時(shí)間:2023-03-20 16:09:23
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇eda技術(shù)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
2.eda技術(shù)在模擬電子技術(shù)理論教學(xué)中的應(yīng)用
EDA即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,以計(jì)算機(jī)和仿真軟件為工具,可以完成整個(gè)電路從系統(tǒng)級(jí)到物理級(jí)的設(shè)計(jì)與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考慮到Multisim先進(jìn)的電路仿真和設(shè)計(jì)功能且一年級(jí)時(shí)曾作為學(xué)生的自修課程,本次教學(xué)研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術(shù)的理論教學(xué)中,對(duì)于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教師可以構(gòu)建電子電路模型進(jìn)行仿真演示,通過(guò)波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對(duì)電路靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能的影響,具體而又生動(dòng),不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂教學(xué)效果。例如在模擬電子教學(xué)中第一次講解共射放大電路時(shí),很多同學(xué)對(duì)放大線路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的波形分不清楚,不知道直流信號(hào)和交流信號(hào)如何疊加在同一個(gè)電路中,電路中各節(jié)點(diǎn)信號(hào)的相位關(guān)系如何覺(jué)得難以理解。傳統(tǒng)教學(xué)中,僅僅靠在黑板上畫圖講解,教師難講,學(xué)生難懂,費(fèi)事費(fèi)力效果卻不好?,F(xiàn)在針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,教師可以通過(guò)Multisim搭建基本共射放大電路模型,設(shè)置模型參數(shù),觀察仿真波形。共射電路輸入信號(hào)(節(jié)點(diǎn)2波形)和輸出信號(hào)(節(jié)點(diǎn)5波形)的反相關(guān)系,并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)4波形是靜態(tài)工作點(diǎn)電壓和交流信號(hào)疊加信號(hào),c1和c2兩個(gè)電容起到隔直作用。通過(guò)Multisim軟件的演示過(guò)程,直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺(jué)感受,電路各點(diǎn)波形在學(xué)生的腦海里留下深刻的印象,教學(xué)效果事半功倍。教學(xué)過(guò)程的前期,可以在課堂上現(xiàn)場(chǎng)建立電路模型,演示如何進(jìn)行仿真,讓學(xué)生逐漸掌握Multisim的使用。在教學(xué)過(guò)程的中后期,隨著學(xué)生對(duì)Multisim軟件的熟悉,為了節(jié)約課堂時(shí)間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時(shí)直接調(diào)用即可。通過(guò)這種理論教學(xué)和軟件演示相輔相成的教學(xué)方式,使得學(xué)生把電路原理、工作波形和數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密結(jié)合在一起,全面掌握模擬電路的基礎(chǔ)理論,更好地理解這門課程。
3.EDA技術(shù)在模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
2EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
2.1EDA技術(shù)的應(yīng)用范圍廣
當(dāng)前電子設(shè)計(jì)中比較流行的編程方式是無(wú)線編程和在線編程,EDA技術(shù)可以很好地適應(yīng)電子設(shè)計(jì)發(fā)展的潮流,實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙編程,同時(shí)也會(huì)使編程具有更高的保密性。
2.2EDA技術(shù)的可靠性高
EDA技術(shù)可以有效克服電子設(shè)計(jì)中復(fù)位障礙和跑飛缺陷,并可以通過(guò)集成和壓縮將電子產(chǎn)品的各系統(tǒng)集成在同一個(gè)芯片之中,便于在電子設(shè)計(jì)中進(jìn)行管理,有利于實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制,大大提升了電子設(shè)計(jì)的可靠性。
2.3EDA技術(shù)的普適性好
EDA技術(shù)可以在電子設(shè)計(jì)的升級(jí)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)中得到有效應(yīng)用,并能發(fā)揮出EDA技術(shù)獨(dú)有的容量大、速度快、效率高的特點(diǎn),這對(duì)于設(shè)計(jì)通信類電子產(chǎn)品來(lái)講無(wú)疑是具有根本性的優(yōu)勢(shì)。
2.4EDA技術(shù)的效率高
EDA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行,通過(guò)多種模塊的功能化EDA技術(shù)可以加快電子設(shè)計(jì)中速度和效率的提升,實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)的超越,達(dá)到了電子設(shè)計(jì)工作對(duì)信息化和市場(chǎng)化的適應(yīng)。
3EDA技術(shù)的流程
3.1EDA技術(shù)的源程序
EDA技術(shù)通過(guò)EDA工具對(duì)需要編輯的圖形或文本加以編譯,形成規(guī)范的VHDL格式文件,這有利于邏輯綜合過(guò)程之前對(duì)編輯的控制,在形成源程序的同時(shí)將其送入到仿真器中進(jìn)行處理,一般檢驗(yàn)圖形或文字編輯的錯(cuò)漏。
3.2EDA技術(shù)的邏輯綜合
通過(guò)綜合器把電路設(shè)計(jì)的高級(jí)語(yǔ)言描繪轉(zhuǎn)化成為低級(jí)的語(yǔ)言描繪,該過(guò)程就是邏輯綜合。在進(jìn)行邏輯綜合之后能夠?qū)HDL網(wǎng)表文件送到仿真器中進(jìn)行仿真操作,其結(jié)果與功能基本保持一致。
3.3EDA技術(shù)的目標(biāo)器件
邏輯適配是指對(duì)生成的網(wǎng)表文件針對(duì)某個(gè)具體的目標(biāo)器件進(jìn)行映射操作。這個(gè)過(guò)程包括器件配置、布線操作等,在指定的目標(biāo)器件中進(jìn)行配置,產(chǎn)生下載文件,之后可以進(jìn)行時(shí)序仿真操作。VHDL仿真器在運(yùn)行的過(guò)程中已經(jīng)對(duì)EDA器件的屬性特征進(jìn)行了全面充分的考慮,因此能夠保證時(shí)序結(jié)果的精確性。
4EDA技術(shù)的應(yīng)用
本研究以EDA技術(shù)在8255A芯片的設(shè)計(jì)工作為例,來(lái)闡述EDA技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)。
4.18255A端口及構(gòu)造體說(shuō)明
該設(shè)計(jì)模塊中PPI端口一共定義了40個(gè)引腳,定義與8255A是相同的。端口的構(gòu)造體許多都是輸入輸出的雙向引腳,其端口是相互對(duì)應(yīng)的在芯片端口的構(gòu)造體內(nèi)部,都是通過(guò)EDA技術(shù)的bus-in和bus-out總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.2構(gòu)造體進(jìn)程
構(gòu)造體進(jìn)程主要包括如下兩個(gè):一是,讀進(jìn)程工作就是指在片選信號(hào)和讀信號(hào)都有效時(shí),從各個(gè)端口對(duì)外部設(shè)備提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行讀入。二是,寫進(jìn)程工作就是在片選信號(hào)和寫信號(hào)有效時(shí),將總線上的數(shù)據(jù)信息寫入到bus-out總線上,便于以后對(duì)使用方式的判別。在這兩項(xiàng)進(jìn)程中需要EDA技術(shù)作為系統(tǒng)支撐。
