《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)

《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：《EDA技術(shù)及應(yīng)用》總學(xué)時數(shù)：75學(xué)分?jǐn)?shù)：適用專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)、電子信息工程制定依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)學(xué)院應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中對《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)要求而制定，用于指導(dǎo)《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)與課程建設(shè)。二、課程性質(zhì)《EDA技術(shù)及應(yīng)用》（EDA即電子設(shè)計自動化，ElectronicsDesignAutomation）是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程。通過該門課程學(xué)生應(yīng)具備FPGA/CPLD芯片選型，原理圖設(shè)計輸入，VHDL語言編程，設(shè)計綜合，功能時序仿真，應(yīng)用宏功能模塊，應(yīng)用VHDL語言設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)，應(yīng)用狀態(tài)機技術(shù)等知識和職業(yè)能力。課程內(nèi)容理論和實踐相結(jié)合，以項目任務(wù)引領(lǐng)，在完成項目任務(wù)的同時，完成相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，為應(yīng)用電子技術(shù)類產(chǎn)業(yè)、制造業(yè)服務(wù)，是學(xué)生必修、考試課程。本課程與其他課程的關(guān)系本課程學(xué)習(xí)和訓(xùn)練之前，學(xué)生已修完《電路分析與實踐》、《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》、《模擬電路分析與實踐》、《數(shù)字電路分析與實踐》、《電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝》等專業(yè)基礎(chǔ)課程，使學(xué)生具備了常見元器件的識別能力、應(yīng)用軟件操作能力、基本電路分析、設(shè)計能力。本課程為后繼課程《小型電子產(chǎn)品設(shè)計與制作》、《畢業(yè)設(shè)計》、《頂崗實習(xí)》的學(xué)習(xí)打下了堅實的軟硬件設(shè)計基礎(chǔ)，對學(xué)生今后從事電子電路設(shè)計提供平臺。四、課程目標(biāo)1．知識目標(biāo)（1）熟悉EDA技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識，了解PLD器件的結(jié)構(gòu)特點及工作原理；（2）掌握EDA開發(fā)平臺QuartusII軟件的基本操作；（3）掌握利用QuartusII的原理圖輸入設(shè)計流程及HDL輸入設(shè)計流程；（4）掌握利用QuartusII的多層次邏輯設(shè)計方法；（5）掌握EDA硬件描述語言—VHDL，并具備一定的讀程和編程能力；（6）掌握LPM算術(shù)模塊、寄存器模塊、組合模塊、存儲器模塊和鎖存器模塊的參數(shù)設(shè)置和使用方法；（7）掌握EDA應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的方法。2．技能目標(biāo)（1）能利用QuartusII進行原理圖輸入和VHDL文本輸入，并完成邏輯電路設(shè)計輸入、綜合、編譯、仿真及下載；（2）能針對編輯好的邏輯電路正確建立時序仿真文件并仿真測試；（3）能通過時序仿真波形文件分析和判斷邏輯電路的問題和功能；（4）能根據(jù)不同的FPGA硬件系統(tǒng)正確鎖定系統(tǒng)引腳，編程下載和硬件測試；（5）能將設(shè)計電路轉(zhuǎn)換成電路元件，并在高層次原理圖工程文件中調(diào)用這些文件，完成頂層設(shè)計；（6）能混合使用原理圖和VHDL文本表述來設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)，在QuartusII上進行編輯和邏輯仿真，并在FPGA上進行硬件測試，實現(xiàn)既定功能；(7)能利用QuartusII和FPGA設(shè)計和實現(xiàn)一些簡單實用的邏輯電路或數(shù)字系統(tǒng)。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力與自我發(fā)展能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、做事認(rèn)真的良好作風(fēng)；（3）培養(yǎng)學(xué)生謙虛、好學(xué)的能力；（4）培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂業(yè)的工作作風(fēng)；（5）培養(yǎng)學(xué)生成本意識、質(zhì)量意識、創(chuàng)新意識；（6）培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德。