引論：我們?yōu)槟砹?3篇eda技術(shù)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
模擬電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)是電子技術(shù)的兩大組成部分，長期以來這兩個(gè)部分都是相互獨(dú)立的。隨著科技的不斷發(fā)展，大規(guī)模集成電路以及微電子電路的出現(xiàn)，相互獨(dú)立的局面已被打破，同時(shí)也改變了電路元器件以及電子控制等系統(tǒng)限制。在現(xiàn)代的電子技術(shù)中模擬電子技術(shù)部分包括為半導(dǎo)體PN結(jié)、微變等效電路、電路的控制與正負(fù)反饋電路、集成運(yùn)放等效電路、偏置電路等內(nèi)容。模擬數(shù)字技術(shù)則強(qiáng)調(diào)電路的規(guī)律性與控制性，由于在模擬電子技術(shù)中的使用的半導(dǎo)體晶體都是非線性器件，因此產(chǎn)生的控制信號都是非線性信號，各種放大電路的組成都是通過加偏執(zhí)電路，利用半導(dǎo)體的單向?qū)щ娦砸约胺€(wěn)壓性來實(shí)現(xiàn)的。因此將eda技術(shù)引入到電子技術(shù)理論教學(xué)，重點(diǎn)要放在各種放大電路的處理、分析以及衍生，因?yàn)樗械姆糯箅娐芬约捌秒娐愤\(yùn)用的都是最基本的二級管放大原理。在教學(xué)上要將各種離散的電子技術(shù)知識串接起來進(jìn)行教學(xué)，使得包括邏輯電路、定時(shí)器和觸發(fā)器以及數(shù)模轉(zhuǎn)化等知識在EDA這一主線能夠統(tǒng)一起來，更好地提高電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量。在進(jìn)行理論知識教學(xué)的同時(shí)要配合適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)講解，培養(yǎng)學(xué)生良好的思考能力與動(dòng)手分析能力。
2.基于EDA技術(shù)的電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)
電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是輔助電子技術(shù)理論教學(xué)，是提高學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的理論知識的實(shí)踐，而EDA技術(shù)的引入更是給傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)帶來了全新的體驗(yàn)。在傳統(tǒng)的電子技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生使用分開的電子元器件在實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行搭線橋接各種電路，即使在進(jìn)行數(shù)字技術(shù)實(shí)驗(yàn)也是通過接線的方式來進(jìn)行試驗(yàn)。這種搭積木式的試驗(yàn)方式大大降低了學(xué)生對于電子技術(shù)試驗(yàn)的興趣。同時(shí)這種實(shí)驗(yàn)方法對于電子元器件、試驗(yàn)臺等精度要求較高，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題較多，而老師則是把主要精力放在處理學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的各種實(shí)驗(yàn)問題，如接線錯(cuò)誤以及元器件損壞等，這樣極大地降低了電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)效果。在采用EDA技術(shù)后，老師通過運(yùn)用強(qiáng)大的EDA仿真軟件以及EDA實(shí)驗(yàn)平臺，可以大大提高電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)效果。在進(jìn)行試驗(yàn)之前，學(xué)生利用EDA進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，可以提前發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中的問題，并且進(jìn)行獨(dú)立思考。進(jìn)而在實(shí)際的硬件試驗(yàn)中，學(xué)生可以更快更好地完成電子技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。利用這種EDA仿真軟件以及EDA實(shí)驗(yàn)平臺和硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，既鍛煉了學(xué)生綜合運(yùn)用EDA技術(shù)的能力，也使得學(xué)生對于電子技術(shù)的相關(guān)知識掌握得更加牢固。
二、促進(jìn)EDA在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用的措施
EDA技術(shù)教學(xué)在電子技術(shù)教學(xué)中有著重要的運(yùn)用，但是受制于傳統(tǒng)電子教學(xué)中存在的問題，EDA技術(shù)教學(xué)不能夠很好地開展開來，因此我們需要改變現(xiàn)有的電子技術(shù)教學(xué)狀況，促進(jìn)EDA在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。
（一）改革目前的應(yīng)試考試制度
考試是檢驗(yàn)學(xué)生對于知識的掌握情況，是教學(xué)成果中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在電子教學(xué)中不僅要讓學(xué)生掌握最基本的計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論知識，更要讓學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力、思考能力、自我總結(jié)能力以及創(chuàng)新能力，這些綜合能力才能體現(xiàn)出學(xué)生綜合素質(zhì)。但是目前的考試制度是一張?jiān)嚲矶ǚ謹(jǐn)?shù)，僅僅體現(xiàn)出學(xué)生的考試能力，其他能力體現(xiàn)不出來，因此需要改革現(xiàn)有的應(yīng)試考試制度。
1.在實(shí)驗(yàn)考核中
應(yīng)該包含各個(gè)方面的考核，才能體現(xiàn)出學(xué)生對于知識的掌握程度以及運(yùn)用程度。應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)總結(jié)等，這樣才能體現(xiàn)出教學(xué)過程中的以人為本思想，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。只有在制度上有了創(chuàng)新，才能提高學(xué)生將理論知識運(yùn)用在實(shí)際中的能力。
2.在考試中
應(yīng)該加大開放性試題以及實(shí)驗(yàn)性試題在總分?jǐn)?shù)中的比例，引導(dǎo)學(xué)生不斷在學(xué)習(xí)過程中注意觀察，不斷思考，細(xì)心總結(jié)。提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生自我思考的能力。
（二）通過教育媒體的運(yùn)用來提高教學(xué)效果
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)越來越廣泛地被運(yùn)用到教學(xué)中來。所以我們在電子技術(shù)這門課程中，可以運(yùn)用多媒體來進(jìn)行輔助教學(xué)。通過在多媒體上展示出電子技術(shù)的基本原理以及這些原理在電子設(shè)備上的運(yùn)用，然后對于電子設(shè)備進(jìn)行模擬拆解，并且將這些拆解后模塊各自的功能以及在使用中容易出現(xiàn)的問題等進(jìn)行分析。而EDA技術(shù)作為較新的技術(shù)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)等高新技術(shù)，因此通過EDA技術(shù)可以自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真以及對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯和編程下載等工作。所以在多媒體這一平臺進(jìn)行EDA電子技術(shù)教學(xué)比單純的講解教學(xué)效果要好得多，學(xué)生更能清晰明了地掌握電子技術(shù)相關(guān)知識。所以老師要學(xué)會(huì)借助多媒體來進(jìn)行EDA電子教學(xué)，不僅要考慮到教學(xué)的方法，也要考慮到教學(xué)的效果。只有學(xué)生真正掌握了電子技術(shù)知識，老師的教學(xué)任務(wù)才算完成了。
篇2
現(xiàn)代EDA技術(shù)的基本特征是采用高級語言描述，具有系統(tǒng)級仿真和綜合能力。EDA技術(shù)研究的對象是電子設(shè)計(jì)的全過程，有系統(tǒng)級、電路級和物理級各個(gè)層次的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)研究的范疇相當(dāng)廣泛，從ASIC開發(fā)與應(yīng)用角度看，包含以下子模塊：設(shè)計(jì)輸入子模塊、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫子模塊、分析驗(yàn)證子模塊、綜合仿真子模塊和布局布線子模塊等。EDA主要采用并行工程和“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，然后從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方框圖一級進(jìn)行仿真、糾錯(cuò)，并用VHDL等硬件描述語言對高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述，在系統(tǒng)一級進(jìn)行驗(yàn)證，最后再用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級邏輯電路的網(wǎng)表，其對應(yīng)的物理實(shí)現(xiàn)級可以是印刷電路板或?qū)Ｓ眉呻娐贰?/p>
二、EDA技術(shù)的發(fā)展
EDA技術(shù)的發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段：電子線路的CAD是EDA發(fā)展的初級階段，是高級EDA系統(tǒng)的重要組成部分。它利用計(jì)算機(jī)的圖形編輯、分析和存儲等能力，協(xié)助工程師設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的電路圖、印制電路板和集成電路板圖。它可以減少設(shè)計(jì)人員的繁瑣重復(fù)勞動(dòng)，但自動(dòng)化程度低，需要人工干預(yù)整個(gè)設(shè)計(jì)過程。
EDA技術(shù)中級階段已具備了設(shè)計(jì)自動(dòng)化的功能。其主要特征是具備了自動(dòng)布局布線和電路的計(jì)算機(jī)仿真、分析和驗(yàn)證功能。其作用已不僅僅是輔助設(shè)計(jì)，而且可以代替人進(jìn)行某種思維。
高級EDA階段，又稱為ESDA(電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化)系統(tǒng)。過去傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，設(shè)計(jì)者先對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分塊，直接進(jìn)行電路級的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)高級階段采用一種新的設(shè)計(jì)概念：自頂而下(TOP-Down)的設(shè)計(jì)程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者的精力主要集中在所設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的準(zhǔn)確定義上，EDA系統(tǒng)去完成電子產(chǎn)品的系統(tǒng)級至物理級的設(shè)計(jì)。此階段EDA技術(shù)的主要特征是支持高級語言對系統(tǒng)進(jìn)行描述。可進(jìn)行系統(tǒng)級的仿真和綜合。
三、基于EDA技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
1.電子系統(tǒng)電路級設(shè)計(jì)
首先確定設(shè)計(jì)方案，同時(shí)要選擇能實(shí)現(xiàn)該方案的合適元器件，然后根據(jù)具體的元器件設(shè)計(jì)電路原理圖。接著進(jìn)行第一次仿真，包括數(shù)字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析和瞬態(tài)分析。系統(tǒng)在進(jìn)行仿真時(shí)，必須要有元件模型庫的支持，計(jì)算機(jī)上模擬的輸入輸出波形代替了實(shí)際電路調(diào)試中的信號源和示波器。這一次仿真主要是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案在功能方面的正確性。仿真通過后，根據(jù)原理圖產(chǎn)生的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表進(jìn)行PCB板的自動(dòng)布局布線。在制作PCB板之前還可以進(jìn)行后分析，包括熱分析、噪聲及竄擾分析、電磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以將分析后的結(jié)果參數(shù)反標(biāo)回電路圖，進(jìn)行第二次仿真，也稱為后仿真，這一次仿真主要是檢驗(yàn)PCB板在實(shí)際工作環(huán)境中的可行性。
可見，電路級的EDA技術(shù)使電子工程師在實(shí)際的電子系統(tǒng)產(chǎn)生之前，就可以全面了解系統(tǒng)的功能特性和物理特性，從而將開發(fā)過程中出現(xiàn)的缺陷消滅在設(shè)計(jì)階段，不僅縮短了開發(fā)時(shí)間，也降低了開發(fā)成本。
2.系統(tǒng)級設(shè)計(jì)
系統(tǒng)級設(shè)計(jì)是一種“概念驅(qū)動(dòng)式”設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員無須通過門級原理圖描述電路，而是針對設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行功能描述。由于擺脫了電路細(xì)節(jié)的束縛，設(shè)計(jì)人員可以把精力集中于創(chuàng)造性概念構(gòu)思與方案上，一旦這些概念構(gòu)思以高層次描述的形式輸入計(jì)算機(jī)后，EDA系統(tǒng)就能以規(guī)則驅(qū)動(dòng)的方式自動(dòng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)級設(shè)計(jì)的步驟如下：