EDA技術(shù)是以數(shù)字電子技術(shù)課程知識(shí)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(jiǎn)單元器件單元電路設(shè)計(jì),EWB軟件仿真提到了更高一級(jí)的可編程操作平臺(tái)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(duì)數(shù)字電路理論的認(rèn)識(shí)程度。通過(guò)對(duì)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(duì)數(shù)字電路基礎(chǔ)理論的認(rèn)識(shí),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(tái),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(duì)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(yǔ)言(HDL)完成系統(tǒng)行為級(jí)設(shè)計(jì),最后通過(guò)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(guò)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(tái),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(guò)程的正確性。從而使數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)起來(lái)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(lái),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(duì)電路進(jìn)行修改、升級(jí),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(tái)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(lái)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(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(shè)計(jì)應(yīng)用為基本要求,開發(fā)基于工作過(guò)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(guò)程中來(lái)構(gòu)建相關(guān)理論知識(shí)。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(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)句語(yǔ)法內(nèi)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(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(guò)一些簡(jiǎn)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(yǔ)言教學(xué)模式和流程,將語(yǔ)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(yǔ)言編程能力
VHDL語(yǔ)言基本結(jié)構(gòu)
計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)
6
VHDL語(yǔ)言并行語(yǔ)句
8位加法器設(shè)計(jì)
8
VHDL語(yǔ)言順序語(yǔ)句
7段數(shù)碼顯示譯碼器設(shè)計(jì)
8
VHDL語(yǔ)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(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì),等。
(任選一題)
20
總計(jì)
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(duì)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)校現(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(tái)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(guò)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(guò)認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測(cè),對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購(gòu)置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來(lái)說(shuō)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(guó)Altera公司通過(guò)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(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來(lái)約20臺(tái)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(wèn)題并節(jié)約了不少資金。
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(guò)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(yǔ)音教學(xué)服務(wù),我們購(gòu)買了無(wú)線話筒。有一些國(guó)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(guò)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(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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)展速度非常快,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢(shì),不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來(lái)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(guó)性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來(lái),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(hào)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)??偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬(wàn)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(shí)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(guò)EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)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(guò)Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(guò)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(lái)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(chǎng)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(jìng)賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
參考文獻(xiàn):
[1]陳旭,王成華.建好電工電子基地培養(yǎng)面向21世紀(jì)的高素質(zhì)人才[A].國(guó)家工科基礎(chǔ)課程教學(xué)的基地建設(shè)研討會(huì)論文集[C].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1999.4.(166).