五、課程教學(xué)內(nèi)容本課程教學(xué)內(nèi)容及參考學(xué)時如表1所示。表1課程教學(xué)內(nèi)容及參考學(xué)時序號學(xué)習(xí)情景情境載體教學(xué)內(nèi)容重點、難點教學(xué)目標(biāo)教學(xué)形式及建議學(xué)時教學(xué)內(nèi)容知識點技能點講授實驗習(xí)題討論學(xué)時1QuartusII原理圖輸入設(shè)計法入門3人表決器（1）EDA技術(shù)基本概述；（2）CPLD/FPGA的結(jié)構(gòu)與工作原理；（3）EDA應(yīng)用軟件QuartusII的安裝方法和使用；（4）EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)組成及使用；（5）原理圖輸入方式基本設(shè)計流程；（6）引腳設(shè)置和編程下載；（7）USB-Blaster編程配置安裝方法。（1）了解EDA技術(shù)的基本概述；（2）了解CPLD/FPGA的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）掌握利用QuartusII的原理圖輸入設(shè)計流程，包括建立工程文件夾、編輯設(shè)計圖形文件、編譯前設(shè)置、全程編譯、時序仿真測試等；（4）掌握QuartusII軟件的引腳設(shè)置；（5）掌握QuartusII軟件的配置文件下載；（6）掌握EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)組成及使用。（1）會EDA開發(fā)軟件QuartusII安裝及使用；（2）會利用QuartusII進行原理圖輸入方法的邏輯電路設(shè)計；（3）能針對編輯好的邏輯電路正確建立時序仿真文件并仿真測試；（4）能通過時序仿真波形文件分析和判斷邏輯電路的問題和功能；（5）能根據(jù)不同的FPGA硬件系統(tǒng)正確鎖定系統(tǒng)引腳，編程下載和硬件測試；（6）會EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的下載與調(diào)試。重點：（1）EDA設(shè)計流程；（2）利用QuartusII的原理圖輸入設(shè)計法；（3）根據(jù)不同的FPGA硬件系統(tǒng)進行系統(tǒng)引腳設(shè)置；（4）QuartusII軟件的配置文件下載。難點：（1）利用QuartusII的原理圖輸入設(shè)計方法；（2）通過時序仿真波形文件分析和判斷邏輯電路的問題和功能。（1）了解EDA技術(shù)的基本內(nèi)容、主要特點和發(fā)展趨勢；（2）了解PLD器件的結(jié)構(gòu)特點和工作原理；（3）理解HDL、綜合、適配、仿真、IP等基本概念；（4）掌握基于EDA技術(shù)的數(shù)字邏輯系統(tǒng)開發(fā)流程；（5）根據(jù)需求利用QuartusII原理圖輸入方法設(shè)計簡單的邏輯電路；（6）使用QuartusII軟件對設(shè)計電路進行管腳分配，并下載配置文件到目標(biāo)板；（7）撰寫設(shè)計報告及實物成果展示。理實一體化教學(xué)（1）1位全加器的原理圖輸入法設(shè)計；（2）2位十進制計數(shù)器的原理圖輸入法設(shè)計222QuartusII原理圖輸入設(shè)計法深入—層次化設(shè)計8位十進制數(shù)字頻率計（1）原理圖輸入法中MAX+plusII老式宏函數(shù)的應(yīng)用；（2）原理圖輸入法中LPM函數(shù)的應(yīng)用；（3）原理圖輸入法中的層次化設(shè)計；（4）EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)組成及原理圖識圖；（5）EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的調(diào)試。（1）了解8位十進制數(shù)字頻率計的工作原理；（2）掌握QuartusII軟件中MAX+plusII庫中MAX+plusII老式宏函數(shù)包括加法器、編碼器、譯碼器、計數(shù)器和移位寄存器等74系列器件的調(diào)用；（3）掌握QuartusII中內(nèi)帶基本宏功能的應(yīng)用；（4）掌握EDA技術(shù)中“自頂向下”的設(shè)計方法。（1）會收集8位十進制數(shù)字頻率計的工作電路，確定設(shè)計思路；（2）能調(diào)用MAX+plusII老式宏函數(shù)設(shè)計出適用于CPLD/FPGA的電路；（3）能利用IP核中的基本宏功能模塊進行設(shè)計，并會修改其中的參數(shù)；（4）能將設(shè)計電路轉(zhuǎn)換成電路元件，并在高層次原理圖工程文件中調(diào)用這些元件，完成頂層設(shè)計。重點：（1）MAX+plusII老式宏函數(shù)在原理圖輸入法中的應(yīng)用；（2）原理圖輸入法中的層次化設(shè)計。難點：層次化設(shè)計中“自頂向下”的設(shè)計理念。(1)進一步熟練使用QuartusII軟件及EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板；（2）從網(wǎng)絡(luò)或廠家搜集8位十進制數(shù)字頻率計資料，確定設(shè)計思路并解決設(shè)計過程中的問題；（3）在QuartusII軟件上完整設(shè)計出8位十進制數(shù)字頻率計后，能正確完成管腳鎖定、下載設(shè)置，并在FPGA上實現(xiàn)和硬件測試；（4）會技術(shù)文檔整理、情景學(xué)習(xí)報告的文字組織、語言匯報，以及實物成果展示。