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模拟电子技术和数字技术是电子技术的两大组成部分，长期以来这两个部分都是相互独立的。随着科技的不断发展，大规模集成电路以及微电子电路的出现，相互独立的局面已被打破，同时也改变了电路元器件以及电子控制等系统限制。在现代的电子技术中模拟电子技术部分包括为半导体PN结、微变等效电路、电路的控制与正负反馈电路、集成运放等效电路、偏置电路等内容。模拟数字技术则强调电路的规律性与控制性，由于在模拟电子技术中的使用的半导体晶体都是非线性器件，因此产生的控制信号都是非线性信号，各种放大电路的组成都是通过加偏执电路，利用半导体的单向导电性以及稳压性来实现的。因此将eda技术引入到电子技术理论教学，重点要放在各种放大电路的处理、分析以及衍生，因为所有的放大电路以及偏置电路运用的都是最基本的二级管放大原理。在教学上要将各种离散的电子技术知识串接起来进行教学，使得包括逻辑电路、定时器和触发器以及数模转化等知识在EDA这一主线能够统一起来，更好地提高电子技术教学质量。在进行理论知识教学的同时要配合适当的实验讲解，培养学生良好的思考能力与动手分析能力。
2.基于EDA技术的电子技术实践教学
电子技术实验教学是辅助电子技术理论教学，是提高学生灵活运用所学的理论知识的实践，而EDA技术的引入更是给传统的电子技术实践教学带来了全新的体验。在传统的电子技术教学实验中，学生使用分开的电子元器件在实验台上进行搭线桥接各种电路，即使在进行数字技术实验也是通过接线的方式来进行试验。这种搭积木式的试验方式大大降低了学生对于电子技术试验的兴趣。同时这种实验方法对于电子元器件、试验台等精度要求较高，学生在实验中遇到的问题较多，而老师则是把主要精力放在处理学生实验中遇到的各种实验问题，如接线错误以及元器件损坏等，这样极大地降低了电子技术实验效果。在采用EDA技术后，老师通过运用强大的EDA仿真软件以及EDA实验平台，可以大大提高电子技术的实验效果。在进行试验之前，学生利用EDA进行模拟实验，可以提前发现试验中的问题，并且进行独立思考。进而在实际的硬件试验中，学生可以更快更好地完成电子技术相关实验内容。利用这种EDA仿真软件以及EDA实验平台和硬件实验相结合的方式，既锻炼了学生综合运用EDA技术的能力，也使得学生对于电子技术的相关知识掌握得更加牢固。
二、促进EDA在电子技术教学中的应用的措施
EDA技术教学在电子技术教学中有着重要的运用，但是受制于传统电子教学中存在的问题，EDA技术教学不能够很好地开展开来，因此我们需要改变现有的电子技术教学状况，促进EDA在电子技术教学中的应用。
（一）改革目前的应试考试制度
考试是检验学生对于知识的掌握情况，是教学成果中重要的一个环节。在电子教学中不仅要让学生掌握最基本的计算机内部结构理论知识，更要让学生具备较强的实践能力、思考能力、自我总结能力以及创新能力，这些综合能力才能体现出学生综合素质。但是目前的考试制度是一张试卷定分数，仅仅体现出学生的考试能力，其他能力体现不出来，因此需要改革现有的应试考试制度。
1.在实验考核中
应该包含各个方面的考核，才能体现出学生对于知识的掌握程度以及运用程度。应该包括实验报告、实验操作、实验总结等，这样才能体现出教学过程中的以人为本思想，提高学生的创新能力。只有在制度上有了创新，才能提高学生将理论知识运用在实际中的能力。
2.在考试中
应该加大开放性试题以及实验性试题在总分数中的比例，引导学生不断在学习过程中注意观察，不断思考，细心总结。提高学生发现问题以及解决问题的能力，培养学生自我思考的能力。
（二）通过教育媒体的运用来提高教学效果
随着网络的发展，多媒体教学已经越来越广泛地被运用到教学中来。所以我们在电子技术这门课程中，可以运用多媒体来进行辅助教学。通过在多媒体上展示出电子技术的基本原理以及这些原理在电子设备上的运用，然后对于电子设备进行模拟拆解，并且将这些拆解后模块各自的功能以及在使用中容易出现的问题等进行分析。而EDA技术作为较新的技术，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术等高新技术，因此通过EDA技术可以自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。所以在多媒体这一平台进行EDA电子技术教学比单纯的讲解教学效果要好得多，学生更能清晰明了地掌握电子技术相关知识。所以老师要学会借助多媒体来进行EDA电子教学，不仅要考虑到教学的方法，也要考虑到教学的效果。只有学生真正掌握了电子技术知识，老师的教学任务才算完成了。
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现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力。EDA技术研究的对象是电子设计的全过程，有系统级、电路级和物理级各个层次的设计。EDA技术研究的范畴相当广泛，从ASIC开发与应用角度看，包含以下子模块：设计输入子模块、设计数据库子模块、分析验证子模块、综合仿真子模块和布局布线子模块等。EDA主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法，然后从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计，在方框图一级进行仿真、纠错，并用VHDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。
二、EDA技术的发展
EDA技术的发展至今经历了三个阶段：电子线路的CAD是EDA发展的初级阶段，是高级EDA系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力，协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图。它可以减少设计人员的繁琐重复劳动，但自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。
EDA技术中级阶段已具备了设计自动化的功能。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计，而且可以代替人进行某种思维。
高级EDA阶段，又称为ESDA(电子系统设计自动化)系统。过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，设计者先对系统结构分块，直接进行电路级的设计。EDA技术高级阶段采用一种新的设计概念：自顶而下(TOP-Down)的设计程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的设计方法，设计者的精力主要集中在所设计电子产品的准确定义上，EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段EDA技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述。可进行系统级的仿真和综合。