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計(jì)自動(dòng)化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個(gè)重要方面。國(guó)內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過(guò)程中,始終對(duì)EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué),EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過(guò)近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
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(wàn)元,第一期工程建立起配備有40臺(tái)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(tái)PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺(tái)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(duì)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(tái)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(guò)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(guò)認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測(cè),對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購(gòu)置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來(lái)說(shuō)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(guó)Altera公司通過(guò)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(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來(lái)約20臺(tái)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(wèn)題并節(jié)約了不少資金。
中國(guó)-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(guò)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(yǔ)音教學(xué)服務(wù),我們購(gòu)買了無(wú)線話筒。有一些國(guó)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(guò)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(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(shì),不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來(lái)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(guó)性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來(lái),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(hào)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)??偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬(wàn)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(shí)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(guò)EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)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(guò)Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(guò)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(lái)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(chǎng)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(jìng)賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計(jì)自動(dòng)化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個(gè)重要方面。國(guó)內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過(guò)程中,始終對(duì)EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué),EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過(guò)近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
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(wàn)元,第一期工程建立起配備有40臺(tái)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(tái)PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺(tái)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(duì)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)校現(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(tái)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(guò)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(guò)認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測(cè),對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購(gòu)置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來(lái)說(shuō)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(guó)Altera公司通過(guò)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(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來(lái)約20臺(tái)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(wèn)題并節(jié)約了不少資金。
