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fpga 在线课程设计一、教学目标本课程旨在通过FPGA（现场可编程门阵列）在线课程设计，让学生掌握FPGA的基本概念、原理及其在数字电路设计中的应用。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解FPGA的工作原理、结构及编程方法；掌握FPGA在数字信号处理、通信、嵌入式系统等领域的应用。
2.技能目标：学会使用FPGA设计工具进行电路图绘制和编程；具备分析、解决实际工程问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电子技术的兴趣，提高创新意识和团队合作能力，使其意识到FPGA技术在现代社会中的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.FPGA基本概念：介绍FPGA的定义、发展历程、特点及应用领域。
2.FPGA结构和工作原理：讲解FPGA的内部结构、工作原理及其与外部电路的接口。
3.FPGA编程方法：介绍FPGA的编程语言、开发工具及编程过程。
4.FPGA应用案例分析：分析FPGA在数字信号处理、通信、嵌入式系统等领域的具体应用。
5.实践环节：安排学生进行FPGA设计实践，巩固所学知识，提高实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解FPGA的基本概念、原理及其应用，使学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解FPGA在各个领域的应用，提高学生的实践能力。
3.实验法：安排实践环节，让学生亲自动手进行FPGA设计，培养学生的动手能力和创新意识。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得，提高团队合作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的FPGA教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的FPGA技术参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备FPGA开发板、编程器等实验设备，为学生提供实践操作的机会。
fpga课程设计一、课程介绍：fpga课程设计是一门针对电子工程与计算机科学专业高年级本科生或研究生的专业课程。
其目的是使学生掌握FPGA的基本原理、设计和应用技能，培养学生解决实际工程问题的能力。
课程将理论学习与实践操作相结合，使学生能够深入了解FPGA技术，并在实际项目中应用FPGA进行数字电路设计。
通过本课程的学习，学生将具备以下能力：1.理解FPGA的基本原理和工作机制；2.熟练使用FPGA设计软件进行数字电路的设计和仿真；3.掌握FPGA硬件描述语言（如VHDL或Verilog）的编程方法；4.具备在实际项目中应用FPGA解决工程问题的能力。
随着现代电子技术的快速发展，FPGA（现场可编程门阵列）技术在数字电路设计领域得到了广泛应用。
作为一种高度集成的可编程硬件设备，FPGA具有灵活性高、开发周期短和成本低等优点，使得它在通信、工业控制、医疗设备等领域具有广泛的应用前景。
为了适应这一技术发展趋势，培养具有实际工程能力的优秀人才，我校特开设此门课程，使学生能够紧跟时代步伐，掌握前沿技术。
二、学习者分析：本课程的目标学员为电子工程与计算机科学专业的高年级本科生、研究生，以及其他对FPGA技术感兴趣的学生。
学员具备一定的数字电路基础知识，对硬件描述语言有一定的了解。
学员应具备以下先备知识：1.数字电路基本原理，如逻辑门、触发器、计数器等；2.计算机组成原理，如CPU、内存、接口等；3.硬件描述语言（如VHDL或Verilog）的基本语法和编程方法；4.微电子学基础知识，如半导体器件、集成电路等。
三、学习目标：1.掌握FPGA的基本原理、工作机制和应用领域；2.了解FPGA设计流程，包括需求分析、逻辑设计、仿真验证、硬件实现等；3.熟悉FPGA硬件描述语言的编程方法和技巧。
4.能够使用FPGA设计软件进行数字电路的设计和仿真；5.能够运用FPGA硬件描述语言编写符合要求的数字电路模块；6.具备在实际项目中应用FPGA解决工程问题的能力。