理實一體化教學(xué)4位二進制加法器的層次化設(shè)計。83應(yīng)用VHDL設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)交通燈（1）軟件描述語言與硬件描述語言的根本區(qū)別；（2）VHDL程序結(jié)構(gòu)：實體、結(jié)構(gòu)體、庫、程序包、配置的正確表述和使用方法；（3）VHDL語言要素；（4）VHDL的基本描述語句的正確表述和使用方法。（1）了解交通燈的工作原理；（2）掌握VHDL的基本語言要素；（3）掌握VHDL的程序特點及基本結(jié)構(gòu)；(4)了解VHDL的模塊語句、端口語句、賦值語句和條件操作符的含義，并掌握它們的正確表述和使用方法；（5）了解VHDL程序中常見的順序語句:賦值語句、IF語句、CASE語句、LOOP語句等的含義，并掌握它們的正確表述和使用方法；（6）了解VHDL程序中常見的并行語句:進程語句、并行信號賦值語句、元件例化語句、生成語句、快語句等的含義，并掌握它們的正確表述和使用方法；（7）掌握用元件例化語句實現(xiàn)多個子模塊連接的設(shè)計方法；（8）掌握VHDL設(shè)計同步、異步時序邏輯電路。（1）能利用QuartusII進行VHDL文本輸入，并完成邏輯電路設(shè)計；（2）能讀懂簡單的VHDL程序，并能運用VHDL語言進行規(guī)范化編程設(shè)計；（3）能用VHDL并行語句設(shè)計組合邏輯電路；（4）能使用VHDL的順序語句設(shè)計同步、異步時序邏輯電路；（5）能正確設(shè)置針對時序邏輯電路進行測試的時序仿真激勵信號，包括不同頻率的時鐘信號、電平信號、不同數(shù)制的總線數(shù)據(jù)和不同脈沖信號；（6）能利用EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板對設(shè)計項目進行硬件功能測試，并能分析和解決出現(xiàn)的問題。重點：（1）QuartusII的VHDL輸入設(shè)計法；(2)VHDL程序順序結(jié)構(gòu)和并行結(jié)構(gòu)的正確表述及使用方法；（3）利用VHDL設(shè)計組合邏輯電路和同步、異步時序邏輯電路。難點：(1)能獨立用VHDL語言進行規(guī)范化編程設(shè)計；（2）用元件例化語句實現(xiàn)多個子模塊連接的設(shè)計方法；（3）利用VHDL設(shè)計同步、異步時序邏輯電路。（1）掌握QuartusII軟件的VHDL輸入設(shè)計方法；（2）掌握VHDL語言的規(guī)范化編程設(shè)計；（3）會從網(wǎng)絡(luò)上或圖書館中查找各種典型的VHDL語言描述程序，能閱讀與分析相關(guān)程序的描述方法，從而熟悉用VHDL語言編程；（4）利用VHDL并行語句設(shè)計組合邏輯電路；（5）使用VHDL的順序語句設(shè)計同步、異步時序邏輯電路；（6）掌握QuartusII軟件對各個子模塊程序單獨進行編譯、仿真的方法；（7）會技術(shù)文檔整理、情景學(xué)習(xí)報告的文字組織、語言匯報，以及實物成果展示。理實一體化教學(xué)（1）數(shù)碼管顯示譯碼器的VHDL設(shè)計；（2）秒表的VHDL設(shè)計。304混合使用原理圖和VHDL文本表述設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字時鐘（1）深入VHDL程序設(shè)計；（2）層次化設(shè)計方法；（3）QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法；（4）綜合設(shè)計總體方案設(shè)計及各模塊分析。（1）了解數(shù)字時鐘的原理；（2）掌握QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法；（3）掌握多位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示驅(qū)動及編碼；（4）掌握層次化設(shè)計方法。（1）能由VHDL程序生成原理圖元件；（2）會復(fù)雜時序邏輯電路的層次性設(shè)計方法；（3）能利用QuartusII軟件進行原理圖及VHDL混合設(shè)計。重點：（1）綜合設(shè)計的系統(tǒng)分析、方案制訂及項目各模塊的功能分析；（2）QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法。難點：（1）復(fù)雜時序邏輯電路的層次性設(shè)計；（2）QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法。（1）掌握由VHDL程序生成原理圖元件的方法；（2）掌握復(fù)雜時序邏輯電路的層次性設(shè)計方法；（3）掌握QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法；（4）會對綜合設(shè)計總體方案進行設(shè)計，并能對綜合設(shè)計各模塊進行分析設(shè)計；（5）會技術(shù)文檔整理、情景學(xué)習(xí)報告的文字組織、語言匯報，以及實物成果展示。理實一體化教學(xué)簡易彩燈控制器的設(shè)計。15六、教學(xué)條件1．教師要求(1)具備EDA技術(shù)的理論知識；（2）會熟練運用QuartusII開發(fā)平臺和基本操作技巧；（3）具備模擬、數(shù)字電路的設(shè)計能力；（4）具備VHDL編程能力；（5）課內(nèi)實踐部分主講教師必須具備指導(dǎo)實踐教學(xué)3年以上。2．