个人介绍
FPGA技术及应用A

主讲教师:周春梅

教师团队:共6

  • 周春梅
  • 胡迎刚
  • 马静
  • 张玥弋
  • 杜勇
  • 陈金鹰
学校: 四川工商学院
开课院系: 电子信息工程学院
专业大类: 电子信息
开课专业: 通信工程、电子信息工程
课程编号: P02101104008
学分: 4
课时: 64
课程介绍
内容要点:本课程是电子信息工程专业学生必修的专业基础课程,以目前流行的Xilinx 系列FPGA的开发为主线,全面讲解微电子技术和FPGA的原理及电路设计、Verilog HDL语言及VIVADO的应用,并循序渐进地从组合逻辑、时序逻辑的开发开始,深入到FPGA的基础应用、综合应用和进阶应用。
课程紧密结合《数字电子技术》,对数字电路的实现进行验证,并提供了数字设计开发的平台。课程以Verilog HDL语言为集成数字电路设计的工具语言,类似的语言还有VHDL语言、System C等语言。以本课程开设的Verilog HDL语言为基础,有利于学习其他语言。
本课程具有理论和实践紧密结合的特点,在内容的设计上既重视基础理论知识的认知过程,又通过由易到难的实验逐步提高理论知识及培养开发能力。通过这门课程的学习,可以达到FPGA开发初级水平。
先修课程:电子技术基础、数字电子技术。
后续课程:FPGA技术及应用课程设计、信号检测与处理项目综合实训。
教师团队

周春梅

职称:教授

单位:四川工商学院

部门:电子信息工程学院

职位:教师

胡迎刚

职称:教授

单位:四川工商学院

部门:电子信息工程学院

职位:院长

马静

职称:副教授

单位:四川工商学院

部门:电子信息工程学院

职位:教师

张玥弋

职称:助教

单位:四川工商学院

部门:电子信息工程学院

职位:教师

杜勇

职称:高级工程师

职位:教师

陈金鹰

职称:教授

职位:教师

教学方法

 

 

本课程是电子信息工程专业学生必修的专业基础课程,以目前流行的Xilinx 系列FPGA的开发为主线,全面讲解FPGA的原理及电路设计、Verilog HDL语言及VIVADO软件平台的应用,并循序渐进地从组合逻辑、时序逻辑的开发开始,深入到FPGA的基础应用、综合应用。通过本课程的学习,达到的目标是能够了解和掌握利用FPGA进行数字电路控制简单系统的初级设计技术等专业知识。

教学目的与要求

通过本课程与实验教学,使学生获得运用现代信息技术获取FPGA最新信息技能;形成学生独立对FPGA行业的现状及发展前景的明确认识;同时获得FPGA器件选型、代码编写、程序调试等常用设计技能;初步产生撰写、分析设计报告能力;具备数字系统或产品的技术分析、改进和优化能力;初步掌握数字系统或数字产品的设计能力;初步具有FPGA项目的运行、管理与维护的基本能力;初步学到一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力,良好的团队协作精神。

主要教学方法:

通过理论讲解、上机实践、课堂演示、学生练习、课堂讨论、作业、网上MOOC视频资源学习等多种方法并用进行教学。采用以模块和项目为中心的教学方式,把基本概念知识点隐含于各个项目中,在完成项目过程中,引出项目涉及的语法知识,以便学生理解、掌握、应用。真正体现“做中学”特色,改变传统教学中的先概念、后应用的理论与实践相脱节的教学方式。让学生不再是仅仅掌握枯燥的语法语句等概念,而是更关注知识点本身,重在学会如何应用,努力提高知识的应用能力,突出OBE理念。

教学设计与组织:

模块化+项目式+案例化+理实一体的方法,采用实践—理论—实践交替进行的方法,由浅入深、扎实推进的方法,充分保证应用型教学的实际教学效果和预期教学目的。

教学效果考核方法:

           成绩评定办法:总成绩(100)=过程性考核成绩×40%﹢期末考试成绩×60%

                        其中:过程性考核成绩(100分)=线上(课后作业×30%+出勤及表现×10%)+线下(实验×40%+项目设计)×20%

                                  期末考试成绩(100分):试卷卷面成绩

 

努力尝试通过课程思政理念、创新创业项目训练、电子设计竞赛,培养学生爱党爱国报效国家服务人民的高尚情怀。


教学条件

学校提供了80平米的实验室作为FPGA课程专业实验室,在课程建设期间,课程团队自主研制了3套FPGA实验开发板,探索了“口袋实验室”教学模式应用改革;同时课内开展了“项目驱动”的案例式教学改革




学校与黑金公司合作,并投入87多万元资金,购置30套实验箱、电脑、配套开发软件平台。可同时满足30个学生进行FPGA实验、课程设计、项目开发的硬件和软件需求。

教学效果

有的学生因为学习了本课程找到了心意的从事FPGA技术相关工作。

有的学生利用本课程所学知识参加全国FPGA设计大赛。






教学管理

教学大纲

教学进度

参考教材

 

 

一)推荐教材:

 

胡迎刚. FPGA技术基础工程实践, 西南交通大学出版社, 2020年10月

周春梅.FPGA/Verilog HDL技术与工程案例实践 华中科技大学出版社,2022.2


 

(二)参考资料:

 

(1)陈金鹰.FPTA技术及应用.机械工业出版社.2015


 

(2)卢有亮. Xilinx FPGA原理与实践—基于VIVADO和Verilog HDL, 机械工业出版社, 2018年第1版;

(3)杜勇.Xlinx FPGA数字信号处理设计,电子工业出版社.2020年3月第1版

(4)数字调制解调技术的MATLAB与FPGA实现.电子工业出版社.2020年3月第1版

(5)姜书艳. 数字逻辑设计及应用,电子科技大学出版社,2014;


 



课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 第1模块 FPGA技术概述及发展趋势
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2025-02-25 114.85MB
 
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1.2 VIVADO应用向导
视频
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2025-02-25 257.92MB
 
文档
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2025-02-25 6.06MB
1.3 章节测验
作业
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2.1 第2模块  Verilog HDL基本结构
文档
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2.2 第3模块 组合逻辑电路设计方法
文档
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2.3 第4模块 Testbench的设计方法
文档
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2.4 章节测验
作业
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3.1 第6模块 分频器电路设计方法
文档
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2025-02-25 493.15KB
 
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3.2 第7模块  状态机电路设计
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3.3 第8模块 循环和任务与函数
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3.4 第9模块 变量类型与运算规则
文档
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3.5 第5模块 时序逻辑电路设计方法
文档
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3.6 章节测验
作业
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4.1 第8模块 IP核应用
文档
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4.2 第9模块 用户自定义IP核
文档
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2025-02-25 1.58MB
4.3 章节测验
作业
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5.1 第11模块 电子时钟设计
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5.2 第12模块  ADC控制接口电路设计
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5.3 第13模块  交通灯控制电路设计9周
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5.4 第13模块 波形发生器电路设计
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5.5 第14模块  串口时序电路设计
文档
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2025-02-25 1.83MB
5.6 第17模块 VGA时序接口电路设计14周1
文档
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6.1 实验1 4个LED灯第隔1秒亮灭设计
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6.2 实验3  按键输入数码管显示设计实验
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6.3 实验4  Testbench仿真设计实验
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6.4 实验5 4个LED灯流水显示设计实验说明
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6.5 实验6 交通灯控制数码管显示设计实验
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6.10 FPGA设计思路
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