FPGA综合实验期末课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解FPGA的基本原理，掌握FPGA芯片的结构、工作流程和编程方法；2. 学会运用硬件描述语言（HDL）进行数字电路设计和验证；3. 掌握FPGA设计中常见的时序分析、资源优化和接口技术；4. 了解FPGA在嵌入式系统、信号处理和人工智能等领域的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识独立完成FPGA基础实验，具备基本的FPGA编程能力；2. 能够运用HDL语言设计简单的数字电路，并进行功能仿真与验证；3. 能够对FPGA设计进行调试和优化，提高数字电路的性能；4. 能够针对实际问题，提出基于FPGA的解决方案，并进行设计和实现。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对FPGA技术及电子工程的兴趣，激发学生主动探索新知识的精神；2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力，提高学生在项目实践中的合作能力；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养，使学生具备解决实际问题的信心和责任感；4. 引导学生关注FPGA技术在我国科技发展中的应用，激发学生的爱国情怀和科技创新精神。
本课程针对高年级电子信息类专业的学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力和创新能力，为未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. FPGA基本原理与结构：介绍FPGA的发展历程、基本组成、工作原理以及编程模型，结合课本第二章内容进行讲解。
2. 硬件描述语言（HDL）：学习Verilog和VHDL两种硬件描述语言的基础知识，包括语法、数据类型、运算符等，参考课本第三章内容。
3. 数字电路设计：运用HDL语言设计组合逻辑电路和时序逻辑电路，进行功能仿真与验证，结合课本第四章内容。
4. FPGA设计流程：介绍FPGA设计的整个流程，包括设计输入、综合、布局布线、仿真和下载等，以课本第五章为参考。
fpga技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：通过本课程的学习，学生将掌握FPGA技术的基本概念、原理和应用，了解FPGA技术的发展趋势及其在电子工程领域的广泛应用。
2.技能目标：学生将能够熟练使用FPGA开发工具，如ISE、Vivado等，掌握FPGA编程语言，如VHDL、Verilog等，并具备一定的FPGA硬件设计和验证能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对FPGA技术的兴趣和热情，使其认识到了解和掌握FPGA技术对于个人职业发展的重要性，树立正确的科学态度和创新精神。
二、教学内容教学内容将根据课程目标进行选择和，确保内容的科学性和系统性。
教学大纲如下：1.FPGA技术概述：介绍FPGA的基本概念、工作原理和分类，以及FPGA技术的发展历程和趋势。
2.FPGA硬件描述语言：讲解VHDL和Verilog两种主流的FPGA硬件描述语言，包括基本语法、语句结构和常用库函数。
3.FPGA设计与验证：介绍FPGA设计的基本流程，包括设计输入、综合、布局布线和仿真验证等环节。
4.FPGA应用案例：分析典型的FPGA应用案例，如数字信号处理、网络通信、嵌入式系统等，使学生了解FPGA技术在实际工程中的应用。
5.FPGA开发工具：介绍FPGA常用的开发工具，如ISE、Vivado等，以及这些工具的使用方法和技巧。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：教师通过讲解、演示和举例等方式，向学生传授FPGA技术的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生针对FPGA技术的相关话题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析典型的FPGA应用案例，使学生了解FPGA技术在实际工程中的应用，提高学生的实践能力。
4.实验法：安排学生进行FPGA实验，让学生亲自动手操作，巩固所学知识，提高实际操作能力。
大二基于fpga的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解FPGA的基本原理和结构，掌握FPGA的设计流程和方法。
2. 学习并掌握数字电路设计的基本原理，能运用FPGA实现基础的数字电路功能。
3. 掌握硬件描述语言（HDL），如VHDL或Verilog，用于描述和实现数字系统。
技能目标：1. 能够运用FPGA设计软件进行电路设计和仿真，具备实际动手操作的能力。
2. 培养学生的问题分析能力，使其能够针对特定问题设计并优化FPGA解决方案。
3. 提高学生的团队协作能力，通过小组项目设计和实现复杂的数字系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对FPGA技术及数字电路设计的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 强化学生的工程意识，使其认识到技术在现代社会中的重要作用，增强社会责任感。
