可用有关软件进行各种仿真；系统可现场编程，在线升级；整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。现代EDA设计类似软件编程，不需太多的低层硬件知识，使学生克服畏难情绪。同时这里又回顾复习了使用EDA 技术进行电子系统设计的特点。最后图解说明EDA的工程设计流程。

第二次课

内容：安装 Quartus Ⅱ，VHDL 与 Quartus Ⅱ初体验

教学目的：

1)理解VHDL语言的特点。

2)了解主流EDA工具Quartus Ⅱ，掌握其安装方法。

3)掌握使用 Quartus Ⅱ进行FPGA设计的基本流程。

教学重点、难点：使用Quartus Ⅱ进行FPGA设计的基本流程。

教学方法：

举例、演示。

教学过程：

课堂教学实施过程共分两步。

1)回顾上节课所讲的EDA的主要内容。在此基础上引出VHDL语言的特

点，并介绍主流EDA开发工具Quartus Ⅱ，说明它的不同版本的特点。重

点介绍PC破解版的安装步骤。演示安装过程，在演示是重点提醒学生注

意容易出错的几个地方。

2)回顾上节课所讲的当前EDA技术发展的特点，EDA的工程设计流程。在

此基础上说明使用Quartus Ⅱ进行FPGA设计的基本流程，并通过实际演

示设计一个简单的电子系统：与非门，说明使用Quartus Ⅱ和VHDL开发

电子系统的基本流程。在演示过程中重点提醒学生注意容易出错的几个地

方，并给出一些初学者的小窍门。

第三次课

内容：VHDL 程序基本结构，VHDL 基本数据类型，VHDL 数据对象

教学目的：

1)掌握VHDL语言程序的基本结构，特别是实体和结构体。

2)掌握VHDL语言的语言要素，包括VHDL语言的基本数据类型、数据对

象和VHDL 运算符，理解信号和变量的区别。

教学重点、难点：VHDL语言程序的基本结构，VHDL语言的语言要素。

教学方法：举例、演示、归纳、比较。

教学过程：

课堂教学实施过程共分三步。

1) VHDL 程序基本结构

回顾上节课设计与非门的例子，引出设计与非门的设计思想：先确定系统功能和接口，再进行内部电路设计，由此引出VHDL程序的基本结构：实体：对应系统接口，结构体：对应系统内部电路。从与非门的VHDL程序中可以直观的看到它的三部分：库、程序包的调用，实体声明，结构体定义。

以与非门的VHDL程序为例说明库、程序包的调用的作用。说明调用语法，介绍常用的三个库、程序包。

以与非门的VHDL程序为例说明实体声明的语法，各项的意义。提醒学生注意初学者容易出错的地方，如：实体名必须与文件名相同，否则编译会出错；最后一条端口声明语句不可加分号等。并通过演示出错情况，加深学生的印象。最后通过图解归纳实体声明的格式，容易出错的地方，并对初学者进行相应的建议：使用范例，在Edit—> Insert Template 中选择范例。Quartus 进行编译时，要求关联文件文件名相同，建议采用 Quartus 默认文件名，不要自己更改文件名。

以与非门的VHDL程序为例说明结构体的语法，各项的意义。提醒学生注意初学者容易出错的地方。并通过演示出错情况，加深学生的印象。最后通过图解归纳结构体的格式，应注意的地方。

2) VHDL 基本数据类型