第一步：按照“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)劃分。
第二步：輸入VHDL代碼，這是系統(tǒng)級設(shè)計(jì)中最為普遍的輸入方式。此外，還可以采用圖形輸入方式(框圖、狀態(tài)圖等)，這種輸入方式具有直觀、容易理解的優(yōu)點(diǎn)。
第三步：將以上的設(shè)計(jì)輸入編譯成標(biāo)準(zhǔn)的VHDL文件。對于大型設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行代碼級的功能仿真，主要是檢驗(yàn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的正確性，因?yàn)閷τ诖笮驮O(shè)計(jì)，綜合、適配要花費(fèi)數(shù)小時(shí)，在綜合前對源代碼仿真，就可以大大減少設(shè)計(jì)重復(fù)的次數(shù)和時(shí)間，一般情況下，可略去這一仿真步驟。
第四步：利用綜合器對VHDL源代碼進(jìn)行綜合優(yōu)化處理，生成門級描述的網(wǎng)表文件，這是將高層次描述轉(zhuǎn)化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。綜合優(yōu)化是針對ASIC芯片供應(yīng)商的某一產(chǎn)品系列進(jìn)行的，所以綜合的過程要在相應(yīng)的廠家綜合庫支持下才能完成。綜合后，可利用產(chǎn)生的網(wǎng)表文件進(jìn)行適配前的時(shí)序仿真，仿真過程不涉及具體器件的硬件特性，較為粗略。一般設(shè)計(jì)，這一仿真步驟也可略去。
第五步：利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化和布局布線。:
第六步：將適配器產(chǎn)生的器件編程文件通過編程器或下載電纜載入到目標(biāo)芯片F(xiàn)PGA或CPLD中。如果是大批量產(chǎn)品開發(fā)，通過更換相應(yīng)的廠家綜合庫，可以很容易轉(zhuǎn)由ASIC形式實(shí)現(xiàn)。
四、前景展望
21世紀(jì)將是EDA技術(shù)的高速發(fā)展時(shí)期，EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，并著眼于數(shù)字邏輯向模擬電路和數(shù)?；旌想娐返姆较虬l(fā)展。EDA將會(huì)超越電子設(shè)計(jì)的范疇進(jìn)入其他領(lǐng)域隨著集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)正朝著更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系統(tǒng)級芯片(SoC，SystemonChip)方向發(fā)展，借助于硬件描述語言的國際標(biāo)準(zhǔn)VHDL和強(qiáng)大的EDA工具，可減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)并縮短周期，隨著VHDL語言使用范圍的日益擴(kuò)大，必將給硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來巨大的變革。
參考文獻(xiàn)：
篇3
EDA技術(shù)是以數(shù)字電子技術(shù)課程知識為基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)實(shí)踐性、工程性的專業(yè)課程。將數(shù)字電路設(shè)計(jì)從簡單元器件單元電路設(shè)計(jì)，EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上，進(jìn)一步鞏固和提高學(xué)生電子電路綜合設(shè)計(jì)能力。但是，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是將兩門課程分開，先上數(shù)字電路，后上EDA技術(shù)，分兩學(xué)期授課。這樣的教學(xué)模式存在弊端，減弱了課程之間的聯(lián)系，降低了學(xué)生對數(shù)字電路理論的認(rèn)識程度。通過對EDA技術(shù)課程的教學(xué)改革，以實(shí)訓(xùn)的方式采用項(xiàng)目教學(xué)法，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握EDA技術(shù)基礎(chǔ)及其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，從數(shù)字系統(tǒng)的單元電路，如譯碼器、計(jì)數(shù)器等入手，加深對數(shù)字電路基礎(chǔ)理論的認(rèn)識，逐漸完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
1. EDA技術(shù)及其在教學(xué)中的應(yīng)用
1.1 EDA技術(shù)
EDA技術(shù)即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic DesignAutomation)是以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果而形成的一門新技術(shù)畢業(yè)論文格式，是一種能夠設(shè)計(jì)和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設(shè)計(jì)，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實(shí)現(xiàn)，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統(tǒng)行為級設(shè)計(jì)，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件。圖1為一個(gè)典型的EDA設(shè)計(jì)流程。
圖1 EDA設(shè)計(jì)流程圖
1.2 EDA技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用
在教學(xué)過程中，EDA技術(shù)利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，以及配有輸入輸出器件(開關(guān)、按鍵、數(shù)碼管、發(fā)光二極管等)、標(biāo)準(zhǔn)并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴(kuò)展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發(fā)平臺，使得在電子設(shè)計(jì)的各個(gè)階段、各個(gè)層次可以進(jìn)行模擬驗(yàn)證，保證設(shè)計(jì)過程的正確性。從而使數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)起來更加容易，讓學(xué)生從傳統(tǒng)的電路離散元件的安裝、焊接、調(diào)試工作中解放出來，將精力集中在電路的設(shè)計(jì)上。同時(shí)，采用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路設(shè)計(jì)，不但提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性，方便學(xué)生對電路進(jìn)行修改、升級，讓實(shí)驗(yàn)不在單調(diào)的局限于幾個(gè)固定的內(nèi)容，使教學(xué)更上一個(gè)臺階，學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)新能力進(jìn)一步得到提高。
2.課程教學(xué)改革實(shí)施
2.1課程改革思路
課程改革本著體現(xiàn)鞏固數(shù)字電路基礎(chǔ)，掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的原則來處理和安排EDA技術(shù)教學(xué)內(nèi)容。打破傳統(tǒng)的從EDA技術(shù)概述、VHDL語言特點(diǎn)、VHDL語句等入手的按部就班的教學(xué)方法，以設(shè)計(jì)應(yīng)用為基本要求，開發(fā)基于工作過程的項(xiàng)目化課程，以工作任務(wù)為中心組織課程內(nèi)容，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識。將EDA技術(shù)分為四個(gè)方面的內(nèi)容，即：可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發(fā)工具、實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，其中，可編程邏輯器件是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的載體，硬件描述語言是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要表達(dá)手段，軟件開發(fā)工具是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化的自動(dòng)設(shè)計(jì)工具,實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)則是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的下載工具及硬件驗(yàn)證工具。采用項(xiàng)目化教學(xué)方法，以實(shí)訓(xùn)的方式展開，讓學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”。
2.2課程改革措施
以電子線路設(shè)計(jì)為基點(diǎn)，從實(shí)例的介紹中引出VHDL語句語法內(nèi)容。在典型示例的說明中，自然地給出完整的VHDL描述，同時(shí)給出其綜合后的表現(xiàn)該電路系統(tǒng)功能的時(shí)序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實(shí)例畢業(yè)論文格式，將VHDL中最核心、最基本的內(nèi)容解釋清楚，使學(xué)生在很短的時(shí)間內(nèi)就能有效地掌握VHDL的主干內(nèi)容，并付諸設(shè)計(jì)實(shí)踐。這種教學(xué)方法突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學(xué)模式和流程，將語言與EDA工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，同時(shí)大大縮短了授課時(shí)數(shù)。表1為課程具體內(nèi)容及實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)分配。
能力
目標(biāo)
學(xué)習(xí)情境
項(xiàng)目載體
課時(shí)
QuartusⅡ開發(fā)工具使用能力
QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
二選一音頻發(fā)生器設(shè)計(jì)
6
VHDL語言編程能力
VHDL語言基本結(jié)構(gòu)
計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)
6
VHDL語言并行語句
8位加法器設(shè)計(jì)
8
VHDL語言順序語句
7段數(shù)碼顯示譯碼器設(shè)計(jì)
8
VHDL語言綜合運(yùn)用
數(shù)控分頻器的設(shè)計(jì)
8
層次化調(diào)用方法
4位加減法器的設(shè)計(jì)
4
綜合開發(fā)調(diào)試能力
8位16進(jìn)制頻率計(jì)設(shè)計(jì)；
十字路通燈設(shè)計(jì)；
數(shù)字鐘設(shè)計(jì)；
波形信號發(fā)生器設(shè)計(jì)，等。
(任選一題)
20
總計(jì)
篇4
1 EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初，學(xué)校先后投入資金近百萬元，第一期工程建立起配備有40臺Pentium 166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個(gè);1999年進(jìn)行了第二期工程，又建起了一個(gè)包含40臺PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中，我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握，同時(shí)EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)窗口，代表了一個(gè)學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè)，應(yīng)該具有EDA特色，那就是要有豐富的EDA軟硬件支持，要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境，我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè)，并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn)，我們將中心80臺機(jī)器內(nèi)部互連，整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)，能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安裝了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場調(diào)查研究，并嚴(yán)格的檢測，對不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī)，檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符，立刻退貨，重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè)，盡管EDA軟件投資較大，為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，劃出專項(xiàng)資金，引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián)，尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持，為了做好這方面的工作，我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系，可以從中得到了許多必不可少的幫助，如東南大學(xué)贈(zèng)送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備，美國Altera公司通過其大學(xué)項(xiàng)目贈(zèng)送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵(lì)師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展，目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置，全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約，變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對微機(jī)要求并不高并且有可能對微機(jī)產(chǎn)生傷害，為此我們從校計(jì)算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機(jī)，建成了硬件機(jī)房，很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2 EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動(dòng)控制系學(xué)生，行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理，兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作，我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課，我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù)，我們購買了無線話筒。