3. 通过课程学习，培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，形成积极向上的学术氛围。
课程性质分析：本课程为实践性较强的专业课程，旨在通过FPGA技术教授学生数字电路设计与实现，注重理论与实践相结合。
学生特点分析：大二学生已具备一定的电子电路基础和编程能力，具有较强的学习主动性，对新技术充满好奇。
教学要求分析：课程要求学生在掌握理论知识的基础上，能够通过实际操作加深理解，注重培养学生解决实际问题的能力。
教学过程中应注重启发式教学，鼓励学生思考和探索。
二、教学内容1. FPGA基本原理与结构：包括FPGA芯片的组成、工作原理、资源配置和编程技术。
- 相关教材章节：第一章 FPGA概述2. 硬件描述语言（HDL）：学习VHDL或Verilog的基本语法和使用方法。
- 相关教材章节：第二章 硬件描述语言基础3. 数字电路设计与实现：介绍组合逻辑电路和时序逻辑电路设计方法，以及FPGA实现技术。
- 相关教材章节：第三章 组合逻辑电路设计；第四章 时序逻辑电路设计4. FPGA设计流程：学习FPGA设计流程的各个阶段，包括设计输入、综合、布局布线、仿真和下载。
fpga语言的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解FPGA的基本概念，掌握FPGA的设计流程和原理；2. 学习并掌握FPGA编程语言（如VHDL/Verilog）的基本语法和结构；3. 掌握FPGA设计中常用的逻辑元件和模块的使用方法；4. 了解FPGA在实际工程中的应用案例，理解其优势和局限性。
技能目标：1. 能够运用FPGA编程语言编写简单的程序代码，实现基本的数字逻辑功能；2. 能够使用FPGA设计软件进行电路设计、仿真和调试；3. 能够分析FPGA设计中的问题和错误，并进行相应的优化和修改；4. 培养学生的动手实践能力，使其能够独立完成简单的FPGA项目设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对FPGA技术及电子工程的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生团队合作意识，学会与他人共同解决问题，提高沟通与协作能力；3. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成认真负责、精益求精的工作作风；4. 增强学生的国家意识，认识到FPGA技术在我国电子产业发展中的重要性，激发其为国家技术进步贡献力量的责任感。
二、教学内容1. FPGA基本概念：FPGA的原理、结构、优势与应用领域；教材章节：第一章 概述2. FPGA设计流程：设计输入、综合、布局布线、仿真与实现；教材章节：第二章 设计流程3. FPGA编程语言：VHDL/Verilog基本语法、程序结构、数据类型；教材章节：第三章 编程语言基础4. 常用逻辑元件与模块：逻辑门、触发器、计数器、寄存器等；教材章节：第四章 基本逻辑元件与模块5. 电路设计与仿真：使用FPGA设计软件进行电路设计、仿真和调试；教材章节：第五章 电路设计与仿真6. FPGA项目实践：分析案例，设计并实现简单的数字逻辑功能；教材章节：第六章 项目实践7. 优化与修改：分析FPGA设计中可能出现的问题，进行优化和修改；教材章节：第七章 优化与修改8. 动手实践：指导学生进行实际操作，培养动手实践能力；教材章节：第八章 动手实践教学内容按照以上大纲进行安排，确保课程的科学性和系统性，使学生能够逐步掌握FPGA的设计与应用。
fpga课程设计的摘要一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握FPGA的基本原理、设计和应用方法。
具体包括：1.知识目标：学生能够理解FPGA的基本结构、工作原理和编程方法；了解FPGA在数字电路设计中的应用和优势。
2.技能目标：学生能够使用FPGA设计工具进行简单的数字电路设计和仿真；能够阅读和理解FPGA相关的英文资料。
3.情感态度价值观目标：培养学生对新技术的敏感度和好奇心，使学生认识到FPGA在现代科技中的重要地位，激发学生学习FPGA的兴趣和热情。
二、教学内容教学内容主要包括FPGA的基本原理、FPGA的设计方法和FPGA的应用实例。
具体安排如下：1.FPGA的基本原理：介绍FPGA的结构、工作原理和编程方法。
2.FPGA的设计方法：讲解FPGA设计的基本流程，包括硬件描述语言的编写、逻辑设计和仿真。
3.FPGA的应用实例：分析FPGA在数字电路设计中的应用，如数字信号处理、数字通信等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解FPGA的基本原理和设计方法。
2.讨论法：学生讨论FPGA的应用实例，引导学生思考和探索。
