verilog硬件描述语言课程设计
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大学verilog的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解Verilog硬件描述语言的基本概念、语法结构及设计流程;2. 学会使用Verilog编写简单的数字电路模块,如逻辑门、触发器、计数器等;3. 掌握Verilog中的模块化设计方法,能够对复杂电路进行模块划分和层次化设计;4. 了解数字电路仿真与测试的基本原理,能够使用Verilog进行功能仿真和时序分析。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立完成简单数字电路的Verilog代码编写;2. 培养学生具备分析和解决数字电路设计过程中遇到的问题的能力;3. 提高学生的团队协作能力,通过小组合作完成复杂电路的设计与验证;4. 培养学生运用Verilog进行实际工程项目的初步能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对数字电路设计及Verilog语言的兴趣,培养其主动学习的习惯;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践,勇于探索,不断创新的思维品质;3. 增强学生的团队合作意识,学会尊重他人意见,善于沟通与交流;4. 提高学生的工程素养,使其认识到数字电路设计在实际工程中的应用价值,为未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容本章节教学内容主要围绕Verilog硬件描述语言的基本概念、语法、设计方法及仿真测试技术展开。
具体安排如下:1. Verilog基础知识:- Verilog语言概述与基本概念- 数据类型与运算符- 顺序语句与并行语句- 循环语句与分支语句2. 数字电路设计与实现:- 逻辑门电路设计- 触发器与寄存器设计- 计数器与状态机设计- 模块化设计方法3. 仿真与测试技术:- 仿真原理与测试方法- 功能仿真与时序分析- 常用仿真工具介绍- 测试平台的搭建与使用4. 实践项目与案例分析:- 简单数字电路设计实例- 复杂数字电路设计实例- 小组项目:数字系统设计- 案例分析:实际工程项目应用教学内容根据教材章节进行安排,保证学生能够循序渐进地掌握Verilog语言及其在数字电路设计中的应用。
eda verilog 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解EDA(电子设计自动化)的基本概念,掌握Verilog硬件描述语言的基本语法与结构。
2. 学生能够运用Verilog语言设计简单的数字电路,并了解其仿真过程。
3. 学生了解数字电路的基本测试方法,并能够运用Verilog进行基本测试代码的编写。
技能目标:1. 学生能够使用EDA工具进行Verilog代码的编写、编译和仿真。
2. 学生通过实际操作,掌握数字电路设计中常见的模块搭建和调试技巧。
3. 学生能够通过小组合作,完成一个小型的数字系统设计项目,提高实践操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生积极探索、勤于实践的科学态度,激发学生对电子设计领域的兴趣。
2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与表达能力,增强解决问题的信心。
3. 通过课程学习,使学生认识到电子技术在现代社会中的重要作用,培养学生的创新意识和责任感。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. EDA与Verilog基础知识:介绍EDA的基本概念、发展历程及Verilog硬件描述语言的基本语法、结构。
- 教材章节:第一章 EDA技术概述,第二章 Verilog基础知识。
- 内容安排:讲解EDA工具的使用,Verilog基本语法、数据类型、运算符等。
2. 数字电路设计基础:学习组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法,以及常用数字电路模块的Verilog描述。
- 教材章节:第三章 组合逻辑电路设计,第四章 时序逻辑电路设计。
- 内容安排:介绍组合逻辑电路与时序逻辑电路的设计原理,通过实例讲解Verilog代码编写。
3. 数字电路仿真与测试:学习数字电路的仿真方法,编写测试代码,进行功能验证。
- 教材章节:第五章 数字电路仿真,第六章 数字电路测试。
- 内容安排:讲解仿真工具的使用,编写测试代码,进行电路功能验证。
4. 实践项目:小组合作完成一个小型数字系统设计项目,包括设计、仿真、测试等环节。