有一些國外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng)，中心工作人員經(jīng)過多次試驗(yàn)，使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外，保持全日制開放。開放時(shí)除了安排一般值班人員外，還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非?？欤覀兝弥行呐c外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢，不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法，與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3 效果分析
(1) EDA中心自投入使用以來，已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個(gè)實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)?？偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬機(jī)時(shí)。
(2) EDA中心的構(gòu)建，推動(dòng)了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言，迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作，使教師可以在課常上集中精力和時(shí)間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識的途徑與方法，而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具，學(xué)生通過EDA工具的使用去實(shí)踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理，方便了學(xué)生，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn)，原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法，結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了EWB的使用，其原因是他們已主動(dòng)地到EDA中心，通過自學(xué)，進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力，反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4) EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競賽，取得很好的效果，受到了學(xué)生的歡迎。
篇5
1 引言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展及電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期縮短的要求，EDA技術(shù)得到迅猛發(fā)展。
EDA是ElectronicDesign Automation(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)的縮寫。EDA技術(shù)，就是以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)開發(fā)工具，通過使用有關(guān)的開發(fā)軟件，自動(dòng)完成電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)[1]。
目前，幾乎所有高校的電類專業(yè)都開設(shè)了EDA課程，為加強(qiáng)教學(xué)效果，通常都使用專門的EDA實(shí)驗(yàn)箱來輔助教學(xué)，但是實(shí)驗(yàn)箱采用了一體化結(jié)構(gòu)，所有的電路和器件都在一塊電路板上，在功能上難以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，不利于學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，復(fù)雜系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)箱體積較大，不便攜帶；EDA 實(shí)驗(yàn)箱、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、DSP實(shí)驗(yàn)箱、ARM實(shí)驗(yàn)箱中很多功能模塊的硬件電路是相同的，但不同實(shí)驗(yàn)箱上相同模塊不能共享，存在資源浪費(fèi)。由于實(shí)驗(yàn)箱的上述缺點(diǎn)，很多高校都紛紛開始設(shè)計(jì)開發(fā)自己的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模塊，提高實(shí)驗(yàn)箱的利用率，提高學(xué)生的工程創(chuàng)新能力[2][3]。
2 EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)的特點(diǎn)
EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)具有以下特點(diǎn)：
（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一性向綜合性發(fā)展
早期開發(fā)的EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要是學(xué)生用來學(xué)習(xí)EDA課程、下載程序、進(jìn)行仿真的工具；使用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是老師用來培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)字電路的能力、幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握開發(fā)語言的手段。因此EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)僅在電子類專業(yè)的EDA課程中使用，系統(tǒng)所提供的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅限于簡單的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，包括計(jì)數(shù)器、編碼譯碼器的設(shè)計(jì)、數(shù)碼管的顯示等。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，電信、通信等專業(yè)紛紛引入EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在“通信原理”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中被廣泛應(yīng)用于實(shí)踐[4]，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也從單一的基本數(shù)字電路的設(shè)計(jì)發(fā)展到集EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)、DSP實(shí)驗(yàn)等為一體的綜合性的實(shí)驗(yàn)平臺[5]。因此，EDA實(shí)驗(yàn)平臺逐漸面向電子信息類相關(guān)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)，課外競技活動(dòng)，電子類設(shè)計(jì)比賽，并逐漸用于教師進(jìn)行科研。
（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從一體化向模塊化發(fā)展
早起開發(fā)的EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用一體化的實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)，所有的電路和器件都在一塊電路板上[6]。這樣，系統(tǒng)的使用雖然可以幫助學(xué)生掌握軟件的應(yīng)用，但也使學(xué)生對硬件電路不了解；另外，系統(tǒng)在功能上難以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，不利于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，復(fù)雜的系統(tǒng)則難以實(shí)現(xiàn)。因此在后來的EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)上，大都都采用了模塊化的結(jié)構(gòu)[7][8]，即FPGA、單片機(jī)等做在一塊核心板上，其IO口以插針形式引出，以方便和外圍電路的連接；外圍電路則以模塊的形式單獨(dú)做在不同的電路板上，比如數(shù)碼管顯示模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊等；根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)摘要的模塊搭建自己設(shè)計(jì)的電路，從而提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果；此外，模塊化的設(shè)計(jì)還方便老師對學(xué)生設(shè)計(jì)的重復(fù)實(shí)現(xiàn)，有利于教學(xué)水平的提高雜志鋪。
（3）核心芯片由單一化向豐富化發(fā)展
早期開發(fā)的EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由于僅用于EDA課程的學(xué)習(xí)，其核心芯片大都為Altera公司的FPGA等可編程邏輯器件，開發(fā)語言環(huán)境主要為界面友好、操作簡便的Maxplus Ⅱ和Quartus Ⅱ。隨著EDA技術(shù)向不同學(xué)科不同專業(yè)的滲透，核心芯片逐漸發(fā)展為FPGA、單片機(jī)和DSP器件的綜合使用，開發(fā)語言也逐漸開始使用C語言或匯編語言等。這樣，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能提供的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和規(guī)模均有所增加，除了基本的數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K以外，還可以增設(shè)調(diào)制解調(diào)模塊、幀同步模塊、信號波形產(chǎn)生模塊等，擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的使用率，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備向大型化、先進(jìn)化發(fā)展。
（4）使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)向主動(dòng)發(fā)展
電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，早期的實(shí)驗(yàn)平臺由于其電路設(shè)計(jì)的封閉性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只停留在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)上，很難加入自己設(shè)計(jì)的外圍電路。而模塊化數(shù)字電路開放實(shí)驗(yàn)平臺由于其接口電路的開放性，有能力的學(xué)生可以自行設(shè)計(jì)外圍電路達(dá)到提高的目的，對于成功的設(shè)計(jì)還可以加到以后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，成為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模塊。
另外，由于整合了單片機(jī)、DSP等芯片的功能模塊，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得到很大擴(kuò)展，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可以拓寬知識面，主動(dòng)去學(xué)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)所需要的知識，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到很大的提高，并且，由于實(shí)驗(yàn)由簡單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)向綜合的大型設(shè)計(jì)過渡，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更容易理解數(shù)字電路設(shè)計(jì)中硬件的概念以及工程的概念。