三、基于EDA技术的电子系统设计方法
1.电子系统电路级设计
首先确定设计方案，同时要选择能实现该方案的合适元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后，根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行后分析，包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以将分析后的结果参数反标回电路图，进行第二次仿真，也称为后仿真，这一次仿真主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。
可见，电路级的EDA技术使电子工程师在实际的电子系统产生之前，就可以全面了解系统的功能特性和物理特性，从而将开发过程中出现的缺陷消灭在设计阶段，不仅缩短了开发时间，也降低了开发成本。
2.系统级设计
系统级设计是一种“概念驱动式”设计，设计人员无须通过门级原理图描述电路，而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚，设计人员可以把精力集中于创造性概念构思与方案上，一旦这些概念构思以高层次描述的形式输入计算机后，EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计。
系统级设计的步骤如下：
第一步：按照“自顶向下”的设计方法进行系统划分。
第二步：输入VHDL代码，这是系统级设计中最为普遍的输入方式。此外，还可以采用图形输入方式(框图、状态图等)，这种输入方式具有直观、容易理解的优点。
第三步：将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。对于大型设计，还要进行代码级的功能仿真，主要是检验系统功能设计的正确性，因为对于大型设计，综合、适配要花费数小时，在综合前对源代码仿真，就可以大大减少设计重复的次数和时间，一般情况下，可略去这一仿真步骤。
第四步：利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理，生成门级描述的网表文件，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品系列进行的，所以综合的过程要在相应的厂家综合库支持下才能完成。综合后，可利用产生的网表文件进行适配前的时序仿真，仿真过程不涉及具体器件的硬件特性，较为粗略。一般设计，这一仿真步骤也可略去。
第五步：利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。:
第六步：将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发，通过更换相应的厂家综合库，可以很容易转由ASIC形式实现。
四、前景展望
21世纪将是EDA技术的高速发展时期，EDA技术是现代电子设计技术的发展方向，并着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域随着集成电路技术的高速发展，数字系统正朝着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系统级芯片(SoC，SystemonChip)方向发展，借助于硬件描述语言的国际标准VHDL和强大的EDA工具，可减少设计风险并缩短周期，随着VHDL语言使用范围的日益扩大，必将给硬件设计领域带来巨大的变革。
参考文献：
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EDA技术是以数字电子技术课程知识为基础，具有较强实践性、工程性的专业课程。将数字电路设计从简单元器件单元电路设计，EWB软件仿真提到了更高一级的可编程操作平台上，进一步巩固和提高学生电子电路综合设计能力。但是，传统的教学模式是将两门课程分开，先上数字电路，后上EDA技术，分两学期授课。这样的教学模式存在弊端，减弱了课程之间的联系，降低了学生对数字电路理论的认识程度。通过对EDA技术课程的教学改革，以实训的方式采用项目教学法，使学生在较短的时间内掌握EDA技术基础及其实验系统，从数字系统的单元电路，如译码器、计数器等入手，加深对数字电路基础理论的认识，逐渐完成数字系统设计。
1. EDA技术及其在教学中的应用
1.1 EDA技术
EDA技术即电子设计自动化(Electronic DesignAutomation)是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果而形成的一门新技术毕业论文格式，是一种能够设计和仿真电子电路或系统的软件工具。采用”自顶向下”的层次化设计，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。图1为一个典型的EDA设计流程。
图1 EDA设计流程图
1.2 EDA技术在教学中的应用
在教学过程中，EDA技术利用计算机系统强大的数据处理能力，以及配有输入输出器件(开关、按键、数码管、发光二极管等)、标准并口、RS232串口、DAC和ADC电路、多功能扩展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件开发平台，使得在电子设计的各个阶段、各个层次可以进行模拟验证，保证设计过程的正确性。从而使数字系统设计起来更加容易，让学生从传统的电路离散元件的安装、焊接、调试工作中解放出来，将精力集中在电路的设计上。同时，采用EDA技术实现数字电路设计，不但提高了系统的稳定性，也增强了系统的灵活性，方便学生对电路进行修改、升级，让实验不在单调的局限于几个固定的内容，使教学更上一个台阶，学生的开发创新能力进一步得到提高。
2.课程教学改革实施
2.1课程改革思路
课程改革本着体现巩固数字电路基础，掌握现代电子设计自动化技术的原则来处理和安排EDA技术教学内容。打破传统的从EDA技术概述、VHDL语言特点、VHDL语句等入手的按部就班的教学方法，以设计应用为基本要求，开发基于工作过程的项目化课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。将EDA技术分为四个方面的内容，即：可编程逻辑器件、硬件描述语言、软件开发工具、实验开发系统，其中，可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具,实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。采用项目化教学方法，以实训的方式展开，让学生在“学中做，做中学”。
2.2课程改革措施
以电子线路设计为基点，从实例的介绍中引出VHDL语句语法内容。在典型示例的说明中，自然地给出完整的VHDL描述，同时给出其综合后的表现该电路系统功能的时序波形图及硬件仿真效果。通过一些简单、直观、典型的实例毕业论文格式，将VHDL中最核心、最基本的内容解释清楚，使学生在很短的时间内就能有效地掌握VHDL的主干内容，并付诸设计实践。这种教学方法突破传统的VHDL语言教学模式和流程，将语言与EDA工程技术有机结合，以实现良好的教学效果，同时大大缩短了授课时数。表1为课程具体内容及实训学时分配。