FPGA课程设计Verilog一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握FPGA的基本原理,熟练使用Verilog硬件描述语言进行FPGA设计和开发。
通过本课程的学习,学生应能够理解FPGA的工作原理,熟悉FPGA的编程环境和工具,掌握Verilog语言的基本语法和常用语句,能够编写符合要求的FPGA程序,并能够进行简单的FPGA电路设计和调试。
具体来说,知识目标包括:1.掌握FPGA的基本原理和结构。
2.熟悉Verilog硬件描述语言的基本语法和常用语句。
3.了解FPGA设计和开发的基本流程。
技能目标包括:1.能够使用Verilog语言编写简单的FPGA程序。
2.能够使用FPGA开发工具进行电路设计和仿真。
3.能够进行简单的FPGA电路调试和优化。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生的创新意识和实践能力。
2.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.培养学生的自主学习和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括FPGA的基本原理、Verilog硬件描述语言、FPGA设计和开发流程。
具体包括以下几个方面:1.FPGA的基本原理和结构:介绍FPGA的工作原理、特点和应用领域,熟悉FPGA的基本结构和组成部件。
2.Verilog硬件描述语言:学习Verilog语言的基本语法、数据类型、运算符、控制语句等,掌握常用的Verilog模块编写方法。
3.FPGA设计和开发流程:了解FPGA设计的的基本流程,包括需求分析、逻辑设计、硬件描述语言编写、综合、布局布线、下载和调试等步骤。
4.FPGA编程和调试:学习如何使用FPGA编程工具进行编程,掌握常用的调试技巧和方法。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括:1.讲授法:通过讲解FPGA的基本原理、Verilog语言的语法和FPGA设计的流程等内容,使学生掌握基本概念和理论知识。
2.案例分析法:通过分析具体的FPGA设计案例,使学生了解FPGA设计的实际应用,培养学生的实践能力。
4位全加器verilog课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解4位全加器的原理和功能,掌握其Verilog硬件描述语言实现方法。
2. 学习并掌握数字电路中加法器的基本结构和工作原理。
3. 掌握Verilog模块化编程,能够实现并测试4位全加器的基本功能。
技能目标:1. 能够运用Verilog语言编写4位全加器的代码,并进行功能仿真。
2. 学会使用硬件描述语言进行数字电路的设计,提高实际问题解决能力。
3. 能够对4位全加器进行调试和优化,提升编程实践技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的团队合作意识,提高学生在项目实践中的沟通与协作能力。
2. 增强学生对数字电路设计领域的兴趣,激发学生的创新精神。
3. 引导学生树立正确的价值观,认识到科技发展对社会进步的重要性。
课程性质:本课程为电子信息工程及相关专业高年级的数字电路设计课程,旨在通过4位全加器的Verilog实现,让学生掌握数字电路设计的基本方法和实践技能。
学生特点:学生已具备一定的数字电路基础和Verilog编程知识,具备分析问题和解决问题的能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的动手能力和实际操作技能。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得明显进步。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数字加法器原理回顾:介绍加法器的基本原理,重点讲解4位全加器的工作流程和关键特性。
- 教材章节:数字电路基础,第3章第2节。
2. Verilog硬件描述语言基础:复习Verilog的基本语法,强调模块化编程方法。
- 教材章节:硬件描述语言Verilog,第4章。
3. 4位全加器的Verilog设计:- 设计原理:讲解4位全加器的设计思路和实现方法。
- 代码编写:引导学生编写4位全加器的Verilog代码,并进行模块化设计。
- 教材章节:数字电路设计,第5章第3节。
4. 功能仿真与调试:- 介绍仿真工具和仿真方法,指导学生进行4位全加器的功能仿真。