3.案例分析法：分析具体的FPGA设计案例，让学生了解FPGA在实际工程中的应用。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲手操作FPGA设计工具，进行实际的设计和仿真。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的FPGA教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的FPGA参考书籍，方便学生深入研究。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以直观的方式展示FPGA的设计和应用。
4.实验设备：准备FPGA开发板和相关的实验设备，让学生进行实际操作。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业和考试等。
基于fpga的简单课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解FPGA的基本概念，掌握FPGA的基本结构和原理；2. 学生能描述数字电路的基本组成，了解数字电路在FPGA中的应用；3. 学生能掌握Verilog HDL语言的基本语法和编程方法，并运用其设计简单的数字电路。
技能目标：1. 学生能运用FPGA设计软件进行电路设计和仿真；2. 学生能通过Verilog HDL编程实现基本的数字电路功能；3. 学生能对设计的FPGA电路进行调试和优化，提高电路性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生积极主动探索新知识、新技术，增强其对电子工程领域的兴趣；2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同解决问题，提高沟通与表达能力；3. 培养学生具备工程素养，关注工程伦理，认识到科技发展对社会的重要意义。
课程性质：本课程为实践性课程，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对FPGA技术有一定了解，具备基本的计算机操作能力。
教学要求：教师需结合学生特点和课程性质，采用任务驱动、案例教学等方法，引导学生主动参与课堂实践，提高学生的实际操作能力。
同时，注重培养学生的自主学习能力和团队合作精神，提高学生的综合素质。
通过课程目标的分解与实施，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 数字电路基础- 数字逻辑基础：逻辑门、逻辑函数、逻辑代数；- 组合逻辑电路：编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元；- 时序逻辑电路：触发器、计数器、寄存器。
2. FPGA基本原理- FPGA结构：逻辑单元、查找表、寄存器、布线资源；- FPGA编程原理：配置、重配置、上电配置；- FPGA设计流程：设计输入、综合、布局布线、仿真、下载。
3. Verilog HDL编程- 基本语法：模块、端口、信号、数据类型；- 语句结构：顺序语句、并行语句；- 基本数字电路设计：组合逻辑电路、时序逻辑电路、状态机。
fpga 在线课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解FPGA的基本概念，掌握FPGA的设计流程和原理；2. 学生能够掌握Verilog HDL或VHDL硬件描述语言的基本语法和应用；3. 学生能够运用FPGA实现基本的数字电路和系统设计，如组合逻辑电路、时序逻辑电路等；4. 学生了解FPGA在工程领域的应用，如信号处理、通信系统等。
技能目标：1. 学生能够运用FPGA开发工具进行电路设计和仿真；2. 学生能够独立完成FPGA项目的硬件描述、编程、调试和验证；3. 学生能够通过小组合作，完成一个综合性的FPGA设计项目，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对FPGA技术研究的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 学生在课程学习过程中，养成良好的学习习惯和严谨的学术态度；3. 学生通过课程学习，认识到FPGA技术在我国科技发展中的重要性，增强国家自豪感；4. 学生在小组合作中，学会尊重他人、沟通协作，培养团队精神。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过理论学习与实践操作相结合的方式，掌握FPGA设计的基本知识和技能。
学生特点：学生具备一定的电子技术和数字电路基础知识，对硬件编程有一定了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，以项目驱动教学，提高学生的实际操作能力和团队协作能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成FPGA相关设计项目，为后续专业课程打下坚实基础。