實踐條件為保證項目、任務(wù)的實施與完成，本課程必須在實踐理論一體化教室或?qū)Ｓ脤嵱?xùn)室完成教學(xué)過程，學(xué)習(xí)場地、設(shè)施的具體要求如表2所示。表2學(xué)習(xí)場地設(shè)施要求項目學(xué)習(xí)場地設(shè)施要求12場地要求：多媒體教室、EDA應(yīng)用技術(shù)實踐理論一體化教室或?qū)Ｓ脤嵱?xùn)室(教學(xué)區(qū)、調(diào)試區(qū)、討論區(qū))設(shè)施要求：計算機、黑板、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)套件、頻率計、萬用表等34場地要求：EDA應(yīng)用技術(shù)實踐理論一體化教室或?qū)Ｓ脤嵱?xùn)室(教學(xué)區(qū)、調(diào)試區(qū)、討論區(qū))、學(xué)生寢室設(shè)施要求：計算機、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)套件、頻率計、萬用表等3．學(xué)生要求具備運用設(shè)備和工具對電子產(chǎn)品進行焊接、裝配、測試與檢驗?zāi)芰?；具有扎實的硬件電路知識和豐富的實踐經(jīng)驗；具備計算機操作能力；熟悉電子線路的分析與應(yīng)用；具備獨立學(xué)習(xí)獲取新知識的能力；有一定的公共關(guān)系處理能力和勞動組織能力。4．教學(xué)資料（1）教材《EDA技術(shù)與VHDL實用教程》.廖超平主編.北京.高等教育出版社《EDA技術(shù)及其應(yīng)用》.潘松主編.北京.科學(xué)出版社《EDA應(yīng)用技術(shù)》.焦素敏主編.北京.清華大學(xué)出版社（2）學(xué)習(xí)情境設(shè)計學(xué)習(xí)情境表的內(nèi)容包括：項目目標(biāo)、項目任務(wù)、教師知識與能力要求、學(xué)生知識與能力要求、教學(xué)材料、使用工具，并按照實際的工作過程給出參考實施步驟。學(xué)習(xí)情境如表3，表4，表5，表6所示。表3學(xué)習(xí)情境1學(xué)習(xí)情境QuartusII原理圖輸入設(shè)計法入門情境載體3人表決器情境目標(biāo)根據(jù)3人表決器的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，學(xué)習(xí)必須知識，分析任務(wù)要求，尋求其設(shè)計方案的選擇，獲取3人表決器的設(shè)計與調(diào)試方法。包括：（1）通過項目中電路及軟件的制作，培養(yǎng)思考問題、解決問題的能力；（2）了解EDA技術(shù)的基本內(nèi)容、主要特點和發(fā)展趨勢，了解PLD器件的結(jié)構(gòu)特點和工作原理；（3）掌握基于EDA技術(shù)的數(shù)字邏輯系統(tǒng)開發(fā)流程；（4）掌握QuartusII軟件的操作，能根據(jù)需求利用QuartusII原理圖輸入方法設(shè)計簡單的邏輯電路，并能正確使用EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板；（5）初步養(yǎng)成團結(jié)合作良好的電子產(chǎn)品設(shè)計、裝配工作作風(fēng)與職業(yè)道德；（6）通過具體電路實例分析學(xué)習(xí)，激發(fā)好奇心，提高學(xué)習(xí)興趣。情境任務(wù)在EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板上，根據(jù)任務(wù)要求采用原理圖的設(shè)計方法完成3人表決器的設(shè)計與調(diào)試。教師知識與能力準(zhǔn)備具備EDA技術(shù)的理論知識，熟悉電子電路各類單元電路分析、制作與調(diào)試技能，熟悉模擬、數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論體系，具有嫻熟的教學(xué)組織與管理能力。學(xué)生知識與能力準(zhǔn)備具備電子電路的分析與應(yīng)用能力，具備基本的文字組織能力與計算機應(yīng)用知識，具備安全生產(chǎn)與文明生產(chǎn)常識，能識別電子元器件，能進行有關(guān)器件及規(guī)格的選擇。教學(xué)材料計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、教學(xué)資料、項目實施手冊、學(xué)期授課計劃。工具準(zhǔn)備計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、萬用表、頻率計、下載線。步驟教學(xué)過程建議教學(xué)方法參考學(xué)時1．資訊（知識儲備）根據(jù)3人表決器原理圖設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，教師給學(xué)生講授和提供任務(wù)必須的知識，培訓(xùn)必要的技能。包括：（1）EDA技術(shù)基本概述；（2）CPLD/FPGA的結(jié)構(gòu)與工作原理；（3）EDA應(yīng)用軟件QuartusII的安裝方法和使用；（4）EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)組成及使用；（5）原理圖輸入方式基本設(shè)計流程；（6）引腳設(shè)置和編程下載；（7）USB-Blaster編程配置安裝方法。學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)制作要求，分析任務(wù)。教師給出典型案例，并加以分析、引導(dǎo)。學(xué)生按小組尋求系統(tǒng)相關(guān)電路、資料。