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“FPGA原理及应用”的教学案例分析

2021-11-29张庆平郭玉祥

关键词:实验教学学生

张庆平,郭玉祥

(安庆师范大学电子工程与智能制造学院,安徽安庆 246133)

FPGA全称为现场可编程逻辑门阵列,是广泛用于高速通讯和数字信号处理等领域的芯片[1]。该芯片使用硬件描述语言(HDL)进行编程,常用编程语言有Verilog和VHDL。“FPGA原理及应用”课程是电子类的专业课,主要内容有[1-3]硬件编程语言介绍和FPGA硬件开发实操,两者是循序渐进的关系,前者是后者的基础。HDL语言的学习难度较大,相比于以C语言为代表的软件编程语言,HDL这类硬件语言无论从编程思路还是开发流程上都有明显不同。HDL是学习FPGA的基础,HDL代码仿真、FPGA开发流程、开发软件的使用、开发板的调试,这些实践性很强的教学内容,是课程的重点和难点。大量教学经验表明,学生亲自走通整个实验过程后,对书本理论的理解更透彻,处理实际编程中遇到的问题也更得心应手。针对课程特点、学生实际情况以及现行教法的不足,个人总结了几点教学经验和改进方法。

1 讲解知识点时,突出“硬件”这一主线

Verilog语言的初衷是描述硬件电路和进行电路仿真,所有语法的设计均围绕这一目的展开。讲解各类语法时,不仅要介绍其格式,还应从硬件特性的角度分析为什么要这样设计。这不仅有助于学生理解知识点,更能帮助学生领会Verilog编程的思想和方法。有了这层铺垫,“综合与不可综合语法的区分”和“C语言与Verilog语言的异同”这些难点,学生更易理解和接受。下面举两个教学案例加以说明。

案例1不可综合语法的总结归纳

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