學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能會(huì)用到一些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)沒有開發(fā)出的模塊，這時(shí)，學(xué)生需要自己設(shè)計(jì)該電路模塊的電路圖以及制作PCB板，直至實(shí)際制作出該功能模塊。這樣，學(xué)生除了掌握編程、還需要去學(xué)習(xí)怎樣設(shè)計(jì)并制作電路板、學(xué)習(xí)該模塊與核心板的接口電路設(shè)計(jì)等相關(guān)知識，因此，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性得到提高。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)的規(guī)模逐漸增加，同學(xué)之間需要團(tuán)結(jié)合作才能共同完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，因此也鍛煉了同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)合作精神。
3 結(jié)論
一個(gè)好的EDA實(shí)驗(yàn)平臺，能培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、很強(qiáng)的實(shí)踐操作能力、工程設(shè)計(jì)能力、綜合應(yīng)用能力、科學(xué)研究能力以及獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。我國高?，F(xiàn)階段所研制開發(fā)的EDA綜合實(shí)驗(yàn)平臺，能有效整合和優(yōu)化多個(gè)電子類實(shí)驗(yàn)課程的功能，為單片機(jī)和 EDA技術(shù)等課程提供了綜合實(shí)驗(yàn)平臺，為高校培養(yǎng)創(chuàng)新性人才提供良好的實(shí)驗(yàn)條件和氛圍。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及EDA技術(shù)的不斷深入發(fā)展，EDA實(shí)驗(yàn)平臺的開發(fā)也將會(huì)日益完善：大規(guī)?？删幊唐骷⒈皇褂?；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將向體積小、功耗小的便攜式嵌入式系統(tǒng)發(fā)展。
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篇6
1EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個(gè);1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個(gè)包含40臺PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時(shí)EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)窗口,代表了一個(gè)學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn),我們將中心80臺機(jī)器內(nèi)部互連,整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測,對不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設(shè)對EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,劃出專項(xiàng)資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈(zèng)送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國Altera公司通過其大學(xué)項(xiàng)目贈(zèng)送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
(4)鼓勵(lì)師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展,目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置,全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對微機(jī)要求并不高并且有可能對微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機(jī),建成了硬件機(jī)房,很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
中國-2EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動(dòng)控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù),我們購買了無線話筒。有一些國外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過多次試驗(yàn),使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
(2)開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外,保持全日制開放。開放時(shí)除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非?？?我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢,不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們曾請經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法,與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個(gè)實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本?？粕脱芯可谶@里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)。總上機(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬機(jī)時(shí)。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動(dòng)了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時(shí)間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具,學(xué)生通過EDA工具的使用去實(shí)踐他們在課堂上學(xué)到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了EWB的使用,其原因是他們已主動(dòng)地到EDA中心,通過自學(xué),進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
篇7
EDA是（ElectronicDesignAutomation）的縮寫即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一就是IP核（IntellectualProperty)。IP核是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序，具有可移植性，并具有很高的通用性和靈活性，可以通過軟件編程完成用戶需要的，不同的，特定的功能，可以任意使用在各種嵌入式微控制系統(tǒng)中。嵌入式IP核的應(yīng)用，大幅降低了設(shè)計(jì)成本，縮短了設(shè)計(jì)周期，成為當(dāng)今SOC的重要設(shè)計(jì)手段。在EDA技術(shù)和開發(fā)中占有重要的地位。
2系統(tǒng)介紹
本文的設(shè)計(jì)工具是Altera公司的QuartusII，用VHDL語言進(jìn)行描述，采用自頂向下的設(shè)計(jì)原則。MC8051IPCore頂層結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，圖1中指示了mc8051_core的頂層結(jié)構(gòu)以及與三個(gè)存儲模塊的連接關(guān)系，同時(shí)顯示了頂層的輸入輸出I/O口。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行接口單元對應(yīng)于圖1中的mc8051_tmrctr和mc8051_siu模塊，數(shù)量是可選擇的，在圖中用虛線表示。MC8051IPCore核心由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊不包括于核心內(nèi)，處于設(shè)計(jì)的頂層，方便于不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)及仿真。
圖1MC8051IPCore頂層結(jié)構(gòu)圖
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1可編程時(shí)間間隔定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254的設(shè)計(jì)
任何微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都存在定時(shí)控制問題，可編程時(shí)間間隔定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254的設(shè)計(jì)是在使用軟件控制下的精確時(shí)間延遲，這樣可以解決定時(shí)控制問題。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖28254內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
3.28259的設(shè)計(jì)
分析8259A的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，本單元應(yīng)分成五個(gè)部分三個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)，模塊層次關(guān)系如圖3所示：
圖38259層次關(guān)系圖
各模塊的主要功能如下：
數(shù)據(jù)緩沖模塊：對8259A數(shù)據(jù)緩沖和暫存。
讀寫控制模塊：負(fù)責(zé)8259A的所有初始化工作及讀寫操作。
中斷請求模塊：負(fù)責(zé)中斷詢求、中斷信號的產(chǎn)生及判優(yōu)。
中斷控制模塊：完成中斷應(yīng)答功能，中斷向量的生成，級聯(lián)選通，主從功能設(shè)置等這一系列功能。
優(yōu)先級控制模塊：設(shè)定實(shí)現(xiàn)不同的優(yōu)先級判別方式。
3.3MCS-51IP核的設(shè)計(jì)
按照自頂向下的設(shè)計(jì)原則，整個(gè)系統(tǒng)分為：控制模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊、算術(shù)邏輯模塊ALU、串行通信模塊四個(gè)功能模塊，而RAM和ROM在使用時(shí)，只根據(jù)需要進(jìn)行定制。系統(tǒng)核心由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊為方便各種應(yīng)用設(shè)計(jì)和仿真，處于設(shè)計(jì)的頂層。在本設(shè)計(jì)中控制單元主要完成操作指令譯碼、時(shí)序邏輯控制、中斷響應(yīng)優(yōu)先順序處理和微操作控制等功能。它分為中斷的響應(yīng)及指令的譯碼子模塊和微操作控制模塊兩個(gè)子模塊。其中，ontrol_fsm模塊產(chǎn)生各指令的控制信號并主要實(shí)現(xiàn)MCS-51中斷的響應(yīng)，ontrol_fsm模塊產(chǎn)生微操作信號的具體操作過程，控制RAM存儲器的讀寫地址及數(shù)據(jù)傳輸、PC寄存器的賦值、串口與定時(shí)器的中斷信號處理、中斷的查詢、SFR的讀寫等功能。在定時(shí)/計(jì)數(shù)器單元，本設(shè)計(jì)能保證計(jì)數(shù)速率為1/12個(gè)振蕩器頻率。計(jì)數(shù)脈沖在選擇計(jì)數(shù)器工作模式時(shí)在來自相應(yīng)的外部輸入引腳T0或Tl。對外部輸入信號的占空比這一電平至少要保持一個(gè)機(jī)器周期，因?yàn)楸仨毚_保某一給定的電平在變化之前至少被采樣一次。算術(shù)邏輯運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)調(diào)試以優(yōu)化后綜合后產(chǎn)生的模塊符號圖如圖4所示，該工程項(xiàng)目文件可在其它邏輯電路設(shè)計(jì)中直接調(diào)用。
圖4ALU模塊符號圖
通過前面的模塊設(shè)計(jì)和綜合后生成MSC-51單片機(jī)系統(tǒng)，如圖5所示：
圖5mc8051最終圖形
4．結(jié)束語
EDA技術(shù)近年來發(fā)展速度令人驚奇，它作為當(dāng)下電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，被廣泛的應(yīng)用在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。
本文創(chuàng)新點(diǎn)：1.采用完全同步設(shè)計(jì)，即整個(gè)SOC系統(tǒng)都是在統(tǒng)一工作時(shí)鐘的協(xié)調(diào)下工作的。內(nèi)部采用鎖相環(huán)進(jìn)行分頻得到其它工作頻率。2.指令集和標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器完全兼容。3.優(yōu)化的CPU時(shí)序使得完成一條指令最多只需1~4個(gè)時(shí)鐘周期，執(zhí)行性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器8倍左右，提高其運(yùn)算速度。4.用戶可選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口單元的數(shù)量。5.新增了特殊功能寄存器用于選擇不同的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口單元。6.可選擇是否使用乘法器（乘法指令MUL）。7.可選擇是否使用除法器（除法指令DIV）。8.可選擇是否使用十進(jìn)制調(diào)整功能（十進(jìn)制調(diào)整指令DA）。9.I/O口不復(fù)用。10.內(nèi)部帶256BytesRAM。11.最多可擴(kuò)展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。12.最多可擴(kuò)展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。
參考文獻(xiàn)
1 唐穎.EDA技術(shù)與單片機(jī)系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2002,11(3):31-32.
2 譚會(huì)生,張昌凡.EDA技術(shù)及應(yīng)用[M],西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.4:15-18.
