数字系统设计技术-教学大纲

课程编号：

课程名称：数字系统设计技术（Digital System Design Technology）

学时学分： 81/3.5

开课对象：自动化专业 、计算机科学与技术专业

课程类型：专业选修 

先修课程：《电路分析》、《模拟电子技术基础》、《数字逻辑与系统》

一、课程目的与任务

《数字系统设计技术》是计算机科学与技术专业、自动化专业的高年级专业选修课程。是在学生具备了《数字逻辑与系统》基础知识之后，系统学习数字系统设计技术以及掌握现代数字系统设计思想及方法的一个重要教学环节。

 本课程设置由理论授课和实践教学两个部分组成，其中理论授课学时为36学时，实践教学学时为45学时，主要内容是阐述现代数字系统设计方法。本课程的主要目的是引导学生进一步从功能电路设计转向系统设计；由传统的通用集成电路应用转向可编程逻辑器件的应用；从硬件设计转向硬件软件高度渗透的设计，从而拓宽数字技术知识面,提高学生在数字系统设计方面的专业技能。

二、教学内容、重点和难点及教学要求

本课程的主要内容包括数字系统的两大主要组成部分、Verilog HDL的概念、特征、应用实例、可编程逻辑器件如CPLD、FPGA的基本组成及应用技术、以及硬件编程语言的开发环境如QuartusII/ISE等。具体课程内容、学时分配及重点、难点与教学要求如下。

三、作业与考核方式

（一）作业要求

每章书后配有思考题，要求学生课后完成。课上提问检查学生的完成情况，并重点讲解解题思路和要点，同时根据本课程的特点会适当增加设计型练习及训练，以帮助学生掌握设计思想和方法。

（二）考核方式

由于本课程专业选修课程，其教学重点在于培养和提高学生的实践能力，主要考察学生的设计能力，重点在于考察学生对于系统设计的思想方法的掌握情况，及设计分析问题的能力。因此学生成绩由平时成绩（80%）和期末（20%）成绩两部分组成。其中平时成绩主要包括理论课平时成绩和实验课平时成绩。其中理论课平时成绩包括上课出勤、平时作业以及课堂提问（10%）；实验课平时成绩（70%）是本课程所有实验成绩的平均；每个实验成绩的评定方法为实验课出勤（5%）、实验预习情况（5%）、实验过程操作情况及设计思路的创新性（50%）、实验报告（10%）。期末（20%）主要考核以理论课学习小结评定及本学期实验问题小结评定。

四、课程教材及参考书

（一）教材

侯伯亨主编，《现代数字系统设计》，西安电子科技大学出版社2004年。

夏宇闻主编，Verilog 数字系统设计教程，北京航空航天大学出版社，2003

（二）主要参考书

1、鲍家元 毛文林，《数字逻辑》（第二版），高等教育出版社，2002年

2、John F. Wakerly，《Digital Design— principles & practices (Third Edition)》，高等教育出版社，2001年

3、MIT开放式课程镜像网站——课程编号6.111。

4、Palnitkar, Samir. Verilog® HDL. 2nd ed. Pearson Education, 2003。

5、Thomas, Donald, and Philip Moorby. The Verilog® H ardware Description Language. 5th ed. Kluwer Academic Publishers, 2002.

五、实践教学环节设计

本课程与《数字系统设计技术实验》（45学时/1学分）配套开设，实验课程内容涉及Verilog HDL开发环境、设计输入仿真下载及可编程逻辑器件使用、Verilog HDL的基础语法训练、基于Verilog HDL的数字系统设计训练等内容。本实践环节重点在于培养学生软硬件渗透设计的思想，实验采用分组形式，每组2-3人。通过本实践环节培养学生认真观察实验现象、分析思考问题以及团队协作意识。参考设计题目及要求如下：