能力
目标
学习情境
项目载体
课时
QuartusⅡ开发工具使用能力
QuartusⅡ开发环境、实验系统
二选一音频发生器设计
6
VHDL语言编程能力
VHDL语言基本结构
计数器电路设计
6
VHDL语言并行语句
8位加法器设计
8
VHDL语言顺序语句
7段数码显示译码器设计
8
VHDL语言综合运用
数控分频器的设计
8
层次化调用方法
4位加减法器的设计
4
综合开发调试能力
8位16进制频率计设计；
十字路通灯设计；
数字钟设计；
波形信号发生器设计，等。
(任选一题)
20
总计
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1 EDA实验环境的建设
EDA(实验)中心的建设起始于1998年初，学校先后投入资金近百万元，第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程，又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。
在EDA中心的建设中，我们遵循以下原则:
(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握，同时EDA的实验环境也是一个窗口，代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设，应该具有EDA特色，那就是要有丰富的EDA软硬件支持，要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境，我们成立了专家指导小组指导环境的建设，并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点，我们将中心80台机器内部互连，整个内部网络完全按照Internet技术规范设计，能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。
(2)严把质量关，高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究，并严格的检测，对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机，检测后发现配置与样机不符，立刻退货，重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设，尽管EDA软件投资较大，为保证实验质量，划出专项资金，引进许多最新的正版EDA软件。
(3)加强外联，寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持，为了做好这方面的工作，我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系，可以从中得到了许多必不可少的帮助，如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备，美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。
(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展，目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置，全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。
(5)勤俭节约，变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害，为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机，建成了硬件机房，很好地解决了这类问题并节约了不少资金。
2 EDA实验环境的管理
我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生，行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理，两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。
在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:
(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作，我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课，我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务，我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统，中心工作人员经过多次试验，使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。
(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外，保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外，还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导，学生可以自由地上机实习。
(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快，我们利用中心与外界联系较多的优势，不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法，与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。
3 效果分析
(1) EDA中心自投入使用以来，已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验，部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。
(2) EDA中心的构建，推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言，迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法，EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作，使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法，而把一些繁琐的计算交给EDA工具，学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。