篇8
前言
VHDL是超高速集成電路硬件描述語言（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）的縮寫在美國國防部的支持下于1985年正式推出是目前標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的硬件描述語言。IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）于1987年將VHDL采納為IEEE1076標(biāo)準(zhǔn)。它經(jīng)過十幾年的發(fā)展、應(yīng)用和完善以其強(qiáng)大的系統(tǒng)描述能力、規(guī)范的程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、靈活的語言表達(dá)風(fēng)格和多層次的仿真測試手段在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域受到了普遍的認(rèn)同和廣泛的接受成為現(xiàn)代EDA領(lǐng)域的首選硬件描述語言。目前流行的EDA工具軟件全部支持VHDL它在EDA領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流、電子設(shè)計(jì)的存檔、專用集成電路（ASIC）設(shè)計(jì)等方面擔(dān)任著不可缺少的角色。
數(shù)字頻率計(jì)是數(shù)字電路中的一個(gè)典型應(yīng)用，實(shí)際的硬件設(shè)計(jì)用到的器件較多，連線比較復(fù)雜，而且會(huì)產(chǎn)生比較大的延時(shí)，造成測量誤差、可靠性差。隨著復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）的廣泛應(yīng)用，以EDA工具作為開發(fā)手段，運(yùn)用VHDL語言。將使整個(gè)系統(tǒng)大大簡化。提高整體的性能和可靠性。
本文用VHDL在CPLD器件上實(shí)現(xiàn)一種2b數(shù)字頻率計(jì)測頻系統(tǒng)，能夠用十進(jìn)制數(shù)碼顯示被測信號的頻率，不僅能夠測量正弦波、方波和三角波等信號的頻率，而且還能對其他多種物理量進(jìn)行測量。具有體積小、可靠性高、功耗低的特點(diǎn)。
目錄
摘要………………………………………………………………………1
前言……………………………………………………………………2
目錄……………………………………………………………………3
第一章設(shè)計(jì)目的………………………………………………………5
1.1設(shè)計(jì)要求……………………………………………………5
1.2設(shè)計(jì)意義……………………………………………………5
第二章設(shè)計(jì)方案………………………………………………………6
第三章產(chǎn)生子模塊……………………………………………………7
3.1分頻模塊……………………………………………………7
3.2分頻模塊源代碼………………………………………………8
3.3仿真及波形圖…………………………………………………9
第四章計(jì)數(shù)模塊………………………………………………………9
4.1．計(jì)數(shù)模塊分析…………………………………………………9
4.2．計(jì)數(shù)模塊源代碼………………………………………………10
4.3計(jì)數(shù)模塊的仿真及波形圖……………………………………12
第五章顯示模塊……………………………………………………12
5.1七段數(shù)碼管的描述……………………………………………13
5.2八進(jìn)制計(jì)數(shù)器count8的描述…………………………………14
5.3七段顯示譯碼電路的描述……………………………………15
5.4計(jì)數(shù)位選擇電路的描述………………………………………16
5.5總體功能描述……………………………………………18
5.6顯示模塊的仿真及波形圖………………………………19
第六章頂層文件…………………………………………………20
6.1頂層文件設(shè)計(jì)源程序…………………………………………20
6.2頂層文件的仿真及波形圖………………………………………21
結(jié)語…………………………………………………………22
參考文獻(xiàn)……………………………………………………23
致謝…………………………………………………………24
附件…………………………………………………………25
第一章設(shè)計(jì)目的
1.1設(shè)計(jì)要求
a.獲得穩(wěn)定100Hz頻率
b.用數(shù)碼管的顯示
c.用VHDL寫出設(shè)計(jì)整個(gè)程序
1.2設(shè)計(jì)意義
a.進(jìn)一步學(xué)習(xí)VHDL硬件描述語言的編程方法和步驟。
b.運(yùn)用VHDL硬件描述語言實(shí)現(xiàn)對電子元器件的功能控制
c.熟悉并掌握元件例化語句的使用方法
篇9
目前，我們正處在瞬息萬變的信息時(shí)代，信息時(shí)代對教育教學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)。教師要清醒地認(rèn)識到除了掌握本學(xué)科的專業(yè)知識外，還必須學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育技術(shù)的知識?，F(xiàn)代教育技術(shù)在課堂上的運(yùn)用能實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的變革，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而提高教育教學(xué)質(zhì)量和效率，作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)課教師，應(yīng)該學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)哪些教育技術(shù)能力，掌握何種適合電子技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的教學(xué)軟件，是我們應(yīng)當(dāng)研討的課題。下面介紹一些常用的計(jì)算機(jī)軟件，說明其在電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的簡單應(yīng)用。
1 Microsoft Office辦公套裝軟件
Microsoft Office是微軟公司開發(fā)的辦公軟件。Microsoft Office擁有許多組件，如Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等，在教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛和有效的是Word、PowerPoint和Excel。
Word是一個(gè)文字處理軟件，不僅能夠進(jìn)行文本處理，還能夠?qū)⑽淖帧D形、圖像、表格混合編排，制作成版面整齊美觀、視覺效果強(qiáng)化、主題鮮明突出的圖文并茂的電子文本。教師主要用來編寫電子教案、論文、總結(jié)、試卷等。
Excel是電子表格制作軟件，利用該軟件，不僅可以制作各類精美的電子表格，還可以用來組織、計(jì)算和分析各種類型的數(shù)據(jù)，方便地制作復(fù)雜的圖表和統(tǒng)計(jì)表。教師用來制作學(xué)生成績表、并且可以分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生總分、平均分、排名等，再者可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制作分析圖表和趨勢曲線等。
PowerPoint主要用于制作演示文稿。它雖然不是專業(yè)的多媒體課件制作軟件，但是它具有多媒體課件制作軟件的大部分功能。與其他多媒體課件制作軟件相比，它簡單易學(xué)、高效便捷，是零基礎(chǔ)的教師學(xué)習(xí)課件制作的首選軟件。它能夠?qū)⑽淖?、圖形、圖像、影片和聲音等媒體組合在一起，制作成課件，很好地表達(dá)特定的教學(xué)內(nèi)容。利用多媒體課件輔助教學(xué)，以快捷、簡便、明了的特點(diǎn)替代一些耗時(shí)的板書和作圖，在完成每課時(shí)的教學(xué)任務(wù)外，還可以擴(kuò)充一些現(xiàn)代的科學(xué)知識，這對于培養(yǎng)學(xué)生的能力和提高綜合素質(zhì)，發(fā)揮著積極作用。
2 Flash動(dòng)畫制作軟件
Flash是有美國的Macromedia公司推出的優(yōu)秀網(wǎng)頁動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件，目前的最高版本為Flash CS3。它是一種交互式動(dòng)畫設(shè)計(jì)工具，用它可以將音樂、聲效、動(dòng)畫以及富有新意的畫面融合在一起，以制作出高品質(zhì)的動(dòng)畫。Flash與其他動(dòng)畫工具相比，具有矢量描述、播放流暢、數(shù)據(jù)量小、色彩鮮明等特點(diǎn)。Flash可以把圖像、動(dòng)畫、聲音、文字及交互按鈕融合在一起，制作出界面美觀且交互功能強(qiáng)大的多媒體教學(xué)課件。作為教師，掌握了Flash的基礎(chǔ)后，只要發(fā)揮自己的想象力，一定能夠按照自己的構(gòu)思，制作出滿意的動(dòng)畫效果。電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容，有微觀的、漸變的、動(dòng)態(tài)的等抽象過程，用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難講授，若通過動(dòng)畫來形象地模擬出這些過程，則能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到理解這些知識的目的。例如，在講解三極管放大電路的工作原理時(shí)，僅僅用教學(xué)掛圖來說明就顯得蒼白無力，如果用動(dòng)畫來模擬三極管內(nèi)部電子的流向和分配關(guān)系，就能夠幫助學(xué)生更好的理解三極管的電流放大作用。
3 EDA軟件
EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation）的縮寫。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)作為工具，在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。
3.1 MultiSim——虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的電路仿真模擬軟件，被稱為“虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺”，早期版本為Electronics Workbench，這是一種新型的虛擬電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，元器件和測量儀器直接從屏幕圖形中選取，且軟件提供的測量儀器的圖形界面和實(shí)際測量儀器非常相似。利用MultiSim來進(jìn)行電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的仿真教學(xué)，不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室儀器不足、元器件短缺或不合規(guī)格等因素，還能利用軟件提供的不同分析方法，輔助學(xué)生又快又好地理解教學(xué)內(nèi)容，加深對原理和概念的深入理解，并且能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)常用儀器如函數(shù)信號發(fā)生器、示波器的使用方法，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的探索欲望，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.2 Protel DXP 2004軟件
Protel是Aitium公司在上世紀(jì)80年代末推出的一款功能強(qiáng)大的電路CAD軟件，是目前國內(nèi)電子行業(yè)使用最廣泛的電子電路設(shè)計(jì)軟件。有多種版本，現(xiàn)在教育行業(yè)普遍使用的版本是Protel DXP 2004，主要用于繪制電路原理圖、電路仿真、PCB板設(shè)計(jì)等。電子技術(shù)專業(yè)課教師運(yùn)用Protel軟件可以快速繪制規(guī)范的電路圖，在小制作中可以制作成規(guī)范的PCB板，恰當(dāng)利用Protel的仿真功能，既可以使學(xué)生較好地掌握理論知識，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，而且為學(xué)生的以后的設(shè)計(jì)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
電子技術(shù)專業(yè)課教師要正確認(rèn)識電路仿真軟件的作用，充分利用這種現(xiàn)代化教育手段來輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合，而不是片面夸大這種輔助手段的作用、功效。用軟件進(jìn)行教學(xué)、實(shí)驗(yàn)，固然有很多優(yōu)點(diǎn)，但不能完全替代實(shí)際操作，因?yàn)槟菢訜o助于提高學(xué)生的思考能力和實(shí)際動(dòng)手能力。
4 結(jié)束語
作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)的教師，必須提高自身現(xiàn)代化教育技術(shù)水平，學(xué)習(xí)一些教學(xué)輔助軟件，努力根據(jù)講授內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際探索新的、易于被學(xué)生接受的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效果，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，只有這樣，才能使中職電子技術(shù)專業(yè)課堂教學(xué)的質(zhì)量和效益不斷躍上一個(gè)新的臺階。
篇10
電設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）是電氣信息類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很重要的內(nèi)容（如圖1），本文將探討EDA教學(xué)改革。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要探討實(shí)驗(yàn)室開放模式和課題式教學(xué)法的特點(diǎn)和意義，并通過實(shí)踐說明該方法的具有較好的效果。理論教學(xué)中，采用多樣化多媒體課件和電子教案為主進(jìn)行課堂教學(xué)，同時(shí)借助BB網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)輔助教學(xué)。
1 開放實(shí)驗(yàn)室教學(xué)法及其實(shí)踐
開放實(shí)驗(yàn)室是教學(xué)體系的一個(gè)重要組成部分，它在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面有著舉足輕重的作用。《EDA技術(shù)》課程教學(xué)需要根據(jù)本校實(shí)際來進(jìn)行改革，我?！禘DA技術(shù)》課程以系統(tǒng)級的設(shè)計(jì)為中心，以抽象、高層次的設(shè)計(jì)描述為重點(diǎn)，以當(dāng)前最流行的FPGA/CPLD器件為驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)載體，熟練掌握最先進(jìn)的EDA開發(fā)工具，利用EDA工具和所學(xué)的系統(tǒng)級的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方法，高效地完成實(shí)際電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證與實(shí)現(xiàn)。這些實(shí)現(xiàn)必須借助大量各級各類實(shí)驗(yàn)。除了課堂教學(xué)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之外，必須加大實(shí)驗(yàn)室的開放力度。
1.1 開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目規(guī)劃
電氣、電子等熱門專業(yè)，近幾年學(xué)生人數(shù)增加較快，實(shí)驗(yàn)設(shè)施的配置應(yīng)考慮到資源共享，開放實(shí)驗(yàn)室必須以教學(xué)任務(wù)為目標(biāo)，提高資源利用率，減少重復(fù)建設(shè)。
1.2 規(guī)范日常管理
為了促進(jìn)EDA教學(xué)效果，對EDA實(shí)驗(yàn)室采用開放式管理，在班級中成立EDA興趣小組等方法，能夠讓學(xué)生能夠根據(jù)興趣愛好和業(yè)余時(shí)間在教師指導(dǎo)下持續(xù)地學(xué)習(xí)EDA技術(shù)，這樣能促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，達(dá)到培養(yǎng)具有應(yīng)用能力學(xué)生的目的。同時(shí)，還需要對這些日常事務(wù)建立規(guī)范的操作流程和實(shí)施細(xì)則，明確責(zé)任和義務(wù)，確保實(shí)驗(yàn)室開放的質(zhì)量。