二、教学内容1. FPGA基本概念与原理：FPGA的发展历程、结构特点、工作原理，以及FPGA的优势和局限性。
2. 硬件描述语言：Verilog HDL和VHDL的基本语法、数据类型、运算符、控制结构等，以及硬件描述语言的编程规范。
3. FPGA设计流程：设计需求分析、硬件描述、功能仿真、综合、布局布线、时序分析、上板测试等。
4. 数字电路设计：组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计，以及常用数字电路模块的实现。
文华学院FPGA课课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握FPGA的基本原理、设计和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.理解FPGA的基本概念、结构和特点。
2.掌握FPGA的设计流程，包括硬件描述语言的编写、逻辑综合、布局布线和编程下载等。
3.熟悉FPGA的应用领域，如数字信号处理、嵌入式系统、网络通信等。
4.培养学生动手实践能力和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.FPGA的基本原理：介绍FPGA的起源、发展历程、工作原理和主要性能指标。
2.FPGA的结构与特点：讲解FPGA的内部结构、编程方式及其与ASIC、ASIP的区别。
3.硬件描述语言（HDL）：学习Verilog和VHDL两种常用硬件描述语言的基本语法和编程技巧。
4.FPGA设计流程：熟悉FPGA的设计流程，包括需求分析、硬件描述语言编写、逻辑综合、布局布线和编程下载等。
5.FPGA应用案例：分析数字信号处理、嵌入式系统、网络通信等领域的FPGA应用实例。
6.实践环节：进行FPGA实验，锻炼学生的动手实践能力和实际问题解决能力。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解FPGA的基本原理、结构和设计方法。
2.案例分析法：分析具体的FPGA应用案例，让学生了解FPGA在实际工程中的应用。
3.实验法：安排FPGA实验，让学生动手实践，巩固所学知识。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养团队协作精神和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《FPGA原理与应用》。
2.参考书：提供相关的参考书籍，以便学生深入研究。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体教学资料，丰富教学手段。
4.实验设备：准备FPGA开发板、编程器等实验设备，确保学生能够动手实践。
5.在线资源：推荐一些在线教程、论坛和学术资源，方便学生自主学习。
郑州轻工业学院课程设计说明书题目：基于FPGA的电子钟设计姓名：事实上院（系）：电子信息工程学院专业班级：电子信息工程14-2学号：*************指导教师：***成绩：时间：2017 年 6 月19 日至2017 年 6 月25 日郑州轻工业学院课程设计任务书题目基于FPGA的电子钟设计专业、班级电子信息工程14-2 学号 541401056514 姓名 *** 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：要求学生使用VHDL语言设计一个显示时（2位）、分（2位）、秒（2位）的6个数字的多功能电子钟。
该电子钟既可以作为闹钟，也可以作为计时器。
系统的时钟频率为1024Hz，要求给出复位键、报警键、调整时钟等按键设计。
基本要求：1、掌握FPGA的程序设计方法。
2、掌握硬件描述语言语法。
3、给出设计思路与框图4、程序设计完成后要求在软件中实现功能仿真。
主要参考资料：1、周润景.基于QuartusⅡ的FPGA/CPLD数字系统设计实例[M].电子工业出版社.2007,82、林明权马维旻VHDL数字控制系统设计范例.电子工业出版社2003,13、褚振勇. FPGA设计及应用（第三版）[M].西安电子科技大学出版社.2012,4完成期限：2017.6.19—2017.6.25指导教师签名：课程负责人签名：2017年6月18日摘要伴随着集成电路技术的发展, 电子设计自动化(EDA)技术逐渐成为数字电路设计的重要手段。
基于FPGA的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，使得EDA技术在电子信息，通信，自动控制，计算机等领域的重要性日益突出。
本设计给出了一种基于FPGA的多功能数字钟方法，采用EDA作为开发工具，VHDL语言和图形输入为硬件描述语言，QuartusII作为运行程序的平台，编写的程序经过调试运行，波形仿真验证，下载到EDA实验箱的FPGA芯片，实现了设计目标。