(3)开放式的管理，方便了学生，激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现，原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法，结果在现场却发现，不少学生已初步学会了EWB的使用，其原因是他们已主动地到EDA中心，通过自学，进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力，反映了他们高度的学习热情和求知欲，这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。
(4) EDA中心成为学生第二课堂的场地，培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛，取得很好的效果，受到了学生的欢迎。
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1 引言
随着电子技术的发展及电子系统设计周期缩短的要求，EDA技术得到迅猛发展。
EDA是ElectronicDesign Automation(电子设计自动化)的缩写。EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计开发工具，通过使用有关的开发软件，自动完成电子系统设计的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术[1]。
目前，几乎所有高校的电类专业都开设了EDA课程，为加强教学效果，通常都使用专门的EDA实验箱来辅助教学，但是实验箱采用了一体化结构，所有的电路和器件都在一块电路板上，在功能上难以根据需要进行扩展，不利于学生的创新设计，复杂系统难以实现；实验箱体积较大，不便携带；EDA 实验箱、单片机实验箱、DSP实验箱、ARM实验箱中很多功能模块的硬件电路是相同的，但不同实验箱上相同模块不能共享，存在资源浪费。由于实验箱的上述缺点，很多高校都纷纷开始设计开发自己的实验系统模块，提高实验箱的利用率，提高学生的工程创新能力[2][3]。
2 EDA实验系统开发的特点
EDA实验系统的开发具有以下特点：
（1）实验内容由单一性向综合性发展
早期开发的EDA实验系统主要是学生用来学习EDA课程、下载程序、进行仿真的工具；使用实验系统是老师用来培养学生设计数字电路的能力、帮助学生学习和掌握开发语言的手段。因此EDA实验系统仅在电子类专业的EDA课程中使用，系统所提供的实验内容仅限于简单的数字电路设计，包括计数器、编码译码器的设计、数码管的显示等。随着EDA技术的发展，电信、通信等专业纷纷引入EDA实验系统，在“通信原理”等课程的实验教学中被广泛应用于实践[4]，实验内容也从单一的基本数字电路的设计发展到集EDA技术实验、单片机实验、DSP实验等为一体的综合性的实验平台[5]。因此，EDA实验平台逐渐面向电子信息类相关专业的学生进行课程的学习，课外竞技活动，电子类设计比赛，并逐渐用于教师进行科研。
（2）系统结构从一体化向模块化发展
早起开发的EDA实验系统在结构上采用一体化的实验箱设计，所有的电路和器件都在一块电路板上[6]。这样，系统的使用虽然可以帮助学生掌握软件的应用，但也使学生对硬件电路不了解；另外，系统在功能上难以根据需要进行扩展，不利于学生进行创新设计，复杂的系统则难以实现。因此在后来的EDA实验系统的开发上，大都都采用了模块化的结构[7][8]，即FPGA、单片机等做在一块核心板上，其IO口以插针形式引出，以方便和外围电路的连接；外围电路则以模块的形式单独做在不同的电路板上，比如数码管显示模块、按键模块、LED显示模块等；根据不同的实验摘要的模块搭建自己设计的电路，从而提高学习兴趣，增强实验教学的效果；此外，模块化的设计还方便老师对学生设计的重复实现，有利于教学水平的提高杂志铺。
（3）核心芯片由单一化向丰富化发展
早期开发的EDA实验系统由于仅用于EDA课程的学习，其核心芯片大都为Altera公司的FPGA等可编程逻辑器件，开发语言环境主要为界面友好、操作简便的Maxplus Ⅱ和Quartus Ⅱ。随着EDA技术向不同学科不同专业的渗透，核心芯片逐渐发展为FPGA、单片机和DSP器件的综合使用，开发语言也逐渐开始使用C语言或汇编语言等。这样，实验系统能提供的实验内容和规模均有所增加，除了基本的数字电路设计实验模块以外，还可以增设调制解调模块、帧同步模块、信号波形产生模块等，扩大了实验系统的使用率，使实验设备向大型化、先进化发展。
（4）使学生的学习由被动向主动发展
电子技术的发展日新月异，早期的实验平台由于其电路设计的封闭性，实验内容只停留在验证实验上，很难加入自己设计的外围电路。而模块化数字电路开放实验平台由于其接口电路的开放性，有能力的学生可以自行设计外围电路达到提高的目的，对于成功的设计还可以加到以后的实验教学中，成为具有自主知识产权的模块。
另外，由于整合了单片机、DSP等芯片的功能模块，实验内容得到很大扩展，学生在实验过程中可以拓宽知识面，主动去学习了解实验所需要的知识，学习的主动性得到很大的提高，并且，由于实验由简单的验证实验向综合的大型设计过渡，学生在实验过程中更容易理解数字电路设计中硬件的概念以及工程的概念。
学生在设计实验时，可能会用到一些实验系统没有开发出的模块，这时，学生需要自己设计该电路模块的电路图以及制作PCB板，直至实际制作出该功能模块。这样，学生除了掌握编程、还需要去学习怎样设计并制作电路板、学习该模块与核心板的接口电路设计等相关知识，因此，在实验过程中，学生的积极性和主动性得到提高。同时，由于实验的规模逐渐增加，同学之间需要团结合作才能共同完成一个实验，因此也锻炼了同学之间的团结合作精神。
3 结论
一个好的EDA实验平台，能培养学生开拓创新精神和团结协作精神、很强的实践操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力。我国高校现阶段所研制开发的EDA综合实验平台，能有效整合和优化多个电子类实验课程的功能，为单片机和 EDA技术等课程提供了综合实验平台，为高校培养创新性人才提供良好的实验条件和氛围。随着电子技术的发展以及EDA技术的不断深入发展，EDA实验平台的开发也将会日益完善：大规模可编程器件将被使用；实验系统将向体积小、功耗小的便携式嵌入式系统发展。
参考文献：
[1]廖超平,等著.EDA技术与VHDL实用教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007:1
[2]刘延飞,等著.开发EDA综合实验平台，提高学生工程创新能力[J]. 实验室研究与探索, 2009,26(8):63-64.
[3]范胜利.一种基于模块的EDA教学实验系统[J]. 读与写杂志, 2009,6(11):102
[4]韩伟忠著.EDA,DSP技术与通信实验装置的总体设计[J]. 金陵职业大学学报, 2002,17(1),52-54
[5]孙旭,等著.单片机、DSP、EDA的综合实验系统的设计[J]. 实验科学与技术, 2008, 6(6): 55-57
[6]雷雪梅,等著.EDA教学实验箱的设计[J]. 内蒙古大学学报(自然科学版), 2004, 35(3): 344-347