1.3 實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放
鼓勵(lì)學(xué)生參加開放實(shí)驗(yàn)。學(xué)生進(jìn)入開放實(shí)驗(yàn)室之前，應(yīng)該了解各種規(guī)章制度，儀器的使用規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作流程，規(guī)章制度和操作規(guī)范可以訂制成手冊，讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)。
開設(shè)選修實(shí)驗(yàn)課程。從2009年開始就在電子類相關(guān)專業(yè)選修實(shí)驗(yàn)課程，在先修數(shù)字電路課程的基礎(chǔ)上講授EDA工具及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。作為選修課實(shí)驗(yàn)課，目前學(xué)生的重視程度不夠，受益面不夠廣泛，主要針對還沒有學(xué)習(xí)數(shù)字電路課程的低年級自覺的學(xué)生。
2 課題式教學(xué)法及其實(shí)踐
為了能更好地達(dá)到教學(xué)效果，在教學(xué)中采用課題教學(xué)法，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。具有多種優(yōu)勢：一是輔助設(shè)計(jì)軟件安全可靠，當(dāng)學(xué)生在課題探索初期，即使考慮不周，也不會(huì)造成安全事故；二是直觀高效，通過仿真運(yùn)行，可以立即得出數(shù)據(jù)，觀測信號圖像等；三是元器件庫的可選擇面廣，并且容易修改，有利于學(xué)生的自主探索。
2.1 EDA與數(shù)字電路課程多種教學(xué)模式結(jié)合
在EDA教學(xué)中引入課題式教學(xué)法，務(wù)必要注意和數(shù)字電路課程相結(jié)合的方式。使學(xué)生在掌握傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代最新的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，既實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合，又保持了數(shù)字電路課程教學(xué)內(nèi)容的連貫性。
2.2 課題式教學(xué)法的三個(gè)層次
EDA教學(xué)突出實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)學(xué)生多動(dòng)手，所以引入的課題根據(jù)學(xué)生和教師的作用不同，分為三個(gè)層次。其中前兩個(gè)層次為關(guān)鍵層次，第三個(gè)層次為提高層次，在EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮重要的作用。
第一個(gè)層次為基本應(yīng)用型課題為主。課程開始，采取教師課內(nèi)實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)場授課和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，以便迅速引導(dǎo)學(xué)生入門。主要用EDA來實(shí)現(xiàn)常用的功能器件，比如計(jì)數(shù)器、多路選擇器、交通燈控制器、分頻器等。這個(gè)器件通過數(shù)字電路課程可以找到理論支撐。
第二層次為教師指導(dǎo)的擴(kuò)展型課題為主。在學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)境后，采取布置課題，學(xué)生自主完成、教師指導(dǎo)的教學(xué)模式，引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生自己獲取知識的能力。
第三層次以學(xué)生自主創(chuàng)新、自我發(fā)揮型課題為主。該階段以學(xué)生自主綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)踐為主，采取引導(dǎo)、探索性方法。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮個(gè)性，培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、信息獲取和選擇能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。
2.3 課題式教學(xué)模式實(shí)踐效果及總結(jié)
較長期的教學(xué)實(shí)踐證明，這套課題式教學(xué)方法對于學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)是非常有效的。在后續(xù)課程、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)競賽等環(huán)節(jié)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了較好的效果，受到了多方面的好評。
大部分學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中用到EDA技術(shù)，部分以VHDL進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)為課題的同學(xué)出色的完成了設(shè)計(jì)，被評為優(yōu)秀畢業(yè)論文。
學(xué)生在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，廣泛使用EDA技術(shù)，進(jìn)行電路仿真、設(shè)計(jì)印刷線路板，并利用VHDL進(jìn)行設(shè)計(jì)，在2011年全國大學(xué)生電子大賽中獲得省級一、二、三等獎(jiǎng)共6項(xiàng)。
3 建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和考試方法的改革
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源非常豐富，包括網(wǎng)絡(luò)課程、教學(xué)資源、EDA技術(shù)實(shí)例、習(xí)題庫及網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺等?？梢噪S時(shí)下載各種學(xué)習(xí)資料、練習(xí)系統(tǒng)，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)，擴(kuò)展了學(xué)生的知識面，培養(yǎng)了學(xué)生的信息素養(yǎng)搭建各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺如作業(yè)提交、郵件服務(wù)、軟件上傳下載、信息、輔導(dǎo)答疑平臺等，做到了師生互動(dòng)，對教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)給予了有力的支持，保證了教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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篇11
在教學(xué)過程中，具備數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐工程能力，涉及相關(guān)數(shù)字系統(tǒng)課程體系教學(xué)與實(shí)踐，在各高校的電氣、電子信息類專業(yè)中，數(shù)字電路是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，在后續(xù)專業(yè)課程中，顯而易見，隨著電子產(chǎn)品數(shù)字化部分比重增大，它在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)性地位越來越突出。
因此，培養(yǎng)適合現(xiàn)代電氣、電子、信息技術(shù)發(fā)展的卓越人才，創(chuàng)新數(shù)字電路的課程幾次理論與工程實(shí)踐教學(xué)迫在眉睫。
根據(jù)我校近幾年電氣、電子課堂教學(xué)的實(shí)踐情況，數(shù)字電路課程應(yīng)該以面向應(yīng)用的數(shù)字電路設(shè)計(jì)為核心，在熟練掌握基本電路教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上引入先進(jìn)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的課程教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容。
工程實(shí)踐過程中，逐步從自底向上的設(shè)計(jì)方法逐步轉(zhuǎn)變到自頂向下的設(shè)計(jì)方法中來，以教師科研應(yīng)用來拓展，以全面培養(yǎng)優(yōu)秀數(shù)字設(shè)計(jì)卓越技術(shù)人才[1]。
2探索構(gòu)建數(shù)字電路教學(xué)中的多層次的創(chuàng)新實(shí)踐平臺
2.1多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)思。
面向卓越人才培養(yǎng)的數(shù)字電路課程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)，可以分層次進(jìn)行在各個(gè)教學(xué)階段逐步推進(jìn)，包括：面向基礎(chǔ)的數(shù)字設(shè)計(jì)的基本原理與工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊、面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)教學(xué)和結(jié)合科研項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐平臺[2][6]。
多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺架構(gòu)如圖1所示。
2.2數(shù)字設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原理與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
數(shù)字電路基礎(chǔ)原理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程體系的基礎(chǔ)入門階段，是培養(yǎng)數(shù)字邏輯代數(shù)與邏輯電路的重要過程，大類可分為時(shí)序邏輯電路和組合邏輯電路，其中時(shí)序邏輯電路主要包括：鎖存器、觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器，組合邏輯電路包括，編譯碼器、多路復(fù)用器、比較器、加（減）法器、數(shù)值比較器和算術(shù)邏輯單元等。教學(xué)的目的是訓(xùn)練學(xué)生掌握組合和時(shí)序邏輯電路堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)，使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，不但要注重基本數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的理解，同時(shí)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐步了解面向應(yīng)用和現(xiàn)代科技進(jìn)步數(shù)字電路新的設(shè)計(jì)理念[2][3]。
2.3面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)。
隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）和可編程器件（CPLD）的不斷發(fā)展和應(yīng)用，以EDA技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)字系統(tǒng)理念已經(jīng)成為企業(yè)工程技術(shù)的核心。數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生利用中小規(guī)模數(shù)字集成電路器件和大規(guī)?？删幊唐骷M(jìn)行數(shù)字電路設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。在卓越工程師培養(yǎng)背景下，結(jié)合前階段數(shù)字電路課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況及EDA技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，適時(shí)進(jìn)行數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)和EDA技術(shù)課程的綜合銜接，以及課程深度融合[4]。主要內(nèi)容包括：
2.3.1基于Multisim等相關(guān)軟件的數(shù)字系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)?？梢詷?gòu)建虛擬數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，不但較好地模擬實(shí)物外觀外，還可以利用系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)平臺開展實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、仿真，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的邏輯驗(yàn)證。
2.3.2基于通用和專用數(shù)字芯片的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其主要特點(diǎn)是有很好的直觀性和具體性。
2.3.3基于硬件描述語言（HDL）的數(shù)學(xué)系統(tǒng)硬件描述。采用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)，基于EDA環(huán)境仿真和驗(yàn)證。可以結(jié)合上述（1）和（2）的優(yōu)點(diǎn)，采用硬件設(shè)計(jì)軟件化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過綜合性實(shí)驗(yàn)的自行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)規(guī)模、實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)[5]。
2.4結(jié)合科研項(xiàng)目的數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺。
在高等院校，教師即承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，同時(shí)有各自的科學(xué)研究方向，同學(xué)們可以根據(jù)自己的研究興趣，加入教師的科研團(tuán)隊(duì)，形成教學(xué)與科研互利的良性循環(huán)。面向卓越工程師培養(yǎng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以借助橫向或縱向科研項(xiàng)目形成綜合教學(xué)體系。比如：搭建在線可編程門陣列（FPGA）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，形成數(shù)字電路、電路線路課程設(shè)計(jì)、可編程邏輯器件以及集成芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，形成面向數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程體系[3]。同時(shí)，應(yīng)用高校與知名企業(yè)建立的校企合作平臺，把企業(yè)界的研究信息和研發(fā)需求引入到教學(xué)平臺，開拓了學(xué)生的研究思路和視野，提升了學(xué)生設(shè)計(jì)復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的能力；目前，我校正在與國際知名的半導(dǎo)體公司Xilinx、Altera和Cypress陸續(xù)建立卓越人才大學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，利用大學(xué)設(shè)置小學(xué)期，在FPGA和PSoC開發(fā)平臺上進(jìn)行了面向?qū)嶋H應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在實(shí)踐平臺上不僅有學(xué)校的任課教師，還有知名企業(yè)派來的一線工程師指導(dǎo)同學(xué)們的實(shí)踐，相比改革前，取得很好的實(shí)踐效果，同學(xué)們的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平得到了提高，同時(shí)在編程、接口、通信協(xié)議等方面也有了深刻的認(rèn)識。