講授法討論法演示法102．計劃與決策（方案）各小組考慮安全、環(huán)保、成本、勞動組織等因素，討論3人表決器的原理圖設(shè)計方案，包括：（1）確定分組名單及小組成員；（2）確定學(xué)習(xí)情境所需儀器設(shè)備、器材與元件；（3）制定本項目情境工作計劃、系統(tǒng)總體方案、硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程；（4）教師根據(jù)學(xué)生的方案適時指導(dǎo)，根據(jù)項目的知識需要，講授一些相關(guān)知識；（5）教師引導(dǎo)小組確定最終系統(tǒng)方案。自學(xué)法小組討論法63．實施與檢查（制作）小組成員依照3人表決器設(shè)計與調(diào)試方案，分工合作完成3人表決器設(shè)計與調(diào)試。小組工作法44．評估（考核）學(xué)生檢查產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，并對整個過程進行評估；教師對學(xué)生的操作過程及小組的產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。交互檢查法討論法2表4學(xué)習(xí)情境2學(xué)習(xí)情境QuartusII原理圖輸入設(shè)計法深入—層次化設(shè)計情境載體8位十進制數(shù)字頻率計情境目標(biāo)根據(jù)8位十進制數(shù)字頻率計的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，學(xué)習(xí)必須知識，分析任務(wù)要求，尋求其設(shè)計方案的選擇，獲取8位十進制數(shù)字頻率計的設(shè)計與調(diào)試方法。包括：（1）通過項目中電路及軟件的制作，培養(yǎng)思考問題、解決問題的能力；（2）會從網(wǎng)絡(luò)上或圖書館中搜集8位十進制數(shù)字頻率計資料，了解8位十進制數(shù)字頻率計的工作原理，能確定設(shè)計思路并解決設(shè)計過程中的問題；（3）掌握QuartusII軟件中MAX+plusII老式宏函數(shù)和內(nèi)帶基本宏功能的調(diào)用及應(yīng)用；（4）掌握EDA技術(shù)中“自頂向下”的層次化設(shè)計方法；（5）養(yǎng)成團結(jié)合作良好的電子產(chǎn)品設(shè)計工作作風(fēng)與職業(yè)道德；（6）通過具體電路實例分析學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，強化專業(yè)技能。情境任務(wù)在EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板上，采用原理圖層次化設(shè)計方法完成8位十進制數(shù)字頻率計的設(shè)計。教師知識與能力準(zhǔn)備具備EDA技術(shù)的理論知識，具備EDA軟件QuartusII的操作能力，具備EDA的原理圖設(shè)計能力，熟悉模擬、數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論體系，具有嫻熟的教學(xué)組織與管理能力。學(xué)生知識與能力準(zhǔn)備具備電子電路的分析與應(yīng)用能力，具備基本的文字組織能力與計算機應(yīng)用知識，具備安全生產(chǎn)與文明生產(chǎn)常識，能識別電子元器件，能進行有關(guān)器件及規(guī)格的選擇。教學(xué)材料計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、教學(xué)資料、項目實施手冊、學(xué)期授課計劃。工具準(zhǔn)備計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、萬用表、頻率計、下載線。步驟教學(xué)過程建議教學(xué)方法參考學(xué)時1．資訊（知識儲備）根據(jù)8位十進制數(shù)字頻率計原理圖層次化設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，教師給學(xué)生講授和提供任務(wù)必須的知識，培訓(xùn)必要的技能。包括：（1）原理圖輸入法中MAX+plusII老式宏函數(shù)的應(yīng)用；（2）原理圖輸入法中LPM函數(shù)的應(yīng)用；（3）原理圖輸入法中的層次化設(shè)計；（4）EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)組成及原理圖識圖；（5）EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板的調(diào)試。學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)制作要求，分析任務(wù)。教師給出典型案例，并加以分析、引導(dǎo)。學(xué)生按小組尋求系統(tǒng)相關(guān)電路、資料。講授法討論法演示法42．計劃與決策（方案）各小組考慮安全、環(huán)保、成本、勞動組織等因素，討論8位十進制數(shù)字頻率計的原理圖層次化設(shè)計方案，包括：（1）確定分組名單及小組成員；（2）確定學(xué)習(xí)情境所需儀器設(shè)備、器材與元件；（3）制定本項目情境工作計劃、系統(tǒng)總體方案、硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程；（4）教師根據(jù)學(xué)生的方案適時指導(dǎo)，根據(jù)項目的知識需要，講授一些相關(guān)知識；（5）教師引導(dǎo)小組確定最終系統(tǒng)方案。