verilog综合课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握Verilog硬件描述语言的基本语法和结构;2. 学会使用Verilog进行数字电路的设计与描述;3. 理解数字电路的基本组成和功能,并能运用Verilog进行相应的实现;4. 了解Verilog代码的综合过程,理解综合工具的作用和原理。
技能目标:1. 能够运用Verilog编写简单的数字电路模块;2. 能够使用综合工具对Verilog代码进行综合,生成对应的硬件描述;3. 能够分析和解决Verilog综合过程中遇到的问题;4. 培养学生的实际操作能力,提高团队协作和沟通技巧。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路设计和Verilog语言的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨、细致的学习态度,注重代码质量和工程规范;3. 增强学生的自信心,培养面对挑战和困难时的积极心态;4. 培养学生的创新意识,鼓励尝试新方法,勇于实践。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,要求学生在掌握理论知识的基础上,进行实际操作和练习。
学生特点:学生具备一定的数字电路基础,了解基本的硬件描述语言概念,对Verilog有一定了解。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调实际操作和动手能力,通过案例分析、小组讨论等形式,提高学生的综合运用能力。
在教学过程中,关注学生的学习进度和反馈,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
将目标分解为具体的学习成果,以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. Verilog基础知识回顾:数据类型、运算符、控制语句、模块定义等;教材章节:第一章 Verilog基础知识。
2. 数字电路设计基础:组合逻辑电路、时序逻辑电路设计方法;教材章节:第二章 数字电路设计基础。
3. Verilog代码编写规范:代码风格、命名规则、注释使用等;教材章节:第三章 编码规范与风格。
4. 常用Verilog模块设计:触发器、计数器、状态机等;教材章节:第四章 常用Verilog模块设计。
FPGA verilog课程设计报告一、教学目标本课程旨在通过FPGA Verilog的学习,让学生掌握数字电路设计的基本原理和方法,学会使用Verilog硬件描述语言进行数字电路设计和仿真。
具体目标如下:1.理解FPGA的基本原理和结构。
2.掌握Verilog语言的基本语法和编程技巧。
3.熟悉数字电路的设计方法和流程。
4.能够使用Verilog语言编写简单的数字电路模块。
5.能够进行FPGA的配置和编程。
6.能够使用FPGA开发工具进行数字电路的仿真和测试。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.增强学生对新技术的敏感性和学习兴趣。
3.培养学生对工程实践的热爱和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括FPGA的基本原理和结构、Verilog语言的基本语法和编程技巧、数字电路的设计方法和流程。
具体安排如下:第1-2课时:FPGA的基本原理和结构1.FPGA的定义和发展历程。
2.FPGA的内部结构和组成。
3.FPGA的配置和编程方法。
第3-4课时:Verilog语言的基本语法和编程技巧1.Verilog语言的基本数据类型和操作符。
2.Verilog语言的逻辑表达式和语句。
3.Verilog语言的模块结构和参数传递。
第5-6课时:数字电路的设计方法和流程1.数字电路的设计原则和技巧。
2.数字电路的设计流程和步骤。
3.数字电路的仿真和测试方法。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。
1.讲授法:通过讲解和演示,让学生掌握FPGA和Verilog的基本知识和技巧。
2.案例分析法:通过分析具体的数字电路设计案例,让学生熟悉设计方法和流程。
3.实验法:通过动手实验,让学生亲手配置FPGA、编写Verilog代码并进行仿真测试,提高学生的实际操作能力。
四、教学资源1.教材:《FPGA Verilog设计与实践》。
2.参考书:《数字电路与FPGA设计入门》、《Verilog HDL入门与提高》。
eda课程设计verilog一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握EDA(电子设计自动化)的基本概念,理解Verilog硬件描述语言的基本语法和结构。
2. 使学生能够运用Verilog语言进行简单的数字电路设计和仿真。
