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[2017-12-26]

  数字系统设计  课程教学大纲

Course Outline

课程基本信息(Course Information

课程代码

Course Code

IS208

*学时

Credit Hours

48

*学分

Credits

3

*课程名称

Course Title

数字系统设计

Digital System Design

*课程性质

Course Type

必修

授课对象

Target Audience

本科三年级

*授课语言

(Language of Instruction)

中文

*开课院系

School

信息安全工程学院

先修课程

Prerequisite

数字逻辑电路、计算机组织结构、程序设计语言基础(如,C/C++等)

授课教师

Instructor

宦飞

课程网址

(Course Webpage)

ftp://huanfei:dsd2016@public.sjtu.edu.cn/DSD/

 

*课程简介(Description

    本课程主要讲授使用Verilog硬件描述语言设计数字系统的概念和方法。教学内容包括:数字系统设计流程、硬件描述语言、数字系统的基本模块和设计方法。

    本课程首先介绍数字系统设计流程和EDA工具,其次,介绍采用Verilog进行数字系统建模和设计的概念,包括门级,数据流和行为描述的方法,并发和顺序执行语句,事件驱动的仿真和测试台开发。接着,详尽的介绍了组合逻辑电路和时序逻辑的实际设计方法,包括多路复用器,解码器,编码器,锁存器,触发器,寄存器,计数器,运算电路,有限状态机。最后,对可编程逻辑器件(FPGACPLD)进行了简要的介绍。

    本课程的教学目的是通过本课程的学习,为学生提供数字系统设计的坚实基础。

*课程简介(Description

This course introduces digital systems design with Verilog hardware description languages. The course covers digital system design process, hardware description languages, building blocks for digital systems, and design methodology.

We will begin with an introduction to the digital system design flows and EDA tools. Second, we focus on Verilog modeling concepts, gate-level, dataflow, and behavioural descriptions of digital system, concurrent and sequential statements, event-driven simulation and testbench development. Third, we will introduce in detail the practical design approaches for combinational logic circuit and sequential logic, including multiplexers, decoders, encoders, latches, flip-flops, registers, counters, arithmetic circuits, finite state machines. Finally, we will give a brief introduction to Programmable Logic Devices (FPGAs, CPLDs). The objective of this course is to give students a solid foundation of digital systems design practices.

课程教学大纲(course syllabus

*学习目标(Learning Outcomes)

通过本课程的学习,使学生能够掌握现代数字系统的设计方法,使他们能够利用现代EDA技术进行复杂数字系统设计。

1、学习使用硬件描述语言Verilog HDL设计数字系统的方法;

2、学习基本数字系统硬件模块的设计方法,基本的数字电路模块的建模和设计;

3、学习EDA工具进行数字电路仿真和综合;

4、学习可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)的基本原理,以及利用可编程逻辑器件设计和实现的数字系统的技术,使学生掌握现代数字系统硬件的技术。

*教学内容、进度安排及要求

(Class Schedule

&Requirements)

教学内容

学时

教学方式

作业及要求

基本要求

考查方式

数字系统设计概述

4

授课

阅读教材、参考文献,访问FPGA厂商的网站。

掌握基于硬件描述语言和FPAG设计数字系统基础

课堂问答

Verilog HDL基本概念

4

授课

阅读教材和参考文献,了解基于HDL的数字设计概念

掌握Verilog的基本概念和基本设计方法

课堂问答

Verilog HDL语言基础

4

授课

Verilog描述基本电路的语句和语法练习

掌握Verilog编程基础和基本语法

课堂问答

仿真、综合工具和集成开发平台介绍

2

授课

了解和熟悉使用仿真工具、综合工具,和开发平台进行设计的流程,学习基本仿真过程

初步掌握EDA工具的使用

课堂问答

门级建模

2

授课

门原语使用练习

掌握使用门原语设计数字电路模块的概念和方法

课堂问答

数据流建模

4

授课

连续赋值语句的语法和编程使用练习

掌握使用数据流方式设计数字电路模块的概念和方法

综合已完成的教学内容集中课堂测试

行为建模

6

授课

过程语句描述数字电路和编写测试模块使用练习

掌握使用行为描述方式设计数字系统的概念和方法

综合已完成的教学内容集中课堂测试

任务、函数和编译指令

2

授课

任务、函数基本语法练习

掌握任务、函数的设计和使用方法

课堂问答

用户定义原语

2

授课

用户定义原语基于语法练习

掌握用户定义原语的定义和使用方法

课堂问答

组合逻辑设计

4

授课

组合逻辑电路设计方法练习

掌握多种方式描述和组合逻辑的方法

课堂问答

时序逻辑设计

6

授课

时序逻辑电路设计方法练习

掌握多种方式描述时序逻辑电路的设计方法

综合已完成的教学内容集中课堂测试

FPGA技术与器件

4

授课

访问FPGA厂商的网站,阅读FPGA的文献资料

掌握FPGA的基本概念和原理

课程设计

Verilog可综合设计

4

授课

阅读教材、设计工具资料

掌握使用Verilog基于FPGA可综合设计概念

综合已完成的教学内容集中课堂测试

*考核方式

(Grading)

平时成绩:30%;期末考试:70%

*教材或参考资料

(Textbooks & Other Materials)

1、《Verilog HDL 数字设计与综合(第二版)》,[] Samir Palnitkar著,夏宇闻等译,电子工业出版社,北京,2004

2、《Verilog HDL高级数字设计(第二版)》,Michael D. Ciletti 著,电子工业出版社,(英文原版)2010年,(中文翻译版)2014

3、《Verilog HDL入门(第3版)》,J. Bhasker 著,夏宇闻等译,北京航空航天大学出版社,2008

4IEEE StandardVerilog HDL 2001(英文版)

其它

More

 

备注

Notes

 

 

备注说明:

1.带*内容为必填项。

2.课程简介字数为300-500字;课程大纲以表述清楚教学安排为宜,字数不限。

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