系统主芯片采用CycloneII系列EP2C35F672C8。
采用自顶向下的设计思想，将系统分为五个模块:分频模块、计时模块、报时模块、显示模块、顶层模块。
用VHDL语言实现各个功能模块, 图形输入法生成顶层模块. 最后用QuartusII软件进行功能仿真, 验证数字钟设计的正确性。
测试结果表明本设计实现了一个多功能的电子钟功能，具有时、分、秒计时显示功能，以24小时循环计时；具有校正小时和分钟的功能；以及清零，整点报时功能。
关键词：EDA技术；FPGA；数字钟；VHDL语言；自顶向下目录1 绪论 (5)1.1 研究背景 (5)1.2 研究目的 (6)1.3 研究方法和内容 (6)2 本软件开发环境 (7)2.1 FPGA简介 (7)2.1.1 FPGA概述 (7)2.1.2 FPGA基本结构 (7)2.1.3 FPGA系统设计流程 (8)2.1.4 FPGA开发编程原理 (9)2.2 QuartusII设计平台 (9)2.2.1 软件开发环境及基本流程 (9)2.2.2 软件的具体设计流程 (10)3 总体设计方案 (11)4 软件设计与功能实现 (13)4.1 分频模块功能的软件设计与实现 (13)4.2 计时校时模块功能的软件设计与实现 (13)4.3 整点报时模块功能的软件设计与实现 (13)4.4 扫描译码显示模块功能的软件设计与实现 (14)4.5 顶层模块功能的软件设计与实现 (14)5 系统功能调试及分析 (14)6 结论 (15)参考文献 (16)1 绪论现代社会的标志之一就是信息产品的广泛使用，而且是产品的性能越来越强，复杂程度越来越高，更新步伐越来越快。
支撑信息电子产品高速发展的基础就是微电子制造工艺水平的提高和电子产品设计开发技术的发展。
前者以微细加工技术为代表，而后者的代表就是电子设计自动化（electronic design auto matic,EDA）技术。
ASIC是专用的系统集成电路，是一种带有逻辑处理的加速处理器。
而FPG A是特殊的ASIC芯片，与其他的ASIC芯片相比，它具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检测等优点。
本设计采用的VHDL语言是一种全方位的硬件描述语言，具有极强的描述能力，能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级三个不同层次的设计；支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述、覆盖面广、抽象能力强，因此在实际应用中越来越广泛。
数字化的钟表给人们带来了极大的方便。
近些年，随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。
多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，有电子闹钟、数字闹钟等等。
而基于FPGA的数字钟设计能极大的扩展其功能。
1.1 研究背景当今电子产品正向功能多元化,体积最小化,功耗最低化的方向发展。
它与传统的电子产品在设计上的显著区别是大量使用大规模可编程逻辑器件，使产品的性能提高，体积缩小，功耗降低。
同时广泛运用现代计算机技术，提高产品的自动化程度和竞争力，缩短研发周期。
EDA技术正是为了适应现代电子技术的要求，吸收众多学科最新科技成果而形成的一门新技术。
EDA是电子设计自动化（Elcctronic Design Automation）的缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设备），CAM(计算机辅助制造)，CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。
EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言VHDL完成设计文件，自动的完成逻辑编译，化简，分割，综合及优化，布局布线，仿真以及对特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
典型的EDA工具中必须包含两个特殊的软件包，即综合器和适配器。
综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成的针对某个系统项目的VH DL原理图或状态图形描述，针对给定的硬件系统组件，进行编译，优化，转换和综合，最终获得我们将实现的功能的描述文件。
综合器在工作前，必须给定要实现的硬件结构参数，它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用一定的方式联系起来，也就是说综合器是软件描述与硬件实现的一座桥梁。
综合过程就是将电路的高级语言描述转换成低级的，可与目标器件CPLD相映射的网表文件。
适配器的功能是将由综合器产生的网表文件配置与指定的目标器件中，产生最终的下载文件。