3. 帮助学生了解数字电路的基本原理,掌握基本的硬件描述技巧。
技能目标:1. 培养学生运用Verilog语言进行数字电路设计和仿真的能力。
2. 培养学生分析电路图,提取关键信息,用Verilog语言进行描述的能力。
3. 提高学生团队协作和沟通能力,学会在项目中进行分工合作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱电子技术,对EDA领域产生浓厚的兴趣。
2. 培养学生具备良好的工程素养,严谨的态度和勇于探索的精神。
3. 引导学生关注我国电子产业的发展,树立为国家和民族电子科技事业作贡献的远大理想。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,要求学生具备一定的计算机操作能力和编程基础。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子技术和编程知识,具有较强的学习能力和自主性。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调动手实践,鼓励学生主动探索和解决问题。
在教学过程中,关注学生的个体差异,提供个性化的指导和帮助,确保学生能够达到课程目标。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,提高其综合运用能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. EDA基本概念与原理:介绍EDA技术的基本概念、发展历程和应用领域,分析数字电路设计的基本原理。
教学大纲:第一章,第1-2节。
2. Verilog硬件描述语言:讲解Verilog的基本语法、数据类型、运算符和模块结构。
教学大纲:第二章,第1-4节。
3. 数字电路设计与仿真:通过实例讲解如何使用Verilog语言进行数字电路设计和仿真,包括组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
教学大纲:第三章,第1-6节。
4. 实践项目:组织学生进行小组项目,运用所学知识设计并实现一个简单的数字电路系统。
Verilog硬件描述语言课程主要内容Verilog硬件描述语言是数字电子电路设计领域中使用最广泛的硬件描述语言之一。
它不仅可以用于描述电路的结构和行为,还可以用于进行功能仿真、综合和布局布线。
在Verilog硬件描述语言课程中,学生将学习到一系列的内容,旨在帮助他们掌握该领域所需的知识和技能。
1. 概述Verilog硬件描述语言在Verilog硬件描述语言课程中,首先会进行对该语言的概述。
学生将了解Verilog的起源、发展历程以及在数字电子电路设计领域中的重要性。
也会介绍Verilog的语法规则、数据类型、算术运算、逻辑运算等基本概念,为后续的学习打下基础。
2. 模块化设计在Verilog硬件描述语言课程中,学生将学习如何使用Verilog进行模块化设计。
这包括如何定义模块、端口和参数,以及如何实例化模块和进行模块间的连接。
模块化设计是数字电子电路设计中非常重要的一部分,它可以提高设计的灵活性和可维护性,并有助于提高设计的复用性。
3. 行为级建模Verilog硬件描述语言课程中还会涉及行为级建模的内容。
学生将学习如何使用Verilog描述数字电子电路的行为,包括组合逻辑电路和时序逻辑电路。
他们将学会使用always块和assign语句等Verilog语言特性,描述电路的功能和时序特性。
4. 结构级建模除了行为级建模,Verilog硬件描述语言课程还会教授结构级建模的内容。
学生将学习如何使用Verilog描述数字电子电路的结构,包括使用网表、门级建模和原语建模等技术。
结构级建模可以帮助学生更好地理解电路的物理结构和布局,有助于他们在综合和布局布线时进行优化。
5. 时序建模Verilog硬件描述语言课程还会涉及时序建模的内容。
学生将学习如何使用Verilog描述数字电子电路的时序特性,包括时钟、时序逻辑和时序约束等内容。
时序建模对于设计复杂的数字电子电路非常重要,它可以帮助设计者在保证电路性能的情况下进行优化设计。
verilog课程设计实验报告一、教学目标本课程旨在通过Verilog硬件描述语言的学习,让学生掌握数字电路设计的自动化工具,理解并实践硬件描述语言在数字系统设计中的应用。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.知识目标:–理解Verilog的基本语法和结构。
–掌握Verilog中的模块化设计方法。
–学习常用的Verilog描述技巧,包括逻辑门级建模、行为级建模和结构级建模。
2.技能目标:–能够运用Verilog语言进行简单的数字电路设计。
–学会使用至少一种Verilog仿真工具进行电路功能验证。