自學(xué)法小組討論法23．實施與檢查（制作）小組成員依照8位十進制數(shù)字頻率計原理圖層次化設(shè)計與調(diào)試方案，分工合作完成8位十進制數(shù)字頻率計原理圖層次化設(shè)計與調(diào)試。小組工作法14．評估（考核）學(xué)生檢查產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，并對整個過程進行評估；教師對學(xué)生的操作過程及小組的產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。交互檢查法討論法1表5學(xué)習(xí)情境3學(xué)習(xí)情境應(yīng)用VHDL設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)情境載體交通燈情境目標(biāo)根據(jù)交通燈的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，學(xué)習(xí)必須知識，分析任務(wù)要求，尋求其設(shè)計方案的選擇，獲取交通燈設(shè)計與調(diào)試方法。包括：（1）通過項目中電路及軟件的制作，培養(yǎng)思考問題、解決問題的能力；（2）掌握QuartusII軟件的VHDL輸入設(shè)計方法；（3）掌握VHDL語言的規(guī)范化編程設(shè)計；（4）會從網(wǎng)絡(luò)上或圖書館中查找各種典型的VHDL語言描述程序，能閱讀與分析相關(guān)程序的描述方法，從而熟悉用VHDL語言編程；（5）掌握QuartusII軟件對各個子模塊程序單獨進行編譯、仿真的方法；（6）養(yǎng)成團結(jié)合作良好的電子產(chǎn)品設(shè)計工作作風(fēng)與職業(yè)道德；（7）通過具體電路實例分析學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，強化專業(yè)技能。情境任務(wù)在EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板上，采用VHDL語言的設(shè)計方法完成交通燈的設(shè)計。教師知識與能力準(zhǔn)備具備EDA技術(shù)的理論知識，具備EDA軟件QuartusII的操作能力，具備VHDL語言的編程能力，熟悉模擬、數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論體系，具有嫻熟的教學(xué)組織與管理能力。學(xué)生知識與能力準(zhǔn)備具備電子電路的分析與應(yīng)用能力，具備基本的文字組織能力與計算機應(yīng)用知識，具備安全生產(chǎn)與文明生產(chǎn)常識，能識別電子元器件，能進行有關(guān)器件及規(guī)格的選擇。教學(xué)材料計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、教學(xué)資料、項目實施手冊、學(xué)期授課計劃。工具準(zhǔn)備計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、萬用表、頻率計、下載線。步驟教學(xué)過程建議教學(xué)方法參考學(xué)時1．資訊（知識儲備）根據(jù)交通燈設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，教師給學(xué)生講授和提供任務(wù)必須的知識，培訓(xùn)必要的技能。包括：（1）了解交通燈的工作原理；（2）軟件描述語言與硬件描述語言的根本區(qū)別；（3）VHDL程序結(jié)構(gòu)：實體、結(jié)構(gòu)體、庫、程序包、配置的正確表述和使用方法；（4）VHDL語言要素；（5）VHDL的基本描述語句的正確表述和使用方法。學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)制作要求，分析任務(wù)。教師給出典型案例，并加以分析、引導(dǎo)。學(xué)生按小組尋求系統(tǒng)相關(guān)電路、資料。講授法討論法演示法162．計劃與決策（方案）各小組考慮安全、環(huán)保、成本、勞動組織等因素，討論交通燈的設(shè)計方案，包括：（1）確定分組名單及小組成員；（2）確定學(xué)習(xí)情境所需儀器設(shè)備、器材與元件；（3）制定本項目情境工作計劃、系統(tǒng)總體方案、硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程；（4）教師根據(jù)學(xué)生的方案適時指導(dǎo)，根據(jù)項目的知識需要，講授一些相關(guān)知識；（5）教師引導(dǎo)小組確定最終系統(tǒng)方案。自學(xué)法小組討論法63．實施與檢查（制作）小組成員依照交通燈的設(shè)計與調(diào)試方案，分工合作完成交通燈的設(shè)計與調(diào)試。小組工作法64．評估（考核）學(xué)生檢查產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，并對整個過程進行評估；教師對學(xué)生的操作過程及小組的產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。