EDA技術(shù)課程教學(xué)改革研究-課程改革

　　導讀：技術(shù)是以數字電子技術(shù)課程知識為基礎。采用項目化教學(xué)方法。課程改革思路。

　　關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)，項目化教學(xué)方法，課程改革

　　EDA技術(shù)是以數字電子技術(shù)課程知識為基礎，具有較強實(shí)踐性、工程性的專(zhuān)業(yè)課程。將數字電路設計從簡(jiǎn)單元器件單元電路設計，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)生電子電路綜合設計能力。但是，傳統的教學(xué)模式是將兩門(mén)課程分開(kāi)，先上數字電路，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)生對數字電路理論的認識程度。通過(guò)對EDA技術(shù)課程的教學(xué)改革，以實(shí)訓的方式采用項目教學(xué)法，使學(xué)生在較短的時(shí)間內掌握EDA技術(shù)基礎及其實(shí)驗系統，從數字系統的單元電路，如譯碼器、計數器等入手，加深對數字電路基礎理論的認識，逐漸完成數字系統設計。

　　1. EDA技術(shù)及其在教學(xué)中的應用

　　1.1 EDA技術(shù)

　　EDA技術(shù)即電子設計自動(dòng)化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果而形成的一門(mén)新技術(shù)畢業(yè)論文格式，是一種能夠設計和仿真電子電路或系統的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計，對整個(gè)系統進(jìn)行方案設計和功能劃分，系統的關(guān)鍵電路用一片或幾片專(zhuān)用集成電路(ASIC)實(shí)現，然后采用硬件描述語(yǔ)言(HDL)完成系統行為級設計，最后通過(guò)綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個(gè)典型的EDA設計流程。

　　圖1 EDA設計流程圖

　　1.2 EDA技術(shù)在教學(xué)中的應用

　　在教學(xué)過(guò)程中，EDA技術(shù)利用計算機系統強大的數據處理能力，以及配有輸入輸出器件(開(kāi)關(guān)、按鍵、數碼管、發(fā)光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開(kāi)發(fā)平臺，使得在電子設計的各個(gè)階段、各個(gè)層次可以進(jìn)行模擬驗證，保證設計過(guò)程的正確性。從而使數字系統設計起來(lái)更加容易，讓學(xué)生從傳統的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來(lái)，將精力集中在電路的設計上。同時(shí)，采用EDA技術(shù)實(shí)現數字電路設計，不但提高了系統的穩定性，也增強了系統的靈活性，方便學(xué)生對電路進(jìn)行修改、升級，讓實(shí)驗不在單調的局限于幾個(gè)固定的內容，使教學(xué)更上一個(gè)臺階，學(xué)生的開(kāi)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(zhù)體現鞏固數字電路基礎，掌握現代電子設計自動(dòng)化技術(shù)的原則來(lái)處理和安排EDA技術(shù)教學(xué)內容。打破傳統的從EDA技術(shù)概述、VHDL語(yǔ)言特點(diǎn)、VHDL語(yǔ)句等入手的按部就班的教學(xué)方法，以設計應用為基本要求，開(kāi)發(fā)基于工作過(guò)程的項目化課程，以工作任務(wù)為中心組織課程內容，讓學(xué)生在完成具體項目的過(guò)程中來(lái)構建相關(guān)理論知識。將EDA技術(shù)分為四個(gè)方面的內容，即：可編程邏輯器件、硬件描述語(yǔ)言、軟件開(kāi)發(fā)工具、實(shí)驗開(kāi)發(fā)系統，其中，可編程邏輯器件是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統設計的載體，硬件描述語(yǔ)言是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統設計的主要表達手段，軟件開(kāi)發(fā)工具是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統設計的智能化的自動(dòng)設計工具,實(shí)驗開(kāi)發(fā)系統則是利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學(xué)方法，以實(shí)訓的方式展開(kāi)，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(xiàn)路設計為基點(diǎn)，從實(shí)例的介紹中引出VHDL語(yǔ)句語(yǔ)法內容。在典型示例的說(shuō)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該電路系統功能的時(shí)序波形圖及硬件仿真效果。通過(guò)一些簡(jiǎn)單、直觀(guān)、典型的實(shí)例畢業(yè)論文格式，將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚，使學(xué)生在很短的時(shí)間內就能有效地掌握VHDL的主干內容，并付諸設計實(shí)踐。這種教學(xué)方法突破傳統的VHDL語(yǔ)言教學(xué)模式和流程，將語(yǔ)言與EDA工程技術(shù)有機結合，以實(shí)現良好的教學(xué)效果，同時(shí)大大縮短了授課時(shí)數。表1為課程具體內容及實(shí)訓學(xué)時(shí)分配。

　





















 
    表1 課程具體內容及實(shí)訓學(xué)時(shí)分配

　　從EDA技術(shù)開(kāi)發(fā)工具和實(shí)驗系統介紹入手，幫助學(xué)生在感性上對EDA技術(shù)產(chǎn)生一定的認識，再分別以不同的項目為載體學(xué)習VHDL語(yǔ)言，讓學(xué)生快速掌握EDA技術(shù)的基本內容。最后，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性和創(chuàng )造性，綜合運用所學(xué)知識完成簡(jiǎn)單集成電路的設計，培養學(xué)生獲取知識的能力。

　　3.結束語(yǔ)

　　EDA技術(shù)課程在高校電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育中發(fā)揮著(zhù)不容忽視的作用，EDA技術(shù)已經(jīng)成為電子行業(yè)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)和進(jìn)行科學(xué)研究所需要的基本技能。通過(guò)對EDA技術(shù)課程教學(xué)改革，提高了學(xué)生電子設計的綜合能力，培養了學(xué)生主動(dòng)獲取知識，靈活運用知識的能力。促進(jìn)了信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現教學(xué)內容的呈現方式、學(xué)生的學(xué)習方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革。

　　【參考文獻】

　　[1]顧斌趙明忠姜志鵬等，數字電路EDA設計[M]，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004;

　　[2]潘松黃繼業(yè)，EDA技術(shù)與VHDL(第2版) [M]，北京：清華大學(xué)出版社，2007;

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