–能够阅读和理解Verilog代码,进行简单的代码优化。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的团队合作意识,在实验报告中能够体现分工合作的精神。
–培养学生的问题解决能力,鼓励学生在遇到问题时积极寻找解决方案。
–培养学生对新技术的好奇心和学习兴趣,激发他们对电子工程领域的热爱。
二、教学内容依据教学目标,本课程的教学内容将围绕Verilog语言的基础知识、实践应用和项目设计展开。
教学大纲安排如下:1.第一部分:Verilog基础知识(2周)–介绍Verilog的背景和基本概念。
–详细讲解Verilog的数据类型、运算符和语句。
2.第二部分:模块化设计(2周)–讲解模块的定义和封装。
–实践模块的端口声明和模块实例化。
3.第三部分:数字电路的Verilog描述(2周)–通过实例教学,掌握逻辑门、触发器等基本组件的Verilog建模。
–学习组合逻辑和时序逻辑的设计方法。
4.第四部分:仿真与测试(1周)–学习使用仿真工具进行电路功能验证。
–理解并实践测试台(testbench)的编写。
5.第五部分:项目设计(3周)–小组合作完成一个较为复杂的数字系统设计项目。
–包括系统模块的划分、编码、仿真和测试。
三、教学方法为了提高学生的学习效果,将采用多种教学方法相结合的方式进行授课:1.讲授法:用于讲解Verilog的基本概念和语法。
Verilog课程设计题函数发生器(方波和阶梯波)目学生姓名:专业:班级:指导教师:完成日期:目录1、概述 (1)2、功能 (2)3设计方案(设计的技术方案、工作原理、设计框图) (3)4设计与仿真 (11)5、结束语 (14)6附录 (15)1.概述(1)实验目的:在基于QUARTUS2软件平台下,运用Verilog硬件描述语言来进行编写两种波形(方波和阶梯波)发生的程序,并结合DE2板与DVCC 实验板上的D/A转换器在示波器显示出波形。
初步了解Verilog的编程及DE2板的应用,加强对其的实际应用操作能力。
(2)实验要求:运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。
方波频率、占空比可设置。
阶梯波信号频率、幅度可调。
在完成基本要求的基础上,可进一步增加功能、提高性能。
2.功能实验内容:5 . 利用简易函数发生器基本要求:运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。
方波频率、占空比可设置。
阶梯波信号频率、幅度可调。
在完成基本要求的基础上,可进一步增加功能、提高性能。
3设计方案(1)设计流程图(2)波形产生的基本原理 时钟信号累加器设置时钟信号f_clk设置频率控制字p利用存储器存储32个采样点:16个梯形波采样点,16个方波采样点设置选择端口choose16个阶梯波采样点0~15 16个方波采样点16~31Choose=0 Choose=1送至输出端口data 输出程序结束1.先利用时钟信号f_clk产生一个工作频率,输入的频率字保存在频率寄存器中,经N位相位累加器,累加一次,相位步进增加,经过内部ROM波形表得到相应的幅度值,经过D/A转换和低通滤波器得到合成的波形。
2.利用存储器,先把定点值存入存储器中,再通过choose选择所需要的那段地址的值,在通过data读出值。
3.最后利用波形仿真,通过转换把数字量转换为波形图。
(3)产生波形频率可调的方法采用设置频率控制字的方法,设置一个输入端口【5:0】q,并且下载时将其绑定在6个控制开关上,可以实现频率的调整,采用2进制,q的值就是频率的缩小(扩大)倍数。
verilog数字课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解Verilog硬件描述语言的基本概念,掌握数字电路设计的基本原理。
2. 学会使用Verilog语言进行基本的数字电路模块设计,如逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路等。
3. 掌握Verilog语言中的测试平台编写,能够对设计的电路进行功能验证。
技能目标:1. 能够运用Verilog语言进行简单的数字系统设计,并能够进行模块化设计。
2. 培养学生通过Verilog语言解决实际数字电路问题的能力,提高编程技巧。
3. 学会使用相关EDA工具,如ModelSim进行仿真测试,验证设计电路的正确性。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路设计的兴趣,激发学习热情,增强实践操作能力。
2. 培养学生的团队合作意识,学会在团队中分工合作,共同解决问题。
3. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,养成良好的学术道德。