交互檢查法討論法2表6學(xué)習(xí)情境4學(xué)習(xí)情境混合使用原理圖和VHDL文本表述設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)情境載體數(shù)字時鐘情境目標(biāo)根據(jù)數(shù)字時鐘的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，學(xué)習(xí)必須知識，分析任務(wù)要求，尋求其設(shè)計方案的選擇，獲取數(shù)字時鐘的設(shè)計與調(diào)試方法。包括：（1）了解數(shù)字時鐘的工作原理；（2）掌握QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法；（3）掌握多位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示驅(qū)動及編碼；（4）掌握綜合設(shè)計總體方案設(shè)計及各模塊分析；（5）養(yǎng)成團結(jié)合作良好的電子產(chǎn)品設(shè)計工作作風(fēng)與職業(yè)道德；（6）通過具體電路實例分析學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，強化專業(yè)技能。情境任務(wù)在EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板上，采用原理圖、VHDL混合設(shè)計方法完成數(shù)字時鐘的設(shè)計。教師知識與能力準(zhǔn)備具備EDA技術(shù)的理論知識，具備EDA軟件QuartusII的操作能力，具備原理圖、VHDL語言的混合設(shè)計能力，熟悉模擬、數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論體系，具有嫻熟的教學(xué)組織與管理能力。學(xué)生知識與能力準(zhǔn)備具備EDA技術(shù)的理論知識，具備EDA軟件QuartusII的操作能力，具備EDA的原理圖設(shè)計能力和VHDL語言的編程能力，熟悉模擬、數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論體系，具有嫻熟的教學(xué)組織與管理能力。教學(xué)材料計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、教學(xué)資料、項目實施手冊、學(xué)期授課計劃。工具準(zhǔn)備計算機、QuartusII5.0開發(fā)軟件、EDA學(xué)習(xí)開發(fā)板、萬用表、頻率計、下載線。步驟教學(xué)過程建議教學(xué)方法參考學(xué)時1．資訊（知識儲備）根據(jù)數(shù)字時鐘的設(shè)計與調(diào)試任務(wù)書，教師給學(xué)生講授和提供任務(wù)必須的知識，培訓(xùn)必要的技能。包括：（1）掌握由VHDL程序生成原理圖元件的方法；（2）掌握復(fù)雜時序邏輯電路的層次性設(shè)計方法；（3）掌握QuartusII軟件的原理圖輸入與VHDL語言混合設(shè)計方法；（4）會對綜合設(shè)計總體方案進行設(shè)計，并能對綜合設(shè)計各模塊進行分析設(shè)計。學(xué)生根據(jù)項目任務(wù)制作要求，分析任務(wù)。教師給出典型案例，并加以分析、引導(dǎo)。學(xué)生按小組尋求系統(tǒng)相關(guān)電路、資料。講授法討論法演示法42．計劃與決策（方案）各小組考慮安全、環(huán)保、成本、勞動組織等因素，討論交通燈的設(shè)計方案，包括：（1）確定分組名單及小組成員；（2）確定學(xué)習(xí)情境所需儀器設(shè)備、器材與元件；（3）制定本項目情境工作計劃、系統(tǒng)總體方案、硬件結(jié)構(gòu)、軟件流程；（4）教師根據(jù)學(xué)生的方案適時指導(dǎo)，根據(jù)項目的知識需要，講授一些相關(guān)知識；（5）教師引導(dǎo)小組確定最終系統(tǒng)方案。自學(xué)法小組討論法63．實施與檢查（制作）小組成員依照數(shù)字時鐘的原理圖、VHDL混合設(shè)計與調(diào)試方案，分工合作完成數(shù)字時鐘的原理圖、VHDL混合設(shè)計與調(diào)試。小組工作法34．評估（考核）學(xué)生檢查產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，并對整個過程進行評估；教師對學(xué)生的操作過程及小組的產(chǎn)品質(zhì)量進行評價。交互檢查法討論法2（3）學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)（4）課程教案七、教學(xué)方法《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程以項目任務(wù)驅(qū)動型為特征，以能力形成為目標(biāo)，將理論知識講授與實際動手訓(xùn)練融合，實現(xiàn)理論與實踐“一體化”教學(xué)。本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容分為4個項目（學(xué)習(xí)情境）來進行教學(xué)內(nèi)容的實施，有易、中、難三種等級，并可分為封閉型、開放型和開發(fā)創(chuàng)新型三種模式。對于封閉型的教學(xué)，主要采取引導(dǎo)法教學(xué)，老師全面指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)；開放型的教學(xué)，強化學(xué)生的計劃與自查能力，強調(diào)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)、能根據(jù)任務(wù)書要求自主完成項目設(shè)計；開放創(chuàng)新型的教學(xué)，強化學(xué)生獨立完成工作過程及創(chuàng)新能力，老師只布置任務(wù)，完成任務(wù)的方式完全由學(xué)生自由發(fā)揮，老師幾乎不做指導(dǎo)?！