[6]刘建成,等著.EDA实验系统的设计与实现[J]. 实验室研究与探索, 2009, 28(1): 86-88
篇6
1EDA实验环境的建设
EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。
在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:
(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安装了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系统。
(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。
(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。
(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。
(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。
中国-2EDA实验环境的管理
我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。
在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:
(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。
(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。
(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。
(2)EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。
(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。
(4)EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。
篇7
EDA是（ElectronicDesignAutomation）的缩写即电子设计自动化。EDA的关键技术之一就是IP核（IntellectualProperty)。IP核是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，具有可移植性，并具有很高的通用性和灵活性，可以通过软件编程完成用户需要的，不同的，特定的功能，可以任意使用在各种嵌入式微控制系统中。嵌入式IP核的应用，大幅降低了设计成本，缩短了设计周期，成为当今SOC的重要设计手段。在EDA技术和开发中占有重要的地位。
2系统介绍
本文的设计工具是Altera公司的QuartusII，用VHDL语言进行描述，采用自顶向下的设计原则。MC8051IPCore顶层结构图如图1所示，图1中指示了mc8051_core的顶层结构以及与三个存储模块的连接关系，同时显示了顶层的输入输出I/O口。定时器/计数器和串行接口单元对应于图1中的mc8051_tmrctr和mc8051_siu模块，数量是可选择的，在图中用虚线表示。MC8051IPCore核心由定时器/计数器、ALU、串行接口和控制单元各模块组成。ROM和RAM模块不包括于核心内，处于设计的顶层，方便于不同的应用设计及仿真。
图1MC8051IPCore顶层结构图
3系统实现
3.1可编程时间间隔定时/计数器8254的设计
任何微型计算机系统中都存在定时控制问题，可编程时间间隔定时/计数器8254的设计是在使用软件控制下的精确时间延迟，这样可以解决定时控制问题。内部结构如图2所示。
图28254内部结构图
3.28259的设计
分析8259A的功能和内部结构可知，本单元应分成五个部分三个模块来实现，模块层次关系如图3所示：
图38259层次关系图
各模块的主要功能如下：
数据缓冲模块：对8259A数据缓冲和暂存。
读写控制模块：负责8259A的所有初始化工作及读写操作。
中断请求模块：负责中断询求、中断信号的产生及判优。
中断控制模块：完成中断应答功能，中断向量的生成，级联选通，主从功能设置等这一系列功能。
优先级控制模块：设定实现不同的优先级判别方式。
3.3MCS-51IP核的设计
按照自顶向下的设计原则，整个系统分为：控制模块、定时/计数模块、算术逻辑模块ALU、串行通信模块四个功能模块，而RAM和ROM在使用时，只根据需要进行定制。系统核心由定时器/计数器、ALU、串行接口和控制单元各模块组成。ROM和RAM模块为方便各种应用设计和仿真，处于设计的顶层。在本设计中控制单元主要完成操作指令译码、时序逻辑控制、中断响应优先顺序处理和微操作控制等功能。它分为中断的响应及指令的译码子模块和微操作控制模块两个子模块。其中，ontrol_fsm模块产生各指令的控制信号并主要实现MCS-51中断的响应，ontrol_fsm模块产生微操作信号的具体操作过程，控制RAM存储器的读写地址及数据传输、PC寄存器的赋值、串口与定时器的中断信号处理、中断的查询、SFR的读写等功能。在定时/计数器单元，本设计能保证计数速率为1/12个振荡器频率。计数脉冲在选择计数器工作模式时在来自相应的外部输入引脚T0或Tl。对外部输入信号的占空比这一电平至少要保持一个机器周期，因为必须确保某一给定的电平在变化之前至少被采样一次。算术逻辑运算模块设计调试以优化后综合后产生的模块符号图如图4所示，该工程项目文件可在其它逻辑电路设计中直接调用。
图4ALU模块符号图
通过前面的模块设计和综合后生成MSC-51单片机系统，如图5所示：
图5mc8051最终图形
4．结束语
EDA技术近年来发展速度令人惊奇，它作为当下电子设计技术的核心，被广泛的应用在电子系统设计中。
本文创新点：1.采用完全同步设计，即整个SOC系统都是在统一工作时钟的协调下工作的。内部采用锁相环进行分频得到其它工作频率。2.指令集和标准8051微控制器完全兼容。3.优化的CPU时序使得完成一条指令最多只需1~4个时钟周期，执行性能优于标准8051微控制器8倍左右，提高其运算速度。4.用户可选择定时器/计数器、串行接口单元的数量。5.新增了特殊功能寄存器用于选择不同的定时器/计数器、串行接口单元。6.可选择是否使用乘法器（乘法指令MUL）。7.可选择是否使用除法器（除法指令DIV）。8.可选择是否使用十进制调整功能（十进制调整指令DA）。9.I/O口不复用。10.内部带256BytesRAM。11.最多可扩展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。12.最多可扩展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。
参考文献
1 唐颖.EDA技术与单片机系统[J].现代电子技术,2002,11(3):31-32.