本课程针对高年级学生,考虑其已具备一定的电子技术和编程基础,课程性质为实践性、应用性。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养其创新意识和实践能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际数字电路设计中,为未来从事电子技术领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标,涵盖以下方面:1. Verilog语言基础:包括数据类型、运算符、控制语句等基本概念,对应教材第二章内容。
2. 数字电路设计原理:介绍逻辑门、组合逻辑电路及时序逻辑电路设计原理,对应教材第三章内容。
3. Verilog模块化设计:学习如何进行模块化设计,掌握模块的调用和接口设计,对应教材第四章内容。
4. 测试平台与功能验证:教授如何编写测试平台,进行功能验证,对应教材第五章内容。
5. 仿真工具使用:学习ModelSim等仿真工具的使用,对设计电路进行仿真测试,对应教材第六章内容。
具体教学安排如下:1. 2课时:Verilog语言基础,使学生掌握基本语法和编程规范。
verlog课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解Verilog硬件描述语言的基本概念,掌握其语法结构和编程规范;2. 学会使用Verilog设计简单的数字电路,如逻辑门、组合逻辑电路和时序逻辑电路;3. 掌握Verilog模块化设计方法,能够阅读和分析复杂的Verilog代码。
技能目标:1. 能够运用Verilog语言编写简单的数字电路程序,实现基本功能;2. 能够使用仿真工具对Verilog设计的电路进行测试和验证,分析并解决常见问题;3. 培养学生的团队合作能力,学会与他人共同分析和设计复杂的数字系统。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字电路设计和Verilog编程的兴趣,激发学生的学习热情;2. 培养学生严谨、细致的学习态度,养成良好的编程习惯;3. 引导学生认识到数字电路在现代科技中的重要作用,增强学生的社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为电子信息类专业的基础课程,旨在让学生掌握Verilog硬件描述语言,为后续学习数字电路设计、FPGA开发等课程打下基础。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,了解数字电路的基本原理,但Verilog编程经验较少。
教学要求:结合学生特点和课程性质,采用理论教学与实践操作相结合的方式,注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
通过本课程的学习,使学生能够独立设计和实现简单的数字电路。
二、教学内容1. Verilog基础知识- Verilog语言概述:发展历程、应用领域和优势- 编程环境搭建:安装与配置Verilog开发工具- 数据类型与运算符:基本数据类型、运算符及其优先级2. 基本语法结构- 模块定义与端口声明:模块结构、端口定义- 常量与变量:定义和使用方法- 控制语句:顺序执行、分支、循环等控制结构3. 数字电路设计- 逻辑门设计:与、或、非、异或等基本逻辑门- 组合逻辑电路设计:编码器、译码器、多路选择器等- 时序逻辑电路设计:触发器、计数器、寄存器等4. 模块化设计方法- 模块化设计理念:模块划分、接口定义- 调用与实例化:模块调用、参数传递- 仿真与调试:测试代码编写、波形分析5. 实践项目- 设计简单的数字电路:如加减法器、比较器等- 分析并优化已有的Verilog代码:提高代码质量与性能- 团队合作项目:共同设计与实现一个复杂的数字系统教学内容安排与进度:本课程共分为10个教学单元,每个单元涵盖上述教学内容的一部分。
《Verilog HDL硬件描述语言》实验教学大纲
课程代码:MICR3001
课程名称:Verilog HDL硬件描述语言
英文名称:Verilog HDL
实验室名称:微电子实验室
课程学时:72实验学时:18
一、本课程实验教学目的与要求
通过实验要求学生掌握用Verilog HDL硬件描述语言进行集成电路设计的流程和方法。
学会使用Max+plusⅡ,QuartusⅡ设计软件,掌握从HDL源代码的输入→编译→仿真→管脚锁定→下载全过程。
学会用ModelSim设计软件,用Verilog HDL编写测试码对设计模块进行仿真。
二、主要仪器设备及现有台套数
PC,现有35台; EDA实验箱,25套;
1、实验报告:有设计代码,仿真结果,管脚排列,验证结果。
2、考核方式:
(1)实验课的考核方式:教师验收评定成绩。
(2)实验课考核成绩:根据实验完成情况和实验报告是否完整确定,实验课成绩占课程总成绩的10%。
五、实验教材、参考书
1、教材:在编
2、参考书:J.Bhasker著,夏宇闻等译《Verilog HDL入门》.北京航空航天大学出版社.2008出版。
数字逻辑基础与Verilog硬件描述语言课程设计一、课程设计内容本次课程设计主要分为两部分:数字逻辑基础和Verilog硬件描述语言。
1.数字逻辑基础数字逻辑是数字电路设计和计算机系统设计的基础,本次课程设计中将学习数字逻辑的基础知识,包括:•逻辑门的基本知识•布尔代数与逻辑函数的转化•组合逻辑与时序逻辑•各类触发器、寄存器等时序电路的设计和实现2.Verilog硬件描述语言Verilog是一种硬件描述语言,已经成为数字电路设计和计算机系统设计的标准语言之一。
在本次课程设计中,将学习Verilog语言的基本语法和常见应用,包括:•Verilog语言的基本结构与语法规则•模块的设计与实现•基本的时序电路的实现•常见集成电路的设计与仿真二、课程设计步骤1.数字逻辑基础部分1.1 逻辑门电路的设计与实现首先,我们需要研究逻辑门电路的设计与实现。
在此过程中,我们需要应用所学知识,设计出与逻辑功能相应的逻辑门电路并进行仿真。
举例来说,可以先从最基本的逻辑函数与逻辑门出发,以实现与、或、非等逻辑运算为例,通过布尔代数的转换,将逻辑函数转化为逻辑门电路的实现。
在手动设计电路的同时,也可以使用Verilog语言进行电路的描述。
1.2 时序电路的设计与实现时序电路设计是数字电路设计的重要组成部分,本次课程设计中需要设计各种常见的时序电路,例如触发器、寄存器等。
在设计时序电路时,需要对于电路的功能与逻辑进行分析、设计和真值表绘制,通过布尔代数的转换将逻辑函数转化为逻辑门电路的设计和实现。
2.Verilog硬件描述语言部分2.1 Verilog语言的基本语法学习作为硬件描述语言,Verilog具有可读性强、描述硬件系统方便等特点,并且所需的时钟频率与软件系统的运行是相互独立的。
在学习Verilog语言的基本语法时,需要研究模块的定义、端口及其连接方式、基本数据类型等。
2.2 Verilog的模块设计与实现模块是Verilog中设计的基本单元,在本次课程设计中,需要对模块的设计与实现进行研究,学习模块的定义方法、端口的连接方法以及不同模块之间的调用方式,并进行仿真验证。
Verilog课程设计题
函数发生器(方波和阶梯波)
目
学生:
专业:
班级:
指导教师:
完成日期:
目录
1、概述 (1)
2、功能 (2)
3设计方案(设计的技术方案、工作原理、设计框图) (3)
4设计与仿真 (11)
5、结束语 (14)
6附录 (15)
1.概述
(1)实验目的:
在基于QUARTUS2软件平台下,运用Verilog硬件描述语言来进行编写两种波形(方波和阶梯波)发生的程序,并结合DE2板与DVCC 实验板上的D/A转换器在示波器显示出波形。
初步了解Verilog的编程及DE2板的应用,加强对其的实际应用操作能力。
(2)实验要求:
运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。
方波频率、占空比可设置。
阶梯波信号频率、幅度可调。
在完成基本要求的基础上,可进一步增加功能、提高性能。
2.功能
实验容:
5 . 利用简易函数发生器
基本要求:运用DE2上的DAC实现方波、阶梯信号发生器功能。
方波频率、占空比可设置。
阶梯波信号频率、幅度可调。
在完成基本要求的基础上,可进一步增加功能、提高性能。
3设计方案(1)设计流程图
(2)波形产生的基本原理
1.先利用时钟信号f_clk产生一个工作频率,输入的频率字保存在频
率寄存器中,经N位相位累加器,累加一次,相位步进增加,经过部ROM波形表得到相应的幅度值,经过D/A转换和低通滤波器得到合成的波形。
2.利用存储器,先把定点值存入存储器中,再通过choose选择所需
要的那段地址的值,在通过data读出值。
3.最后利用波形仿真,通过转换把数字量转换为波形图。
(3)产生波形频率可调的方法
采用设置频率控制字的方法,设置一个输入端口【5:0】q,并且下载时将其绑定在6个控制开关上,可以实现频率的调整,采用2进制,q的值就是频率的缩小(扩大)倍数。
(4)源程序
module sq(f_clk,p,choose,data);//端口设定
input [5:0] p; //频率控制字
input choose; //波形选择
input f_clk; //置晶振
output [7:0] data;
wire [7:0]data;
reg [5:0] addr,address;
reg [5:0] i;
reg f_out;
initial
begin
i<=0;
addr<=0;
f_out<=0;
end
