还剩2页未读,继续阅读
文本内容:
9矣运计课程教学大纲
一、课程的基本信息适应对象本科,电子信息工程课程代码22E01626学时分配48学时(理论学时32,实践学时16)赋予学分3先修课程数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理与接口技术、EDA技术及应用后续课程嵌入式应用系统设计、工程实训
二、课程性质与任务本课程是针对电子信息工程专业的一门专业选修课程,目标在于培养学生掌握一门先进的现代数字系统设计技术,理解可编程片上系统的概念,明确硬件编程与软件编程的本质区别和各自优势,通过灵活的系统级设计过程形成创新思维三教学目的与要求通过本课程的学习,使学生了解软硬件协同设计的开发流程,熟悉软硬件开发环境,掌握基于Altera公司NiosH处理器的SOPC系统设计技能,理解IP核的概念以及其复用技术,具备一定的现代数字系统研发能力
四、教学内容与安排第1单元概述【教学内容】SOPC系统的基本概念IP软核、IP硬核及IP软核复用的概念;SOPC开发基本流程;Nios H处理器介绍;适用于实现SOPC的FPGA介绍【教学重点及难点】教学重点SOPC的基本概念的理解,并在此基础上理解设计SOPC系统与其他处理器系统的不同教学难点对于IP核及其复用技术的理解【基本要求】•理解SOPC的基本概念,理解IP核的概念,了解Nios II处理器和Altera公司的FPGA,熟悉SOPC开发的基本流程;•理解SOPC的基本概念;•理解IP核的概念;•了解Nios II处理器和Altera公司的FPGA;•熟悉SOPC开发的基本流程【培养的能力】理解新技术的能力第2单元Nios II嵌入式处理器软核体系结构,Avalon接口规范【教学内容】NiosH处理器结构;NiosH寄存器配置;ALU;NiosII处理器运行模式及异常和中断;存储器和外设访问;Avalon片内总线结构【教学重点及难点】教学重点NiosH处理器的特点及相关寄存器的配置、Avalon片内总线的使用及IP核互联技术教学难点NiosH处理器异常和中断的处理、Avalon片内总线的理解与使用【基本要求】•了解NiosH处理器的基本体系结构;掌握其相关寄存器的配置方法;•理解Avalon总线的基本结构和特点;•掌握IP核互联的方法【培养的能力】学习新处理器的一般控制方法的能力第3单元N iosII处理器的外设【教学内容】NiosH处理器常用外围设备的特点、配置及软件编程【教学重点及难点】教学重点;外设而配置和软件编程教学难点外设的配置和软件编程【基本要求】•熟记NiosH处理器的常用外设•掌握其配置和软件编程方法【培养的能力】处理器外设控制方法的能力第4单元SOPC软硬件开发平台【教学内容】SOPC系统开发的软硬件平台;QuartusH下的SOPC Builder工具;进行软件开发的NiosH IDE集成开发环境;软硬件接口的硬件抽象层HAL【教学重点及难点】教学重点SOPC Builder工具和NiosH IDE开发平台的使用教学难点对于硬件抽象层HAL的理解,以及SOPE Builder工具和NiosH IDE下调试器的使用【基本要求】•理解硬件抽象层的概念及其在整个软硬件系统协同设计中所起的关键作用;•掌握SOPC软硬件开发平台的基本使用【培养的能力】集成开发环境SOPC Builder、NiosHIDE的应用能力第5单元基于N ios11的操作系统移植【教学内容】结合NiosH处理器特点分析进行操作系统移植的技术要素,介绍嵌入式实时操作系统pC/OS II并对其进行移植[教学重点及难点】教学重点;基于tios II处理器的操作系统移植方法、操作系统移植需要注意的问题教学难点理解嵌入式实时操作系统的概念、基于MVOSII的应用程序开发方法【基本要求】•熟悉基于Nios II的操作系统移植方法;•掌握I1C/OSU操作系统的移植【培养的能力】操作系统的裁剪和编译的能力第6单元Nios II系统深入设计【教学内容】为复杂设计定制基于Avalon总线的Nios II处理器外设方法,设计PWM外设组件进行举例【教学重点及难点】教学重点基于Avalon总线的Nios II处理器外设定制方法教学难点基于Avalon总线的Nios II处理器外设定制方法【基本要求】•了解定制基于Avalon总线的Nios II处理器外设方法•能使用用户自定制的外设组件【培养的能力】自定制单元电路的设计能力
五、学时分配情况见下表序讲实小单元号授验计1概述222Nios II处理器体系结构663Avalon接口规范444Nios II处理器常用外设4375SOPC硬件开发平台4376SOPC软件开发平台3367vc/osn操作系统的移植3368Nios II系统深入设计6410课时合计321616
五、必备教材和参考资料
1.必备教材《嵌入式FPGA/SOPC技术试验与实践教程》,汤书森等编著,清华大学出版社,2011年.
2.参考资料⑴《基于Nios II内核的FPGA电路系统设计》,郝建国等编著,电子工业出版社,2010年.
(2)《基于Quartus II的数字系统Verilog HDL设计实例详解》,周润景等编著,电子工业出版社,2010年.
(3)https://bbs.eetzone.com/forum-4-
1.html(电子工程论坛子论坛Nios II论坛).
(4)https://alteraforum.org/forum/forumdisplay.phpf=37(Altera官方Nios论坛).
六、课外学习要求本课程课外学习要求学生查找并学习SOPC方面的学术论文3〜5篇,撰写学习报告或文献综述并以PPT答辩的形式在讨论课中进行师生间、同学间的交流探讨针对不同学生对学习的文献分为三个要求层次第一层次要求学生学习的论文必须全部为EI检索和SCI检索,且不少于2篇外文文献(这部分学生占学生总数的20%);第二层次要求学生学习的论文至少为2篇为EI检索或SCI检索,其他论文必须是核心期刊(这部分学生占学生总数的50%);第三层次要求学生学习的论文至少是核心期刊(这部分学生占学生总数的30%)o
七、教学方法根据本课程特点,理论课使用多媒体教学和板书教学结合的方式,以多媒体教学为主;实践课以教师多媒体讲授和简单示例的方式,引导学生掌握SOPC系统设计的基本方法,大部分时间留给学生自主设计操作的时间,可使用具体的SOPC开发板及相应配套软硬件开发环境
八、考核及成绩评定方式根据本课程特点,本课程采用考查的考核方式成绩评定总成绩=平时成绩x50%(其中实验成绩占50%,考勤成绩占20%,课堂表现成绩占30%)+期末考试成绩X50%(其中文献综述和学习报告成绩占50%,ppt答辩成绩占50%)。