艾伟清， 陈景波， 王 伟， 钟黎萍

(常熟理工学院 电气与自动化工程学院，江苏 常熟 215500)

0 引言

“数字电路”是电子信息和自动化类工科专业必修的一门基础课。传统的“数字电路”理论教学以布尔代数和逻辑卡诺图为理论工具，以门电路和触发器作为基本电路单元，以组合电路和时序电路作为知识主干[1～2]。实验教学以中小规模集成芯片为主要器件，实验手段局限在器件连线和传统示波器等的使用。这样传统的教学方式导致培养的学生缺乏设计复杂数字系统的能力、缺乏熟练使用现代数字系统设计、测试和调试工具的能力，所学的知识与实际的技术应用脱钩[3]。

相对于集成度较低的标准芯片，现场可编程门阵列FPGA拥有丰富的内部资源，能根据应用需求在硬件层进行灵活修改，适用于大型集成电路和数字系统的开发。越来越多的高校开始将FPGA作为主要的教改手段引入到“数字电路”理论和实验课程中[2～6]。我院以硬件描述语言(Verilog HDL)为主要设计手段，以FPGA作为实现工具，将“数字电路”课程改革为“数字电路与FPGA设计”课程，精简了传统的教学内容,按照从简单组合电路到复杂数字系统的顺序，循序渐进地编排了理论教学内容和实例训练[4]。实验平台也由传统的实验箱变为口袋式FPGA开发平台。

1 传统教学内容的精简

1.1 逻辑函数与卡诺图

传统的教学内容目的是让学生掌握采用集成芯片设计中小规模数字电路的能力，因此，逻辑函数和卡诺图的化简是课程教学的重点。……