always (posedge f_clk) //利用计数器实现任意分频begin
if(i==p) //设定频率控制字p
begin
i=0;
f_out=~f_out;
end
else
i=i+1;
end
function [7:0] romout; //ROM的设定
input[5:0] address;
case(address) //各波形初值的预装入
0 : romout = 255; //阶梯波初值
1 : romout = 255;
2 : romout = 255;
3 : romout = 255;
4 : romout = 128;
5 : romout = 128;
6 : romout = 128;
7 : romout = 128;
8 : romout = 64;
9 : romout = 64;
10: romout = 64;
11: romout = 64;
12: romout = 0;
13: romout = 0;
14: romout = 0;
15: romout = 0;
16 : romout = 255; //方波初值
17 : romout = 255;
18 : romout = 255;
19 : romout = 255;
20 : romout = 255;
21 : romout = 255;
22 : romout = 255;
23 : romout = 255;
24 : romout = 0;
25 : romout = 0;
26: romout = 0;
27: romout = 0;
28: romout = 0;
29: romout = 0;
30: romout = 0;
31: romout = 0;
default : romout = 10'hxx;
endcase
endfunction
always(posedge f_out)
begin
if(addr==16) //波形数据切换
addr=0;
else
addr=addr+1;
case(choose) //波形选择开关设定
0: address=addr;
1: address=addr+16;
endcase
end
assign data = romout(address);//将ROM中对应数据传递输出端口data输出
endmodule
4程序编译及仿真结果
(1)引脚的绑定图
(2)仿真编译图阶梯波仿真结果
方波仿真结果
(3)波形产生效果图阶梯波效果图
方波效果图
5.结束语
经过两周的课程设计,我觉得自己更进一步认识了Verilog语言的使用,并且对整个设计制作和仿真流程有了更深入的了解,从实验的迷惑到后来的熟练操作,再到实验报告撰写的结束,其中的每一步都是我受益匪浅。
坚持靠自己的独立思考并通过一步步的调试,最终成功地摸索程序并且进行了进一步优化最终完成实验,不但锻炼了逻辑思维能力,并且锻炼了自己的独立探索能力。
虽然自己的程序不是那么完美,但是每一步都有自己的劳动,都有自己的思想在其中,可以说,实验的结果自己还是比较满意的。
但是很明显有许多有待加强的地方。
实验综合性较强也比较复杂,在实验中涉及了本学期多个知识点,其中让我印象最深的是 initial语句和function说明语句,因为这两个语句之前用得比较少。
我觉得这样的实验比较贴近学习和工作,通过自己动手更加能够充分掌握所学知识点,将书本和实际结合起来,希望以后可以开展更多这样的实验。
实验中也遇到了许多问题,比如,实验效果图出不来之类。
但通过两位老师的指导,最终把问题一一解决。
这对我来说是一次飞速的成长。
老师的指导!
6.附录
DE2简介
1.核心的FPGA芯片-Cyclone II 2C35 F672C6,从名称可以看出,它包含有35千个LE,在Altera的芯片系列中,不算最多,但也绝对够用。
Altera下载控制芯片- EPCS16以及USB-Blaste对Jtag的支持。
2.存储用的芯片有: 512-KB SRAM,8-Mbyte SDRAM,4-Mbyte Flash memory
3.经典IO配置:拥有4个按钮,18个拨动开关,18个红色发光二极管,9个绿色发光二极管,8个七段数码管,16*2字符液晶显示屏
4. 超强多媒体:24位CD音质音频芯片WM8731(Mic输入+LineIn+ 标准音频输出),视频解码芯片(支持NTSC/PAL制式),带有高速DAC视屏输出VGA模块。
5.更多标准接口:通用串行总线USB控制模块以及A、B型接口,SD Card接口,IrDA红外模块, 10/100M自适应以太网络适配器,RS-232标准串口, PS/2键盘接口
6.其他:50M,27M晶振各一个,支持外部时钟, 80针带保护电路的外接IO
7.此外还有:配套的光盘资料,QutuarsII6软件,NiosII 6.0IDE,例程与说明文档。