2 谭会生,张昌凡.EDA技术及应用[M],西安:西安电子科技大学出版社,2004.4:15-18.
篇8
前言
VHDL是超高速集成电路硬件描述语言（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）的缩写在美国国防部的支持下于1985年正式推出是目前标准化程度最高的硬件描述语言。IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）于1987年将VHDL采纳为IEEE1076标准。它经过十几年的发展、应用和完善以其强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语言表达风格和多层次的仿真测试手段在电子设计领域受到了普遍的认同和广泛的接受成为现代EDA领域的首选硬件描述语言。目前流行的EDA工具软件全部支持VHDL它在EDA领域的学术交流、电子设计的存档、专用集成电路（ASIC）设计等方面担任着不可缺少的角色。
数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和可靠性。
本文用VHDL在CPLD器件上实现一种2b数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，不仅能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。
目录
摘要………………………………………………………………………1
前言……………………………………………………………………2
目录……………………………………………………………………3
第一章设计目的………………………………………………………5
1.1设计要求……………………………………………………5
1.2设计意义……………………………………………………5
第二章设计方案………………………………………………………6
第三章产生子模块……………………………………………………7
3.1分频模块……………………………………………………7
3.2分频模块源代码………………………………………………8
3.3仿真及波形图…………………………………………………9
第四章计数模块………………………………………………………9
4.1．计数模块分析…………………………………………………9
4.2．计数模块源代码………………………………………………10
4.3计数模块的仿真及波形图……………………………………12
第五章显示模块……………………………………………………12
5.1七段数码管的描述……………………………………………13
5.2八进制计数器count8的描述…………………………………14
5.3七段显示译码电路的描述……………………………………15
5.4计数位选择电路的描述………………………………………16
5.5总体功能描述……………………………………………18
5.6显示模块的仿真及波形图………………………………19
第六章顶层文件…………………………………………………20
6.1顶层文件设计源程序…………………………………………20
6.2顶层文件的仿真及波形图………………………………………21
结语…………………………………………………………22
参考文献……………………………………………………23
致谢…………………………………………………………24
附件…………………………………………………………25
第一章设计目的
1.1设计要求
a.获得稳定100Hz频率
b.用数码管的显示
c.用VHDL写出设计整个程序
1.2设计意义
a.进一步学习VHDL硬件描述语言的编程方法和步骤。
b.运用VHDL硬件描述语言实现对电子元器件的功能控制
c.熟悉并掌握元件例化语句的使用方法
篇9
0 前言
目前，我们正处在瞬息万变的信息时代，信息时代对教育教学方法提出了挑战。教师要清醒地认识到除了掌握本学科的专业知识外，还必须学习现代教育技术的知识。现代教育技术在课堂上的运用能实现教学方式的变革，增强教学的直观性，充分发挥学生的想象力，调动学生学习的积极性，从而提高教育教学质量和效率，作为中等职业学校电子技术专业课教师，应该学习学习哪些教育技术能力，掌握何种适合电子技术专业课程教学的教学软件，是我们应当研讨的课题。下面介绍一些常用的计算机软件，说明其在电子技术专业教学中的简单应用。
1 microsoft office办公套装软件
microsoft office是微软公司开发的办公软件。microsoft office拥有许多组件，如word、excel、powerpoint、access、frontpage等，在教学中应用最为广泛和有效的是word、powerpoint和excel。
word是一个文字处理软件，不仅能够进行文本处理，还能够将文字、图形、图像、表格混合编排，制作成版面整齐美观、视觉效果强化、主题鲜明突出的图文并茂的电子文本。教师主要用来编写电子教案、论文、总结、试卷等。
excel是电子表格制作软件，利用该软件，不仅可以制作各类精美的电子表格，还可以用来组织、计算和分析各种类型的数据，方便地制作复杂的图表和统计表。教师用来制作学生成绩表、并且可以分析统计学生总分、平均分、排名等，再者可以根据实验数据制作分析图表和趋势曲线等。
powerpoint主要用于制作演示文稿。它虽然不是专业的多媒体课件制作软件，但是它具有多媒体课件制作软件的大部分功能。与其他多媒体课件制作软件相比，它简单易学、高效便捷，是零基础的教师学习课件制作的首选软件。它能够将文字、图形、图像、影片和声音等媒体组合在一起，制作成课件，很好地表达特定的教学内容。利用多媒体课件辅助教学，以快捷、简便、明了的特点替代一些耗时的板书和作图，在完成每课时的教学任务外，还可以扩充一些现代的科学知识，这对于培养学生的能力和提高综合素质，发挥着积极作用。
2 flash动画制作软件
flash是有美国的macromedia公司推出的优秀网页动画设计软件，目前的最高版本为flash cs3。它是一种交互式动画设计工具，用它可以将音乐、声效、动画以及富有新意的画面融合在一起，以制作出高品质的动画。flash与其他动画工具相比，具有矢量描述、播放流畅、数据量小、色彩鲜明等特点。flash可以把图像、动画、声音、文字及交互按钮融合在一起，制作出界面美观且交互功能强大的多媒体教学课件。作为教师，掌握了flash的基础后，只要发挥自己的想象力，一定能够按照自己的构思，制作出满意的动画效果。电子技术课程教学的内容，有微观的、渐变的、动态的等抽象过程，用传统的教学方法很难讲授，若通过动画来形象地模拟出这些过程，则能够激起学生学习兴趣，达到理解这些知识的目的。例如，在讲解三极管放大电路的工作原理时，仅仅用教学挂图来说明就显得苍白无力，如果用动画来模拟三极管内部电子的流向和分配关系，就能够帮助学生更好的理解三极管的电流放大作用。
3 eda软件
eda是电子设计自动化（electronic design automation）的缩写。eda技术就是以计算机作为工具，在eda软件平台上，用硬件描述语言完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
