数字逻辑设计
Digital Logic Design
主讲：高嘉伟，韩建栋，李雪莲 教师团队：共5 人
- 学校 山西大学
- 学分 4.5
- 开课院系 计算机与信息技术学院
- 课时 72
- 专业大类 计算机类
- 课程视频总时长（分钟） 0
- 开课专业 计算机科学与技术
- 课程编号 11100133
课程介绍
《数字逻辑设计》是计算机类专业的重要专业基础课。课程内容主要包括逻辑代数基础、组合与时序电路基础以及数字系统各组成部分的设计原理和实现技术。通过本课程的学习和实践，学生能够掌握数字逻辑电路的基础理论和基本方法，并能够分析和设计基本的数字逻辑模块，掌握硬件描述语言 Verilog HDL、可编程逻辑器件 FPGA 及 EDA 技术的设计思想等内容，并能结合接口知识进行小型数字系统的设计与描述，为后续的计算机系统能力的培养打下基础。
《数字逻辑设计》的前导课程为大学物理、离散数学、计算机系统基础、程序设计等，这些课程为学生提供了进制转换、布尔代数等基础数学知识，机器数的表示与处理及程序设计等较为基础的专业类知识和技术。以此为基础继续学习《数字逻辑设计》课程，能够使学生充分理解并掌握数字逻辑所涉及的基础理论和基本方法，培养学生在计算机硬件设计方面的基本素养、严谨的逻辑思维能力和分析与解决实际问题的能力。《数字逻辑设计》的后续课程为计算机组成与结构、接口技术等，《数字逻辑设计》为《计算机组成与机构》课程中CPU 设计内容提供必要的基础理论与技术支撑，同时 Verilog HDL 硬件编程的设计能力有利于后续课程实验的开展。《数字逻辑设计》课程融入接口技术部分知识，为学生毕业设计以及工作后所从事硬件类研发工作奠定坚实的理论基础。通过本课程学习，学生进一步理解本课程与前序、后续课程之间的衔接关系，逐步细化计算机系统框架内容，最终形成一个相互密切关联的计算机系统整体概念。
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教师团队
课程图谱
- 知识图谱
- 知识图谱资源
- 知识关系
- 课程统计
教学方法
本课程采取多种混合教学法，在不同的章节实施，如项目教学法、案例教学法、任务驱动教学法、启发式教学、理论与实践交叉进行，将思政贯穿整个教学环节等。
教学条件
我院《数字逻辑设计》课程的改革始于2019年秋，起初教学模式借鉴了同济大学、华中科技大学等院校的改革模式，经过几年的教学实践，课程组成员在实践中不断学习与摸索，目前已基本形成一套适合我院学生的教学模式。
数字逻辑实验采用美国Xilinx公司的Nexys 4 FPGA实验板。Nexys 4 FPGA实验板又称“口袋实验室”，将学生从实验室解放出来，以“翻转实验室”的方式培养学生用Verilog HDL进行数字系统的设计与开发能力，增加教学的生动性和趣味性，提高教学效果。
2018年12月，我院从索与电子科技（上海）有限公司采购了Nexys4 DDR FPGA实验板130套，PMOD模块化传感套件30套，为本课程改革和建设提供了硬件保障。
使用教材
斯蒂芬·布朗，数字逻辑基础与Verilog设计（第三版），机械工业出版社，2016年6月，ISBN号：9787111537281
评分方法
课程的考核方式包括平时成绩、期末考试、随堂实验等三种形式，各部分占比如下：
（1）平时成绩：占总成绩的 20%。主要考核课后习题完成情况（正确率、工整度）。
（2）随堂实验：占总成绩的 20%。主要考核对 Vivado 开发环境的使用，基本模块实现、功能仿真、下板测试，以及实验报告的撰写能力。
（3）期末考试：占总成绩的 60%。主要考核时序逻辑电路的基础理论知识、同步时序电路的分析与设计，以及编写 VerilogHDL 硬件代码的掌握程度。考试形式为闭卷。
教学成果展示