對于優(yōu)秀的學(xué)生，借助全國各種形式的大學(xué)生電子（信息）設(shè)計(jì)競賽這個(gè)創(chuàng)新平臺，組織他們積極參與，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)研究興趣和創(chuàng)新意識，綜合所應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識，發(fā)揮競賽團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神。每年，我們都有部分優(yōu)秀學(xué)生通過努力，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的作品獲得專業(yè)認(rèn)可，并取得了良好的參賽成績，也使得數(shù)字設(shè)計(jì)課程體系的建設(shè)上了一個(gè)新的臺階。
3基于創(chuàng)新平臺的課程體系優(yōu)化與實(shí)踐
卓越工程師培養(yǎng)要求的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系協(xié)調(diào)好相關(guān)電氣、電子類專業(yè)上下游相關(guān)理論課程、實(shí)驗(yàn)綜合性設(shè)計(jì)同時(shí)得到協(xié)調(diào)發(fā)展。如何實(shí)踐論文所提到的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，應(yīng)該引進(jìn)現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計(jì)理念，重點(diǎn)把EDA軟件、設(shè)計(jì)工具、開發(fā)平臺與傳統(tǒng)的數(shù)字電路基礎(chǔ)理論教學(xué)相銜接。我們在這幾年對數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等方面的進(jìn)行了改革與探索，取得了一定的成效。經(jīng)過這幾年的實(shí)踐，我們逐步構(gòu)建了面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程優(yōu)化體系[5]，如圖2所示。
4不斷探索數(shù)字電路理論教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐
4.1以數(shù)字電路設(shè)計(jì)為目的強(qiáng)化基本邏輯電路理論教學(xué)。
在進(jìn)行復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前應(yīng)該熟練掌握這些常用基本組合和時(shí)序邏輯電路，包括電路的功能、電路的描述以及電路的應(yīng)用場合等。
樹立電路設(shè)計(jì)思想首先需要熟練掌握一些基本的邏輯功能電路。其次，樹立電路設(shè)計(jì)思想需要理論講解與實(shí)踐相結(jié)合，逐步熟悉硬件描述語言的描述方式。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)采用硬件描述語言來對電路與系統(tǒng)進(jìn)行描述、建模、仿真等[2][3]。
4.2掌握面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法。
學(xué)生在掌握數(shù)字電路基本概念和一般電路的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、途徑和手段。其主要內(nèi)容包括：數(shù)字系統(tǒng)與EDA的相關(guān)概念、可編程邏輯器件、硬件描述語言、電路元件的描述、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、開發(fā)環(huán)境與實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺以及應(yīng)用實(shí)例的介紹等。這些課程內(nèi)容涉及面較廣，為了提高教與學(xué)的效果，探索總結(jié)了以下的教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，并作為教學(xué)實(shí)踐中的教學(xué)切入點(diǎn)[1]。
隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)在方法、對象、規(guī)模等方面已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的基于固定功能的集成電路設(shè)計(jì)[1][2]。現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用硬件描述語言（HDL）描述電路，用可編程邏輯器件（PLD）來實(shí)現(xiàn)高達(dá)千萬門的目標(biāo)系統(tǒng)。這一過程需要也應(yīng)該有先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)硬件描述語言的特性和可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及應(yīng)用的需要，在教學(xué)過程中闡述了先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。例如：采用基于狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制器（時(shí)序電路），應(yīng)用或設(shè)計(jì)鎖相環(huán)或延時(shí)鎖相環(huán)來處理時(shí)鐘信號，應(yīng)用自行設(shè)計(jì)（IPcore）軟核來提高數(shù)據(jù)吞吐量[1][2][3]。
4.3深化數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過程中，注重基礎(chǔ)訓(xùn)練與實(shí)踐創(chuàng)新相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路，加強(qiáng)學(xué)生工程思維訓(xùn)練、新平臺工具的使用、遇到邏輯問題的綜合分析能力，理論與實(shí)踐相結(jié)合的分析能力。在實(shí)踐過程中的提高創(chuàng)新性和綜合性能力，面向應(yīng)用的數(shù)字電路創(chuàng)新平臺建設(shè)，需要不斷提高課程試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐過程在教學(xué)中的比例，在符合認(rèn)知規(guī)律的同時(shí)，逐步加強(qiáng)來源與實(shí)際需要的綜合性數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
5結(jié)語
數(shù)字電路是電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，論文針對當(dāng)今卓越工程師培養(yǎng)的要求，以及在教學(xué)過程中遇到的主要問題，探討了面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程創(chuàng)新實(shí)踐平臺。提出了多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)和面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程優(yōu)化體系。目的在于，通過課程及相關(guān)課程體系改革與創(chuàng)新，使得學(xué)生更快、更好的適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)發(fā)展的需求。
參考文獻(xiàn)
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篇12
教學(xué)方法與教學(xué)手段的改進(jìn)
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，世界各國高校都在大力開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)應(yīng)用，然而海量的數(shù)字化資源會(huì)使學(xué)生感到無所適從。為此，筆者通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺給學(xué)生提供少而精的數(shù)字化資源，與課堂教學(xué)相輔相成。除了教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和教學(xué)課件，網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺提供的數(shù)字化教學(xué)資源還包括教學(xué)輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術(shù)精品課程和國際一流大學(xué)電子技術(shù)課程的網(wǎng)址，方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺還提供與課程相關(guān)的在線輔導(dǎo)答疑，并通過微博、QQ群、飛信群等網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)方式開展憶阻器、在系統(tǒng)可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術(shù)的專題討論，并讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查模擬電子技術(shù)的相關(guān)專利與應(yīng)用，撰寫調(diào)研報(bào)告，促進(jìn)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)。EDA技術(shù)是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場革命，改變了以變量估算和硬件實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。在理論教學(xué)中引入重點(diǎn)內(nèi)容的EDA仿真演示，有利于快捷地將理論性和應(yīng)用性融于一體，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)的拓展，并為實(shí)踐教學(xué)打下基礎(chǔ)。由于學(xué)時(shí)與場所限制，教師需要在備課時(shí)充分考慮課堂投影演示與本機(jī)顯示的不同，精心設(shè)計(jì)演示范例與互動(dòng)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考，由學(xué)生得出結(jié)論，并事先做好演示范例的中間版本以便重點(diǎn)演示關(guān)鍵步驟。
例如，筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負(fù)反饋前后各種參數(shù)、輸入輸出信號波形、頻率響應(yīng)特性的異同，學(xué)生通過直觀的比較加深了對負(fù)反饋?zhàn)饔玫睦斫?。此外，筆者在布置書面作業(yè)時(shí)還鼓勵(lì)學(xué)生對作業(yè)中的疑難問題進(jìn)行仿真，并在作業(yè)本上寫出心得體會(huì)?，F(xiàn)行的理論教學(xué)往往只講器件和基礎(chǔ)電路，很少涉及如何由各種元器件通過某種聯(lián)結(jié)組成一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)。筆者在緒論課中就結(jié)合實(shí)際闡明電路系統(tǒng)的組成及各部分的作用，并給出簡圖；之后課程中每一個(gè)新內(nèi)容都會(huì)回到系統(tǒng)簡圖上來，逐漸深化、細(xì)化，并引導(dǎo)學(xué)生尋找反例，這樣不但使學(xué)生建立了系統(tǒng)的概念，而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下，學(xué)生對各種電路無須精確的理論計(jì)算，但要掌握近似估算的方法，弄清楚電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及其局限性、性能指標(biāo)的折衷考慮。要注意各章節(jié)之間的相互配合和銜接，堅(jiān)持培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)化模擬電路”的定性思維，強(qiáng)化以集成運(yùn)放為基礎(chǔ)的知識體系，使學(xué)生建立系統(tǒng)觀念、工程觀念，學(xué)會(huì)定性分析與辯證的思維方法。
多層次的實(shí)踐教學(xué)
研究型教學(xué)是理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的一種教學(xué)方式。然而由于學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)條件的限制，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，利用EDA軟件開展虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈浹a(bǔ)當(dāng)前課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不足。目前EDA軟件的種類很多，其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件，特別適合于模擬電路系統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)。[5]學(xué)生可以通過這些儀器觀察電路的運(yùn)行狀態(tài)，查看電路的仿真結(jié)果，許多設(shè)置、使用和讀數(shù)與實(shí)際的測量儀器類似。因此，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是首先在EDA實(shí)驗(yàn)室安排了一節(jié)課的Multisim認(rèn)識實(shí)習(xí)，隨后按教學(xué)日歷分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)階段。各階段都增加了相應(yīng)的仿真設(shè)計(jì)內(nèi)容。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之前，筆者要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并進(jìn)行Multisim仿真及課外研究，再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室通過儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的硬件操作。虛擬實(shí)驗(yàn)和硬件實(shí)驗(yàn)不可重此輕彼，而應(yīng)軟硬結(jié)合。筆者通過實(shí)驗(yàn)課件的演示減少講解時(shí)間，讓學(xué)生有更多的時(shí)間用于實(shí)際操作與硬件調(diào)試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學(xué)模式將仿真考核和課外研究作為實(shí)驗(yàn)成績的重要部分，增強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解與掌握，提高了學(xué)生的仿真能力、設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)調(diào)試能力。
篇13
Xie Jing， Zhu Hui-ling
（School of Mechanical Engineering， University of South China， Hengyang， Hunan， 421001）
Abstract：According to EDA curriculum-teaching problems，combined with practical situation of measurement and control technology and instrumentation specialty， the paper discusses the necessity of reformation in the EDA curriculum， put forward the "the teaching reform and practice integration aim at the ability " .Through teaching reform， practice reform and Curriculum Evaluation Reform， we obtain quite good effects. First， we guide students to change their academic idea， second， enhance students' innovation capability， finally， emphasize the importance to establish and perfect the practical teaching system.