3.1 multisim——虚拟电子实验台
multisim是加拿大interactive image technologies公司出品的电路仿真模拟软件，被称为“虚拟电子实验台”，早期版本为electronics workbench，这是一种新型的虚拟电子实验技术，在创建实验电路时，元器件和测量仪器直接从屏幕图形中选取，且软件提供的测量仪器的图形界面和实际测量仪器非常相似。利用multisim来进行电子技术实验课程的仿真教学，不仅可以弥补实验室仪器不足、元器件短缺或不合规格等因素，还能利用软件提供的不同分析方法，辅助学生又快又好地理解教学内容，加深对原理和概念的深入理解，并且能够使学生学习常用仪器如函数信号发生器、示波器的使用方法，进而激发学生的探索欲望，有利于培养学生的创新能力。
3.2 protel dxp 2004软件
protel是aitium公司在上世纪80年代末推出的一款功能强大的电路cad软件，是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。有多种版本，现在教育行业普遍使用的版本是protel dxp 2004，主要用于绘制电路原理图、电路仿真、pcb板设计等。电子技术专业课教师运用protel软件可以快速绘制规范的电路图，在小制作中可以制作成规范的pcb板，恰当利用protel的仿真功能，既可以使学生较好地掌握理论知识，提高实验教学的效率，而且为学生的以后的设计开发奠定基础。
电子技术专业课教师要正确认识电路仿真软件的作用，充分利用这种现代化教育手段来辅助实验教学，与学科教学相结合，而不是片面夸大这种辅助手段的作用、功效。用软件进行教学、实验，固然有很多优点，但不能完全替代实际操作，因为那样无助于提高学生的思考能力和实际动手能力。
4 结束语
作为中等职业学校电子技术专业的教师，必须提高自身现代化教育技术水平，学习一些教学辅助软件，努力根据讲授内容和学生的实际探索新的、易于被学生接受的教学方法，提高课堂教学效果，达到预期的教学目标，只有这样，才能使中职电子技术专业课堂教学的质量和效益不断跃上一个新的台阶。
篇10
电设计自动化技术（EDA）是电气信息类实验教学中很重要的内容（如图1），本文将探讨EDA教学改革。实验教学中主要探讨实验室开放模式和课题式教学法的特点和意义，并通过实践说明该方法的具有较好的效果。理论教学中，采用多样化多媒体课件和电子教案为主进行课堂教学，同时借助BB网络课程建设辅助教学。
1 开放实验室教学法及其实践
开放实验室是教学体系的一个重要组成部分，它在培养学生实践能力和创新能力方面有着举足轻重的作用。《EDA技术》课程教学需要根据本校实际来进行改革，我校《EDA技术》课程以系统级的设计为中心，以抽象、高层次的设计描述为重点，以当前最流行的FPGA/CPLD器件为验证、实现载体，熟练掌握最先进的EDA开发工具，利用EDA工具和所学的系统级的设计思想与设计方法，高效地完成实际电子系统的设计、验证与实现。这些实现必须借助大量各级各类实验。除了课堂教学、课内实验之外，必须加大实验室的开放力度。
1.1 开放实验室项目规划
电气、电子等热门专业，近几年学生人数增加较快，实验设施的配置应考虑到资源共享，开放实验室必须以教学任务为目标，提高资源利用率，减少重复建设。
1.2 规范日常管理
为了促进EDA教学效果，对EDA实验室采用开放式管理，在班级中成立EDA兴趣小组等方法，能够让学生能够根据兴趣爱好和业余时间在教师指导下持续地学习EDA技术，这样能促进理论与实践相结合，达到培养具有应用能力学生的目的。同时，还需要对这些日常事务建立规范的操作流程和实施细则，明确责任和义务，确保实验室开放的质量。
1.3 实验室向学生开放
鼓励学生参加开放实验。学生进入开放实验室之前，应该了解各种规章制度，仪器的使用规范的实验操作流程，规章制度和操作规范可以订制成手册，让学生自行学习。
开设选修实验课程。从2009年开始就在电子类相关专业选修实验课程，在先修数字电路课程的基础上讲授EDA工具及数字系统设计方法。作为选修课实验课，目前学生的重视程度不够，受益面不够广泛，主要针对还没有学习数字电路课程的低年级自觉的学生。
2 课题式教学法及其实践
为了能更好地达到教学效果，在教学中采用课题教学法，让学生带着问题进行实验探究。具有多种优势：一是辅助设计软件安全可靠，当学生在课题探索初期，即使考虑不周，也不会造成安全事故；二是直观高效，通过仿真运行，可以立即得出数据，观测信号图像等；三是元器件库的可选择面广，并且容易修改，有利于学生的自主探索。
2.1 EDA与数字电路课程多种教学模式结合
在EDA教学中引入课题式教学法，务必要注意和数字电路课程相结合的方式。使学生在掌握传统的数字系统设计方法的基础上进一步学习现代最新的数字系统设计方法，既实现了传统与现代的有机结合，又保持了数字电路课程教学内容的连贯性。
2.2 课题式教学法的三个层次
EDA教学突出实践，强调学生多动手，所以引入的课题根据学生和教师的作用不同，分为三个层次。其中前两个层次为关键层次，第三个层次为提高层次，在EDA实验教学中发挥重要的作用。
第一个层次为基本应用型课题为主。课程开始，采取教师课内实验中现场授课和指导实验的教学方式，以便迅速引导学生入门。主要用EDA来实现常用的功能器件，比如计数器、多路选择器、交通灯控制器、分频器等。这个器件通过数字电路课程可以找到理论支撑。
第二层次为教师指导的扩展型课题为主。在学生熟悉实验环境后，采取布置课题，学生自主完成、教师指导的教学模式，引导、培养学生自己获取知识的能力。
第三层次以学生自主创新、自我发挥型课题为主。该阶段以学生自主综合创新设计型实践为主，采取引导、探索性方法。引导学生发挥个性，培养学生的知识应用能力、信息获取和选择能力、动手实践能力、创新能力。
2.3 课题式教学模式实践效果及总结
较长期的教学实践证明，这套课题式教学方法对于学生理论知识的学习和实践动手能力的培养是非常有效的。在后续课程、学生毕业设计、电子设计竞赛等环节得到了广泛的应用，取得了较好的效果，受到了多方面的好评。
大部分学生在毕业设计中用到EDA技术，部分以VHDL进行数字系统设计为课题的同学出色的完成了设计，被评为优秀毕业论文。
学生在全国大学生电子设计竞赛中，广泛使用EDA技术，进行电路仿真、设计印刷线路板，并利用VHDL进行设计，在2011年全国大学生电子大赛中获得省级一、二、三等奖共6项。
3 建立网络教学平台和考试方法的改革
网络教学平台是课堂教学的有力补充，网络教学资源非常丰富，包括网络课程、教学资源、EDA技术实例、习题库及网络互动平台等。可以随时下载各种学习资料、练习系统，方便学生自主学习，扩展了学生的知识面，培养了学生的信息素养搭建各种网络教学平台如作业提交、邮件服务、软件上传下载、信息、辅导答疑平台等，做到了师生互动，对教学的各个环节给予了有力的支持，保证了教学质量。
参考文献
[1] 谭雅莉.课题式教学法在电工电子EDA实验教学中的实践[J].中国现代教育装备，2011（19）：73-77.
[2] 张宇.电子通信类的实验室开放管理[J].实验室研究与探索，2011，10，30（10）：173-175.
[3] 王智勇.电气类专业开放式实践教学管理模式的研究[J].实验室科学，2011，2（1）：52-54.