适配器所选的目标器件（CPLD芯片）必须包含于在综合器中已指定的目标器件系列。
本次数字钟设计利用VHDL硬件描述语言和图形输入相结合的编程方式，并通过可编程逻辑器件FPGA进行硬件设计，用LED数码管动态显示计时结果。
数字钟可以由各种技术实现，如单片机等。
利用可编程逻辑器件具有其他方式没有的特点，它具有成功率高，理论与实践结合紧密，体积小，容量大，I/O口丰富，易编程和加密等特点，并且它还具有开放的界面，丰富的设计库，模块化的工具等优良性能，应用非常方便。
因此，本设计采用可编程逻辑器件FPG A来实现。
1.2 研究目的现在是一个知识爆炸的新时代。
新产品、新技术层出不穷，电子技术的发展更是日新月异。
可以说，电子技术的应用无处不在，电子技术正在不断地改变我们的生活，改变着我们的世界。
钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。
因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
1.3 研究方法和内容本设计主要研究基于FPGA的数字钟，采用EDA作为开发工具，VHDL语言和图形输入为硬件描述语言，采用自顶向下的设计思想，QuartusII软件作为运行程序的平台。
设计的数字钟时间以24小时为一个周期,用LED数码管动态显示时、分、秒。
具有清零和整点报时功能，可以对小时，分钟进行单独校对，使其校正到标准时间。
校对时间由按键进行控制，为了保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供时间基准信号并经分频得到。
2 本软件开发环境2.1 FPGA简介2.1.1 FPGA概述FPGA是现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)的简称，与之相应的CPLD是复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device)的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件CPLD/FPGA。
CPLD/FPGA几乎能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU，下至简单的74电路。
它如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入或硬件描述语言自由的设计一个数字系统。
通过软件仿真可以事先验证设计的正确性，在PCB完成以后，利用CPLD/F PGA的在线修改功能，随时修改设计而不必改动硬件电路。
使用CPLD/FPGA开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。
这些优点使得CPLD/FPGA技术在20世纪90年代以后得到飞速的发展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言VHDL的进步。
2.1.2 FPGA基本结构FPGA具有掩膜可编程门阵列的通用结构，它由逻辑功能块排成阵列，并由可编程的互连资源连接这些逻辑功能块来实现不同的设计。
FPGA一般由3种可编程电路和一个用于存放编程数据的静态存储器SRAM组成。
这3种可编程电路是：可编程逻辑模块（CLB--Configurable Logic Block）、输入/输出模块（IOB--I/O Block）和互连资源（IR—Interconnect Resource）。
可编程逻辑模块CLB是实现逻辑功能的基本单元，它们通常规则的排列成一个阵列，散布于整个芯片；可编程输入/输出模块（IOB ）主要完成芯片上的逻辑与外部封装脚的接口，它通常排列在芯片的四周；可编程互连资源包括各种长度的连接线段和一些可编程连接开关，它们将各个CLB 之间或CLB 、IOB 之间以及IOB 之间连接起来，构成特定功能的电路。
2.1.3 FPGA 系统设计流程一般说来，一个比较大的完整的项目应该采用层次化的描述方法：分为几个较大的模块，定义好各功能模块之间的接口，然后各个模块再细分去具体实现，这就是自顶向下的设计方法。
目前这种高层次的设计方法已被广泛采用。
高层次设计只是定义系统的行为特征，可以不涉及实现工艺，因此还可以在厂家综合库的支持下，利用综合优化工具将高层次描述转换为针对某种工艺优化的网络表，使工艺转化变得轻而易举。
CPLD/FPGA 系统设计的工作流程如图1所示。
系统划分编译器代码级功能仿真综合器适配前时序仿真适配器CPLD/FPGA 实现 适配后仿真模型 适配后时序仿真 适配报告ASIC 实现VHDL 代码或图形方式输入仿真综合库 器件编程文件图1 CPLD/FPGA系统设计流程2.1.4 FPGA开发编程原理硬件设计需要根据各种性能指标、成本、开发周期等因素，确定最佳的实现方案，画出系统框图，选择芯片，设计PCB并最终形成样机。
