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《FPGA应用技术及实践》教案电子教案完整版授课教案整本书教案电子讲义.doc
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《FPGA应用技术及实践》教案电子教案完整版授课教案整本书教案电子讲义.doc
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《FPGA 应用技术及实践》电子教案
学习情境一 概述
任务一 任务二
EDA 技术简介
(4 课时)
可编程逻辑器件简介
(2 课时)
学习情境 学习情境一 概述
教学任务 任务一 EDA 技术简介 学时
4
教
学
目
标
专业能力:
1、了解 EDA 技术的概念、发展过程、应用对象及优势
2、对硬件开发语言有一定的了解
3、掌握基于 FPGA 的电子产品开发流程
4、适应 FPGA 开发的职业情境氛围
5、认知 FPGA 开发岗位及岗位职责
方法能力:
1、信息收集、学习能力
2、知识应用能力
3、制定工作计划及计划执行能力
4、工作中发现问题、解决问题的能力
社会能力:
1、具有吃苦耐劳的品质
2、具有与人协作、团队工作的能力具有质量意识、安全意识
教
学
内
容
1、EDA 技术简介
2、基于 FPGA 的开发流程设计
3、参观 FPGA 实训基地
重
点
基于 FPGA 的开发流程设计
难
点
基于 FPGA 的开发流程设计
教 学 设 计
教学方法 问题导向法、讨论法、讲授法、现场观摩法
教学场所与条件 FPGA 实训基地、多媒体教室
阶段 行为步骤(内容) 教学手段 时间
资讯
明确任务,收集 EDA 技术及 FPGA 开发流程
的相关资料
问题导向法
30’
计划
制定 EDA 技术及 FPGA 开发流程的学习计
划,FPGA 开发岗位的认知观摩计划,讨论
重点、难点与实施方案
分组讨论,确定
该项目工作计划
20’
决策
分组展示初步方案,相互讨论、修改方案;
教师分析、答疑、讲解难点;根据学生、教
师共同点评,修订、确定最终实施方案
集中讨论法
讲授法
10’
实施
学生分组进入 FPGA 实训基地,熟悉环境,
学习 FPGA 开发环境的构成,切身体验职业
情境;观察岗位的职责以及生产环境相关管
理规定;归纳总结,完成引导问题相关联工
作任务
学生自主完成
65’
检查 检查任务的完成情况,分析不足 学生自主完成
20’
评价
汇报学习、工作心得;对任务完成情况,进
行自我评价与教师评价
学生自评、小组
互评、教师评价
15’
学习情境一:概述
任务一:EDA 技术简介
教学方案
一、资讯
明确任务:了解 EDA 技术,掌握 FPGA 开发流程,建立对 FPGA 开发岗位的基本认知。
问题引领:
学生通过查阅资料、网络、视频等途径获取以下信息:
1、EDA 技术的概念及发展历程。
2、EDA 技术的应用对象是什么?
3、EDA 技术相对传统电路设计的优势有哪些?
4、基于 FPGA 的开发流程是怎样的?
5、FPGA 开发环境由什么构成,各设备功能是什么?
二、计划
分析讨论引导问题,制定 EDA 技术和 FPGA 开发流程的学习计划和 FPGA 开发岗位的
观摩计划,讨论重点、难点与实施方案。
三、决策
(1)分组展示初步方案,教师讲解相关知识点,相互讨论、修改方案;
(2)根据学生、教师的点评,修订、确定最终生产方案
教师讲授:
审阅学生制定的初步表达方案,分析学生对基本知识掌握程度,以确定讲授新知识点
的范围和重点。
项目一 EDA 技术简介
1、EDA 概念
EDA 技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的
主要表达方式,以计算机为设计工具,在 EDA 软件平台上完成设计文件的逻辑编译、逻辑
化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真,直至对特定目标芯片的适
配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
2、EDA 技术的发展历程
① 20 世纪 70 年代的 CAD 阶段
② 20 世纪 80 年代的计算机辅助工程设计 CAE 阶段
③ 20 世纪 90 年代电子系统设计自动化 EDA 阶段
3、EDA 技术应用对象
4、EDA 技术优势
计算机模拟验证,缩短设计周期;
各类库的支持;
极大地简化设计文档的管理;
最具现代电子设计技术特征的功能是日益强大的逻辑设计仿真测试技术;
设计者拥有完全的自主权;
良好的可移植与可测试性,为系统开发提供了可靠的保证;
能将所有设计环节纳入统一的自顶向下的设计方案中;
系统板设计结束后仍可利用计算机对硬件系统进行完整的测试。
5、VHDL
VHDL—VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit)Hardware Description
Language),其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。VHDL具有与具体硬件
电路无关和与设计平台无关的特性,并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力,并
在语言易读性和层次化结构化设计方面,表现了强大的生命力和应用潜力。
项目二 基于 FPGA 的开发流程设计
基于FPGA的EDA开发流程
(1)设计输入
(2)综合
将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配而
成的过程。
(3)适配(布线布局)
适配器也称结构综合器,它的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器
件中,使之产生最终的下载文件,如 JEDEC、Jam 格式的文件。适配所选定的目标器件必
须属于原综合器指定的目标器件系列。
(4)仿真
仿真是指在编程下载前必须利用EDA工具对适配生成的结果进行模拟测试。
四、实施
学生分组进入 FPGA 实训基地,熟悉环境,学习 FPGA 开发环境的构成,观察岗位的
职责以及生产环境相关管理规定;归纳总结,写出总结报告。
五、检查
检查任务的完成情况,分析不足。
六、评价
学生汇报学习、工作心得;对工作过程与任务完成情况,进行自我评价与教师评价;
评价不足、缺憾以及成功之处。
教师进行任务总结、评价。
《FPGA 应用技术及实践》电子教案
学习情境一 概述
任务一 任务二
EDA 技术简介
(4 课时)
可编程逻辑器件简介
(2 课时)
学习情境 学习情境一 概述
教学任务 任务二 可编程逻辑器件简介 学时
2
教
学
目
标
专业能力:
6、了解可编程逻辑器件的分类、基本结构、基本资源
7、对可编程逻辑器件的编程原理和工艺有一定了解,能根据设计要求选择合适
的芯片
方法能力:
1、信息查询、学习能力
2、制定工作计划及计划执行能力
3、工作中发现问题、解决问题的能力
社会能力:
1、集体协作能力
2、语言表达能力
教
学
内
容
1、可编程逻辑器件简介
2、FPGA/CPLD 产品简介
重
点
可编程逻辑器件的编程原理
难
点
可编程逻辑器件的编程原理
教 学 设 计
教学方法 演示法、头脑风暴法、现场观摩法
教学场所与条件 FPGA 实训基地、多媒体教室
阶段 行为步骤(内容) 教学手段 时间
资讯 明确任务,收集可编程逻辑器件的相关资料 问题导向法
10’
计划 确定学习计划,讨论重点、难点与实施方案
分组讨论法、确
定该项目工作计
划
10’
决策
分组展示初步方案,相互讨论、修改方案;
教师分析、答疑、并对难点进行讲解
集中讨论法
讲授法
10’
实施 学生分组讨论,教师讲解
讲授法、学生自
动完成报告
30’
检查 检查任务的完成情况,分析不足 学生自主完成
10’
评价
汇报学习、工作心得;对任务完成情况,进
行自我评价与教师评价
学生自评、小组
互评、教师评价
10’
学习情境一:概述
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