禘DA技術(shù)及應(yīng)用》課程具有很強的實踐性，在教學(xué)方法上運用適當(dāng)，可以讓教學(xué)更方便，學(xué)生學(xué)起來有動力、有激情；同時可以讓教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果，學(xué)生也進入到學(xué)有所樂、學(xué)有所獲境界。已經(jīng)采用的主要教學(xué)方法有：多媒體教學(xué)：充分利用多媒體教學(xué)系統(tǒng)進行電子課件、電子教案、視頻及實物的展示，使學(xué)生能夠直觀了解項目與具體任務(wù)，使抽象的理念知識變得直觀，便于學(xué)生理解和掌握，提高學(xué)習(xí)效率。實訓(xùn)練習(xí)：《EDA技術(shù)及應(yīng)用》是一門實踐性很強的課程，通過實訓(xùn)實做可以提高動手能力，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)素養(yǎng)，啟迪學(xué)生創(chuàng)新思想，促進學(xué)生知識拓展應(yīng)用能力的提高。課堂討論：課堂討論可以加深學(xué)生對理論知識的理解，有助于啟發(fā)學(xué)生獨立思考，相互交流意見，培養(yǎng)他們獨立分析問題、解決問題的能力和訓(xùn)練口頭表達(dá)能力。在課堂討論之前，教師根據(jù)教學(xué)目的確定討論的題目并提出要求，指導(dǎo)學(xué)生搜集有關(guān)資料，認(rèn)真準(zhǔn)備意見和寫出發(fā)言提綱。討論進行時，充分啟發(fā)學(xué)生的獨立思考，鼓勵他們各抒己見，引導(dǎo)他們逐步深入到問題的實質(zhì)，并就分歧的意見進行辯論，培養(yǎng)實事求是的精神和創(chuàng)造性地解決問題的能力。及時測驗：提高學(xué)生們平時上課和學(xué)習(xí)的積極性；通過及時測驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生對每一技能點有一個更好的把握；主講教師可以根據(jù)及時測驗成績及時了解學(xué)生們的學(xué)習(xí)狀況，及時解決“教”與“學(xué)”中的問題，特別是困難學(xué)生的問題。組織參觀：讓學(xué)生親身感受企業(yè)的應(yīng)用狀況。根據(jù)同學(xué)的個性特征及教師的教學(xué)特點，運用各種各樣的教學(xué)方法，能夠充分讓同學(xué)們體會到學(xué)了這門課，可以為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)搭建厚實的平臺，充分讓同學(xué)們體會到自己的能力在增長、水平在提高，充分讓同學(xué)們體會到學(xué)了這門課可以讓生活更方便、生活更加幸福，能為自己的終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。八、教學(xué)評價1．教學(xué)過程評價表7教學(xué)過程評價評價指標(biāo)等級（A：90～100；B：75～89；C：60～74；D：≤59）ABCD教學(xué)結(jié)構(gòu)緊湊合理教學(xué)緊扣目標(biāo)把握重點，突出難點教學(xué)過程過度自然時間按分配合理恰當(dāng)2．學(xué)生成績考核為全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，本課程學(xué)生成績考核采用過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的方式。詳細(xì)考核評分標(biāo)準(zhǔn)見下列表8、表9、表10、表11：表8課程考核標(biāo)準(zhǔn)項目項目名稱自評（20%）小組評價(30%)教師考核（50%）項目綜合評價得分單個項目得分占總分比例項目最后得分13人表決器25%28位十進制數(shù)字頻率計15%3交通燈40%4數(shù)字時鐘的原理圖、VHDL混合設(shè)計20%課程最后得分總計表9項目考核評分表項目過程考核（60%）結(jié)果考核（40%）項目得分作業(yè)完成情況(10%)實踐操作技能（15%）工作與職業(yè)操守（15%）學(xué)習(xí)態(tài)度（10%）團隊合作精神（10%）作品考核（20%）小組答辯（10%）項目報告（10%）1234表10單個項目具體考核標(biāo)準(zhǔn)過程考核標(biāo)準(zhǔn)考核點自評（20%）小組考核（30%）教師考核（50%）優(yōu)良及格優(yōu)良及格優(yōu)良及格作業(yè)完成情況按時完成作業(yè)，內(nèi)容正確，字跡工整按時完成作業(yè)，內(nèi)容正確，字跡較工整作業(yè)上交率為80%以上，內(nèi)容正確按時完成作業(yè)，內(nèi)容正確，字跡工整按時完成作業(yè)，內(nèi)容正確，字跡較工整作業(yè)上交率為80%以上，內(nèi)容正確按時完成作業(yè)，內(nèi)容正確，字跡工整按時完成作業(yè)，內(nèi)容正確，字跡較工整作業(yè)上交率為80%，內(nèi)容正確實踐操作進技能操作方法正確，速度快、質(zhì)量好操作方法正確、速度較快、質(zhì)量較好操作方法基本正確、能完成操作操作方法正確、速度快、質(zhì)量好操作方法正確、速度較快、質(zhì)量較好操作方法基本正確、能完成操作操作方法正確、速度快、質(zhì)量好操作方法