中國(guó)-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(guò)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(yǔ)音教學(xué)服務(wù),我們購(gòu)買了無(wú)線話筒。有一些國(guó)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(guò)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(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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)展速度非常快,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢(shì),不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來(lái)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(guó)性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來(lái),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(hào)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)??偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬(wàn)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(shí)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(guò)EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)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(guò)Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(guò)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(lái)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(chǎng)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(jìng)賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
1.引言
在信息社會(huì)中,數(shù)字化是電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),因此在電子信息及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中也越來(lái)越看重?cái)?shù)字技術(shù),《數(shù)字電子技術(shù)》是電子信息及相關(guān)信息類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程,其基本理論及實(shí)踐技能也是許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。EDA(Electronic DesignAutomation)技術(shù)作為數(shù)字電子技術(shù)的延伸,已經(jīng)引入到電子信息類教學(xué)中,不僅可以豐富教學(xué)摘要的意義。
2.《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)的主要問(wèn)題
教學(xué)手段單一,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。,EDA技術(shù)。在教學(xué)中仍采用理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課分離的教學(xué)模式,在理論教學(xué)中,《數(shù)字電子技術(shù)》內(nèi)容大多抽象難懂,教師采用“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)模式授課,不僅學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味,而且教學(xué)效果不理想。而實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生僅僅只需按照實(shí)驗(yàn)步驟連接電路甚至不需要了解原理也可以完成實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。數(shù)字電路的設(shè)計(jì)僅是“紙上談兵”的設(shè)計(jì),學(xué)生自然對(duì)這門課的實(shí)驗(yàn)毫無(wú)興趣。
3. EDA技術(shù)及其功能
3.1 EDA技術(shù)的含義
EDA即電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)是由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助工程發(fā)展而來(lái)的,它以大規(guī)??删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計(jì)載體,以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)設(shè)計(jì)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)工具,通過(guò)有關(guān)的開發(fā)軟件,自動(dòng)完成用軟件的方式設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的一門新技術(shù)。它可以實(shí)現(xiàn)邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合與優(yōu)化以及邏輯布局布線、邏輯仿真,完成對(duì)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眉尚荆粌H為電子技術(shù)設(shè)計(jì)人員提供了新的設(shè)計(jì)理念,同時(shí)也為教學(xué)提供了科學(xué)而便捷的平臺(tái)。
3.2 EDA技術(shù)的功能
EDA技術(shù)的開發(fā)平臺(tái)QUARTUS Ⅱ是Altera公司推出的新一代FPGA/CPLD開發(fā)軟件,適合于大規(guī)模復(fù)雜的邏輯電路設(shè)計(jì)。它是Altera公司的第4代可編程邏輯器件的集成開發(fā)環(huán)境,提供了從輸入設(shè)計(jì)到器件編程的全部功能。“自頂向下”設(shè)計(jì)方法從系統(tǒng)設(shè)計(jì)人手,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(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò),并用硬件描述語(yǔ)言對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述。在功能一級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證,然后用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體的門級(jí)邏輯電路的,其對(duì)應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)級(jí)可以是印刷電路板或?qū)S眉呻娐贰?/p>
1)EDA軟件平臺(tái)中具有各類元件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)EDA能夠進(jìn)行元器件的創(chuàng)建和編輯。為學(xué)生掌握各類電子元器件提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2)EDA軟件平臺(tái)中可以完成電路原理圖的設(shè)計(jì),通過(guò)這一功能可以完成各類元器件構(gòu)成的電路原理圖。
3)EDA軟件平臺(tái)中具有綜合仿真模塊,可以進(jìn)行多種類型的仿真分析。分析結(jié)果波形圖顯示出來(lái),直觀、清晰。
4 應(yīng)用EDA技術(shù)授課的好處