Key words：the EDA curriculum； teaching reform； innovation capability1緒論
EDA 是英文“Electronic Design Automation（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）”的縮寫[1]， EDA 課程是一門發(fā)展迅速、工程性強(qiáng)、緊密結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的專業(yè)基礎(chǔ)課程。針對目前EDA 課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合本校測控技術(shù)與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)方案，分析本專業(yè)就業(yè)需求，對EDA課程進(jìn)行一系列教學(xué)改革，將以學(xué)科為主的課程體系，轉(zhuǎn)變成以能力為目標(biāo)的一體化教學(xué)體系。
2EDA 課程教學(xué)中存在的問題
EDA課程以控制理論、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、微機(jī)原理與接口技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，將超大規(guī)模集成電路課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程作為后續(xù)課程，在學(xué)生能力培養(yǎng)體系中具有承上啟下的作用[2-4]。
從教學(xué)效果來看，主要存在以下幾方面問題：（1） 理論教學(xué)中，大部分教師教學(xué)方法單一，課堂教學(xué)枯燥、單調(diào)，引不起學(xué)生興趣，學(xué)生不愿學(xué)、學(xué)不會(huì)。 （2）實(shí)踐教學(xué)弱化了學(xué)生實(shí)際能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。從實(shí)踐內(nèi)容來看，EDA 課程實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，芯片接線復(fù)雜，要花費(fèi)大量精力接線、查錯(cuò)，缺乏靈活性。因此，造成學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。從實(shí)踐平臺來看，傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與之相對應(yīng)的試驗(yàn)平臺有關(guān)，近幾年電子技術(shù)發(fā)展如此之快，要求實(shí)驗(yàn)平臺更新?lián)Q代的頻率加快，這無疑增加了學(xué)校的經(jīng)費(fèi)投入，而多數(shù)學(xué)校的設(shè)備更新?lián)Q代遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生知識的落后。（3） 難以將學(xué)生個(gè)人能力的培養(yǎng)和知識傳授二者兼顧在一起。學(xué)生滿足于概念、公式、作業(yè)、考試的學(xué)習(xí)過程，不清楚所學(xué)知識的應(yīng)用環(huán)境，在電路設(shè)計(jì)中，缺乏對市場、成本、制造等現(xiàn)實(shí)因素的考慮，難以提高工程創(chuàng)新能力。
3EDA課程改革
3.1理論教學(xué)模式改革
3.1.1教學(xué)方法改革。教學(xué)過程中不再區(qū)分“理論課”、“習(xí)題課”和“討論課”，將教、學(xué)、做有機(jī)的結(jié)合起來。針對學(xué)生設(shè)計(jì)電路時(shí)由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象或者故障，理論教學(xué)中引入仿真軟件，直觀體現(xiàn)電路的功能以及性能指標(biāo)，加深學(xué)生對于書本知識的理解，同時(shí)活躍課堂氣氛，達(dá)到激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性的目的。
3.1.2教學(xué)內(nèi)容改革。在課本內(nèi)容之外補(bǔ)充講解“工程應(yīng)用實(shí)例”，并向?qū)W生推薦幾篇近期核心期刊上的有關(guān)文章， 彌補(bǔ)理論教學(xué)內(nèi)容落后實(shí)際的缺陷，擴(kuò)展學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
3.2實(shí)踐教學(xué)模式改革
實(shí)踐課程建立在理論教學(xué)的基礎(chǔ)之上，對理論課有畫龍點(diǎn)睛的作用[7-8]。
3.2.1實(shí)驗(yàn)方法改革。本著“少而精、易掌握、重實(shí)踐”的原則，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生標(biāo)新立異的思維，在實(shí)驗(yàn)中理解、消化和鞏固所學(xué)的知識。
3.2.2實(shí)驗(yàn)平臺改革—增加仿真實(shí)驗(yàn)平臺。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為演驗(yàn)證性內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)果早已知道，不能激發(fā)學(xué)生的興趣，導(dǎo)致部分學(xué)生做實(shí)驗(yàn)敷衍了事，不能很好的將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合。
仿真實(shí)驗(yàn)平臺是在計(jì)算機(jī)上虛擬出一個(gè)元器件種類齊備、先進(jìn)的電子工作臺。在硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)施前，利用 Multisim 軟件和modelsim軟件的仿真功能先進(jìn)行模擬仿真、調(diào)試，成功后再用硬件進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)方式一方面可以克服實(shí)驗(yàn)室各種條件的限制，另一方面又可以針對不同目的（驗(yàn)證、測試、設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)和創(chuàng)新等）進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析、應(yīng)用和創(chuàng)新的能力。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式相比，突出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為中心的開放模式，不僅實(shí)驗(yàn)效率得到提高，還能訓(xùn)練學(xué)生正確的測量方法和熟練地使用儀器技能。
3.2.3建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中心。為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識，培養(yǎng)個(gè)性發(fā)展，要求創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室做到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放、實(shí)驗(yàn)時(shí)間開放和實(shí)驗(yàn)室資源開放，營造培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的良好氛圍。
4實(shí)施改革后的成效
EDA課程一體化改革改變傳統(tǒng)課程以學(xué)科知識為中心的結(jié)構(gòu)，整合了能力和項(xiàng)目要求，解決了教學(xué)中知識的傳授與個(gè)人能力的培養(yǎng)不能兼顧的這一矛盾。
4.1理論教學(xué)方面。 在教學(xué)過程中，按照“可編程器件原理+EDA設(shè)計(jì)環(huán)境+VHDL語言+數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的思路，系統(tǒng)講述相關(guān)課程。在教學(xué)開始緒論部分，講述EDA技術(shù)在提高電子產(chǎn)品功能、縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品上市的時(shí)限性方面具有巨大的優(yōu)越性，使同學(xué)們認(rèn)識到它已成為電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的熱門技術(shù)，是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的必需手段，同時(shí)向同學(xué)演示交通燈、出租車計(jì)價(jià)器、搶答器等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生想掌握EDA技術(shù)的迫切心情。在良好的課堂氣氛基礎(chǔ)上，由教師為主體，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生為主體，通過在課堂上搭建仿真實(shí)驗(yàn)平臺，與學(xué)生一起設(shè)法解決有關(guān)問題，捕捉課堂上的奇思妙想，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。
4.2實(shí)踐教學(xué)方面
4.2.1實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)。開發(fā)了一套基于CPLD的VHDL軟件模擬平臺。CPLD芯片可實(shí)現(xiàn)上萬次重復(fù)編程，使得系統(tǒng)內(nèi)硬件搭建軟件化，降低實(shí)驗(yàn)成本的同時(shí)，擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的功能，提高了系統(tǒng)的靈活性，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的多樣性。
4.2.2通過項(xiàng)目靈活運(yùn)用課程內(nèi)容。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)教材教學(xué)內(nèi)容滯后當(dāng)今前沿電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀10-15年的缺陷，在實(shí)踐教學(xué)中，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，使教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合。請校外高級工程師指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生參加教師科研或教改活動(dòng)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)、各類學(xué)科競賽、學(xué)術(shù)論文、課外科技活動(dòng)等。
4.2.3實(shí)踐課程效果。以往的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，很多學(xué)生只是照搬書本上的電路，對所設(shè)計(jì)內(nèi)容并未真正理解，花了很大功夫最終設(shè)計(jì)的電路卻錯(cuò)誤百出，不能運(yùn)行，導(dǎo)致效果很不理想。將電路仿真軟件作為項(xiàng)目論證、元器件選擇、設(shè)計(jì)與檢測、改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)制作的先行手段，運(yùn)用軟件中提供的各種儀器和電子器件對電路進(jìn)行仿真分析和實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而深入理解所學(xué)電子知識。課程改革后95%學(xué)生成功制作了電子作品，提高了學(xué)習(xí)興趣和信心。
該專業(yè)學(xué)生在2012年第五屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽湖南賽區(qū)獲得1個(gè)二等獎(jiǎng)，衡陽市第五屆大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽獲得1個(gè)二等獎(jiǎng)，1個(gè)三等獎(jiǎng)。
5結(jié)束語
本文對EDA課程的教學(xué)改革進(jìn)行探討，主要包括教學(xué)模式改革、實(shí)踐模式改革以及課程考核方式改革，強(qiáng)調(diào)了理論與實(shí)踐、教書與育人、學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新思維培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，期望能夠解決EDA課程教學(xué)中存在的問題。通過本研究，反思我國目前EDA課程中存在的現(xiàn)實(shí)問題并尋找到癥結(jié)點(diǎn)，為EDA課程的改革提供一定的指導(dǎo)意義。
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