4.1 提高授課質(zhì)量
有些內(nèi)容選用EDA技術(shù)授課,傳授方式更直觀,教師感到得心應(yīng)手,學(xué)生也容易接受。例如,組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)這部分內(nèi)容一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)。,EDA技術(shù)。,EDA技術(shù)。在組合電路中,當(dāng)輸入信號(hào)改變狀態(tài)時(shí),輸出端可能出現(xiàn)虛假信號(hào)---過(guò)渡脈沖的現(xiàn)象稱為競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,對(duì)信號(hào)的延時(shí)只能采用一些形象的比喻,但初學(xué)者對(duì)這一概念比較模糊?,F(xiàn)在,我們只需用QUARTUS Ⅱ模擬功能進(jìn)行仿真,就可以很輕松地讓學(xué)生理解這一知識(shí)點(diǎn),分析結(jié)果以波形圖顯示出來(lái),豐富直觀的數(shù)據(jù)不但為學(xué)生提供方便,而且其得出的結(jié)論接近實(shí)踐性,同時(shí)節(jié)約了時(shí)間。,EDA技術(shù)。顯然,對(duì)某些章節(jié)中存在的教師難講、學(xué)生難懂的內(nèi)容,這種授課方式可以起到事半功倍的作用。由于教授方式符合客觀認(rèn)知規(guī)律,教學(xué)質(zhì)量得以提高。
4.2 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)力
EDA軟件的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是一個(gè)虛擬環(huán)境,可以避免使用種類繁多的專用集成芯片,簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)電路。學(xué)生用硬件描述語(yǔ)言編寫程序,可以在同一可編程邏輯器件上完成各種不同的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn),避免了連線的繁瑣,豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí),可在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)構(gòu)想的指導(dǎo)下開發(fā)一個(gè)通用的基于EDA的硬件平臺(tái),來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)效率。符合學(xué)生接受知識(shí)的客觀規(guī)律,有助于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,提高他們掌握所學(xué)知識(shí)的能力。課堂上師生互動(dòng)、生動(dòng)活潑,氣氛非?;钴S。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)動(dòng)力大為增加。
4.3 以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為載體。構(gòu)造創(chuàng)新人才培養(yǎng)平臺(tái)
采用EDA技術(shù),那么學(xué)生必須自己在充分掌握實(shí)驗(yàn)理論的基礎(chǔ)上自己編寫程序,這有別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生僅僅只需按照實(shí)驗(yàn)步驟連接電路甚至不需要了解原理也可以完成實(shí)驗(yàn)。這將大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高知識(shí)應(yīng)用能力。同時(shí)EDA工具能給學(xué)生創(chuàng)造優(yōu)良的環(huán)境,強(qiáng)化了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有針對(duì)性的選做,使學(xué)生具有更大的自由度。也可以在計(jì)算機(jī)上主動(dòng)、反復(fù)設(shè)疑和實(shí)驗(yàn),由不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選擇最佳設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)方案。通過(guò)驗(yàn)證、測(cè)試、設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)和創(chuàng)新等方面進(jìn)行不同形式的訓(xùn)練,使學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力得到較好的鍛煉,逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力,有利于學(xué)生個(gè)性和才能的全面發(fā)展。,EDA技術(shù)。在此基礎(chǔ)上還可以開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),進(jìn)行電子實(shí)習(xí)、電子競(jìng)賽、職業(yè)技能取證培訓(xùn)等。
5 結(jié)論
在《數(shù)字電子技術(shù)》的教學(xué)過(guò)程引入EDA技術(shù),不僅可以使學(xué)生形象、直觀地理解電路的相關(guān)原理和工作過(guò)程,還可以通過(guò)修改電路的形式或參數(shù),與學(xué)生一起討論電路中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象,找出解決問(wèn)題的方法,這樣不僅可以活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生反應(yīng)易學(xué)、新穎、有趣。,EDA技術(shù)。同時(shí)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合緊密,充分發(fā)揮了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性,達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)11(c)-0033-02
數(shù)字電路EDA也是電子信息工程學(xué)院各個(gè)專業(yè)的一門必修課,它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,是實(shí)踐教學(xué)中不可缺少的重要教學(xué)環(huán)節(jié),EDA實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解通過(guò)軟件仿真的方法可以高效的完成硬件電路設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)技術(shù),初步掌握自頂向下的設(shè)計(jì)方法、EDA設(shè)計(jì)流程等,會(huì)用原理圖輸入和硬件描述語(yǔ)言VHDL設(shè)計(jì)邏輯電路。
數(shù)字電路EDA課程是高等院校電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的實(shí)踐課程,具有理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),優(yōu)化該課程的實(shí)踐教學(xué),對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要,由注重傳授知識(shí)向注重培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方向轉(zhuǎn)變,隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,電子類高新技術(shù)的開發(fā)也更加依賴于EDA技術(shù)的應(yīng)用,通過(guò)實(shí)踐課程,學(xué)生掌握使用EDA工具設(shè)計(jì)數(shù)字電路的方法,包括設(shè)計(jì)輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過(guò)程。
1 優(yōu)化課程的實(shí)踐教學(xué)
數(shù)字電路課程引入EDA技術(shù),不僅極大地豐富課程選題,而且同一課題出現(xiàn)多種實(shí)現(xiàn)方案,提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,對(duì)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、撰寫論文等起到了啟蒙和引導(dǎo)的作用。
2 綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí),解決工程實(shí)際應(yīng)用能力
EDA(Electronic Design Automation)是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái),原理圖輸入法、硬件描述語(yǔ)言(VHDL)為設(shè)計(jì)語(yǔ)言,可編程邏輯器件為實(shí)驗(yàn)載體。
自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法就是從系統(tǒng)的總體要求出發(fā),自上而下地逐步將設(shè)計(jì)內(nèi)容細(xì)化,最后完成系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的三個(gè)層次如下。
第一層次是行為描述。實(shí)質(zhì)上就是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的描述(抽象程度高)。
第二層次是RTL方式描述,又稱寄存器傳輸描述(數(shù)據(jù)流描述),以實(shí)現(xiàn)邏輯綜合。
第三層次是邏輯綜合,就是利用邏輯綜合工具,將RTL方式描述的程序轉(zhuǎn)換成用基本邏輯元件表示的文件(門級(jí)網(wǎng)絡(luò)表)。在門電路級(jí)上再進(jìn)行仿真,并檢查定時(shí)關(guān)系。
完成硬件設(shè)計(jì)的兩種選擇,由自動(dòng)布線程序?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASIC芯片制造工藝,做出ASIC芯片。將網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成FPGA編程代碼,利用FPGA器件完成硬件電路設(shè)計(jì)。
3 應(yīng)用實(shí)例
首先建立一個(gè)新的工程,然后建立新文件并輸入如下的代碼:
module sled(seg,dig,clock,rst_n,);
input clock;
input rst_n;
output [7:0] seg;
output [3:0] dig;
reg [7:0] seg_reg;
reg [3:0] dig_reg;
reg [3:0] disp_dat;
reg [36:0] count;
always @ (posedge clock )
begin
if(!rst_n)
count = 37'b0;
else
count = count + 1'b1;
dig_reg= 4'b0000;//
end
always @ (count[3])
begin
disp_dat = {count[7:4]};
end
always @ (disp_dat)
begin
case (disp_dat)
4'h0 : seg_reg = 8'hc0;
4'h1 : seg_reg = 8'hf9;
4'h2 : seg_reg = 8'ha4;
4'h3 : seg_reg = 8'hb0;
4'h4 : seg_reg = 8'h99;
4'h5 : seg_reg = 8'h92;
4'h6 : seg_reg = 8'h82;
4'h7 : seg_reg = 8'hf8;
4'h8 : seg_reg = 8'h80;
4'h9 : seg_reg = 8'h90;
4'ha : seg_reg = 8'h88;
4'hb : seg_reg = 8'h83;
4'hc : seg_reg = 8'hc6;
4'hd : seg_reg = 8'ha1;
4'he : seg_reg = 8'h86;
4'hf : seg_reg = 8'h8e;
endcase
end
assign seg=seg_reg;
assign dig=dig_reg;
endmodule
保存后,再編譯,之后選Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation進(jìn)行仿真。最后配置引腳,下載并運(yùn)行。
4 營(yíng)造良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境并建立科學(xué)的評(píng)價(jià)方法
基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路實(shí)踐教學(xué)主要由計(jì)算機(jī),EDA軟件開發(fā)工具,可編程芯片及實(shí)驗(yàn)硬件開發(fā)系統(tǒng)組成,該院已建有EDA 實(shí)驗(yàn)室,配有多臺(tái)安裝Quartus開發(fā)軟件的PC機(jī),為每人或者小組完成課題提供良好的實(shí)驗(yàn)條件。
如何評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)成果,客觀,合理的給出成績(jī),既能反映出真實(shí)水平又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新意識(shí),不以最終結(jié)果正確性作為評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn),而對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都給出量化的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。
5 結(jié)語(yǔ)
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中引入EDA技術(shù),蘊(yùn)含著數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新思路、新方法,代表了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方向,EDA技術(shù)采用“自上向下”設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的方法,通過(guò)設(shè)計(jì)邏輯功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)功能,不僅大大提高了工作效率,而且提高了系統(tǒng)的可靠性,使設(shè)計(jì)更加靈活,學(xué)生在大二期間,就能夠通過(guò)數(shù)字電路EDA實(shí)驗(yàn),掌握EDA技術(shù),對(duì)將來(lái)后續(xù)課程的學(xué)習(xí),以及對(duì)學(xué)生提高創(chuàng)新能力,工程設(shè)計(jì)能力都是十分有利,數(shù)字電路EDA實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用EDA技術(shù)可使學(xué)生突破硬件資源,制作耗時(shí)的限制,充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性,設(shè)計(jì)出別具特色的作品來(lái),使課程設(shè)計(jì)的效果大大提高,應(yīng)用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字電路,可為實(shí)驗(yàn)的選題拓寬范圍,增加了課程的趣味性、綜合性、創(chuàng)造性,以不同類型,不同難度的設(shè)計(jì)任務(wù)供學(xué)生選擇。
參考文獻(xiàn)
0 前言
目前,我們正處在瞬息萬(wàn)變的信息時(shí)代,信息時(shí)代對(duì)教育教學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)。教師要清醒地認(rèn)識(shí)到除了掌握本學(xué)科的專業(yè)知識(shí)外,還必須學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育技術(shù)的知識(shí)。現(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(shuō)明其在電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的簡(jiǎn)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?、圖形、圖像、表格混合編排,制作成版面整齊美觀、視覺(jué)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(lái)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(lái)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(lái)制作學(xué)生成績(jī)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(shì)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(jiǎn)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(jiǎn)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(shí),這對(duì)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(guó)的Macromedia公司推出的優(yōu)秀網(wǎng)頁(yè)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(lè)、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(guò)程,用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難講授,若通過(guò)動(dòng)畫來(lái)形象地模擬出這些過(guò)程,則能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到理解這些知識(shí)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(lái)說(shuō)明就顯得蒼白無(wú)力,如果用動(dòng)畫來(lái)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(tái)上,用硬件描述語(yǔ)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(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對(duì)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(tái)
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(tái)”,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(cè)量?jī)x器直接從屏幕圖形中選取,且軟件提供的測(cè)量?jī)x器的圖形界面和實(shí)際測(cè)量?jī)x器非常相似。利用MultiSim來(lái)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(duì)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(hào)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(guó)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(shí),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(shí)電路仿真軟件的作用,充分利用這種現(xiàn)代化教育手段來(lái)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(wú)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(yǔ)
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(tái)階。
論文摘要:本文從高職教育的特點(diǎn)出發(fā),闡述了傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在的缺陷,引出如何讓高職院校的學(xué)生能夠通過(guò)實(shí)踐的方法掌握電子專業(yè)基礎(chǔ)課中必備的一些抽象的理論知識(shí)的問(wèn)題。列舉了幾種常用的EDA軟件(protel、NI Multisim 10、MAX plusII等)的功能、特點(diǎn)、適用范圍,最后,通過(guò)具體的應(yīng)用實(shí)例提出高職教育中EDA教學(xué)與電子專業(yè)基礎(chǔ)課的相互滲透的方法,使得二者有機(jī)結(jié)合,達(dá)到更好的教學(xué)效果。
教育
引言
職業(yè)技術(shù)學(xué)院以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)各層面需求的、與時(shí)代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才為根本任務(wù)。一貫以來(lái)培養(yǎng)目標(biāo)是以專業(yè)技術(shù)知識(shí)為基礎(chǔ),以實(shí)踐為核心,注重理論聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握一門扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和技能,使學(xué)生有較強(qiáng)的知識(shí)轉(zhuǎn)化能力。
教育
1.傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問(wèn)題
電子類職業(yè)學(xué)校的專業(yè)課都開設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)課,這些專業(yè)基礎(chǔ)課涉及的知識(shí)面廣,基本概念、基本原理、分析方法多,因此學(xué)生在學(xué)習(xí)中,總是覺(jué)得很吃力,學(xué)完之后,又不知道如何運(yùn)用知識(shí)。問(wèn)題的癥結(jié)是學(xué)生剛剛接觸專業(yè)的知識(shí),沒(méi)有基礎(chǔ),而且傳統(tǒng)的教學(xué)用單一的方法從理論上闡述,學(xué)生學(xué)起來(lái)感到抽象,難以理解和掌握,所以學(xué)生難以學(xué)好專業(yè)課。但專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)好后,對(duì)學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。高等職業(yè)院校的電子專業(yè)基礎(chǔ)理論課具有入門難、邏輯思維能力要求高的特點(diǎn),比如《電工技術(shù)基礎(chǔ)》的公式多、定理多、計(jì)算量大,《電子技術(shù)基礎(chǔ)》概念多,單元電路分析計(jì)算難,電子專業(yè)基礎(chǔ)課理論性,實(shí)踐性強(qiáng),與學(xué)生在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)聯(lián)系不多,每次課的新知識(shí)多,信息量大,抽象且枯燥無(wú)味,往往學(xué)生進(jìn)入專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)都會(huì)感到難以適應(yīng),久而久之導(dǎo)致惡性循環(huán),以至于失去學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣和信心。
2.傳統(tǒng)的EDA課程教學(xué)存在的主要問(wèn)題
隨著EDA技術(shù)的普及,職業(yè)技術(shù)學(xué)院也相繼開設(shè)了相關(guān)的課程比如《EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》,《Protel電路設(shè)計(jì)》,《可編程控制技術(shù)》等,涉及的主要軟件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件,虛擬電子與電工儀器和儀表,實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個(gè)原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬仿真軟件。
NI Multisim 10的元器件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用,同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù),而且建庫(kù)所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到,因此也很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。PROTEL是PORTEL公司(后更名為Altium)推出的EDA軟件,是電子設(shè)計(jì)者的首選軟件,在電子行業(yè)的CAD軟件中,它當(dāng)之無(wú)愧地排在眾多EDA軟件的前面,是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng),它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號(hào)仿真、多層印制電路板設(shè)計(jì)(包含印制電路板自動(dòng)布線)、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能,并具有Client/Server(客戶/服務(wù)器)體系結(jié)構(gòu),同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式,如ORCAD,PSPICE,EXCEL等,其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度PCB的100%布通率,它較早就在國(guó)內(nèi)開始使用,在國(guó)內(nèi)的普及率也最高,幾乎所有的電子公司都要用到它,許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時(shí)在其條件欄上常會(huì)寫著要求會(huì)使用PROTEL。Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境,Max+plusⅡ界面友好,使用便捷,在Max+plusⅡ上可以完成設(shè)計(jì)輸入、元件適配、時(shí)序仿真和功能仿真、編程下載整個(gè)流程,它提供了一種與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)環(huán)境,是設(shè)計(jì)者能方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、快速處理和器件編程。但是,一般這些課程會(huì)被安排在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)完畢以后,在第三或第四學(xué)期,學(xué)生在學(xué)習(xí)到這些仿真軟件時(shí)往往已經(jīng)忘卻了許多重要的基本知識(shí)。除此以外,傳統(tǒng)的教學(xué)方法在EDA應(yīng)用軟件的教學(xué)中只注重命令的介紹,或者說(shuō)強(qiáng)調(diào)命令的操作步驟,而不重視命令以外的東西。由于教師本身的學(xué)業(yè)水平及其素質(zhì)問(wèn)題,功能性教學(xué)方法被廣泛采用。采用這種方法學(xué)生不可能在教學(xué)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)宏觀地、整體地去把握事物的內(nèi)涵,所學(xué)的知識(shí)缺乏連貫性,獨(dú)立操作軟件的水平不高,只能簡(jiǎn)單模仿和死記硬背。同時(shí)該方法往往是以教師為中心,課堂上教師講得多,學(xué)生參與少,不能適應(yīng)培養(yǎng)高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在明顯的缺陷。在具體實(shí)施過(guò)程中教師應(yīng)積極參加教研教改項(xiàng)目,以教改促進(jìn)課程教學(xué)整體質(zhì)量的提高。比如,在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中不能照搬傳統(tǒng)的一套教學(xué)方法,從數(shù)學(xué)推導(dǎo)或理論分析來(lái)得到相關(guān)的結(jié)論。一方面,應(yīng)該借助電子仿真軟件EDA開展教學(xué),直觀的形象顯示有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析問(wèn)題的能力,有助于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的講解,可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。另一方面結(jié)合其它課程設(shè)計(jì)的方法來(lái)提高EDA軟件的使用,如《電路基礎(chǔ)》、《數(shù)字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設(shè)計(jì)以前都是手工完成設(shè)計(jì)部分的工作,現(xiàn)在都安排在EDA技術(shù)中心利用EDA軟件來(lái)完成。通過(guò)大量實(shí)際訓(xùn)練,使學(xué)生掌握EDA在本專業(yè)各項(xiàng)設(shè)計(jì)與電路制作中的應(yīng)用。在接觸各種實(shí)際的和模擬的設(shè)計(jì)電路課題的過(guò)程中,提高分析、解決問(wèn)題的能力。最后,推廣職業(yè)認(rèn)證考試高職教育應(yīng)該依照國(guó)家職業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)學(xué)生就業(yè)有實(shí)際幫助的相關(guān)職業(yè)證書的要求,
調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程體系,把職業(yè)資格證書涉及的相關(guān)課程納入教學(xué)計(jì)劃之中,將證書考試大綱與專業(yè)教學(xué)大綱相銜接,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,強(qiáng)化學(xué)生技能訓(xùn)練,使學(xué)生在獲得學(xué)歷證書的同時(shí),順利獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書,增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。通過(guò)比賽提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進(jìn)課程改革建設(shè)的深入。
結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐證明,職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課程和EDA教學(xué)方式的改革是勢(shì)在必行的,只有通過(guò)改革才能把這兩門課程教學(xué)實(shí)施得更好,才能達(dá)到高職高專院校培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)各層面需求的、與時(shí)代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。當(dāng)然,筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執(zhí)行的教學(xué)方式還不夠細(xì)致和完善,這當(dāng)中還存在很多方面的問(wèn)題需要在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)去檢驗(yàn)和解決。
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