篇11
在教学过程中，具备数字系统设计实践工程能力，涉及相关数字系统课程体系教学与实践，在各高校的电气、电子信息类专业中，数字电路是一门专业基础课程，随着数字技术应用领域的不断扩大，在后续专业课程中，显而易见，随着电子产品数字化部分比重增大，它在数字系统设计中基础性地位越来越突出。
因此，培养适合现代电气、电子、信息技术发展的卓越人才，创新数字电路的课程几次理论与工程实践教学迫在眉睫。
根据我校近几年电气、电子课堂教学的实践情况，数字电路课程应该以面向应用的数字电路设计为核心，在熟练掌握基本电路教学内容的基础上引入先进的数字系统设计方法的课程教学和实践内容。
工程实践过程中，逐步从自底向上的设计方法逐步转变到自顶向下的设计方法中来，以教师科研应用来拓展，以全面培养优秀数字设计卓越技术人才[1]。
2探索构建数字电路教学中的多层次的创新实践平台
2.1多层次的数字电路创新实验平台构思。
面向卓越人才培养的数字电路课程创新实践教学，可以分层次进行在各个教学阶段逐步推进，包括：面向基础的数字设计的基本原理与工程创新实验教学模块、面向应用的数字电路课程设计教学和结合科研项目的创新实践平台[2][6]。
多层次的数字电路创新实验平台架构如图1所示。
2.2数字设计的基础原理与实验教学。
数字电路基础原理和实验教学是数字系统设计的课程体系的基础入门阶段，是培养数字逻辑代数与逻辑电路的重要过程，大类可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路，其中时序逻辑电路主要包括：锁存器、触发器和计数器，组合逻辑电路包括，编译码器、多路复用器、比较器、加（减）法器、数值比较器和算术逻辑单元等。教学的目的是训练学生掌握组合和时序逻辑电路坚实理论基础，使学生掌握数字电路的基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能，不但要注重基本数字电路与系统设计理论的理解，同时让学生在学习中逐步了解面向应用和现代科技进步数字电路新的设计理念[2][3]。
2.3面向应用的数字电路课程设计实践教学。
随着电子设计自动化技术（EDA）和可编程器件（CPLD）的不断发展和应用，以EDA技术为主导的数字系统理念已经成为企业工程技术的核心。数字电路课程设计主要培养学生利用中小规模数字集成电路器件和大规模可编程器件进行数字电路设计和开发能力。在卓越工程师培养背景下，结合前阶段数字电路课程理论教学和实验教学的实际情况及EDA技术的发展状况，适时进行数字电路课程设计和EDA技术课程的综合衔接，以及课程深度融合[4]。主要内容包括：
2.3.1基于Multisim等相关软件的数字系统仿真实验。可以构建虚拟数字实验系统，不但较好地模拟实物外观外，还可以利用系统提供的实验平台开展实验的设计、仿真，进行实验内容的逻辑验证。
2.3.2基于通用和专用数字芯片的数字系统设计。其主要特点是有很好的直观性和具体性。
2.3.3基于硬件描述语言（HDL）的数学系统硬件描述。采用硬件描述语言实现数字逻辑设计，基于EDA环境仿真和验证。可以结合上述（1）和（2）的优点，采用硬件设计软件化技术应用于数字电路课程设计的实验教学中，通过综合性实验的自行设计和实验，对实验内容、实验规模、实验方法进行了综合创新设计[5]。
2.4结合科研项目的数字设计实验创新平台。
在高等院校，教师即承担教学任务，同时有各自的科学研究方向，同学们可以根据自己的研究兴趣，加入教师的科研团队，形成教学与科研互利的良性循环。面向卓越工程师培养的数字系统设计，可以借助横向或纵向科研项目形成综合教学体系。比如：搭建在线可编程门阵列（FPGA）创新实验平台，形成数字电路、电路线路课程设计、可编程逻辑器件以及集成芯片系统设计，形成面向数字系统设计的课程体系[3]。同时，应用高校与知名企业建立的校企合作平台，把企业界的研究信息和研发需求引入到教学平台，开拓了学生的研究思路和视野，提升了学生设计复杂数字系统的能力；目前，我校正在与国际知名的半导体公司Xilinx、Altera和Cypress陆续建立卓越人才大学培养计划，利用大学设置小学期，在FPGA和PSoC开发平台上进行了面向实际应用的数字系统设计，在实践平台上不仅有学校的任课教师，还有知名企业派来的一线工程师指导同学们的实践，相比改革前，取得很好的实践效果，同学们的数字系统设计水平得到了提高，同时在编程、接口、通信协议等方面也有了深刻的认识。
对于优秀的学生，借助全国各种形式的大学生电子（信息）设计竞赛这个创新平台，组织他们积极参与，激发他们的学习研究兴趣和创新意识，综合所应用的数字系统设计知识，发挥竞赛团队的协作精神。每年，我们都有部分优秀学生通过努力，创新设计的作品获得专业认可，并取得了良好的参赛成绩，也使得数字设计课程体系的建设上了一个新的台阶。
3基于创新平台的课程体系优化与实践
卓越工程师培养要求的数字电路系统设计课程体系协调好相关电气、电子类专业上下游相关理论课程、实验综合性设计同时得到协调发展。如何实践论文所提到的创新实验平台，应该引进现代数字设计理念，重点把EDA软件、设计工具、开发平台与传统的数字电路基础理论教学相衔接。我们在这几年对数字系统设计课程体系、创新实践教学内容等方面的进行了改革与探索，取得了一定的成效。经过这几年的实践，我们逐步构建了面向应用的数字系统设计课程优化体系[5]，如图2所示。
4不断探索数字电路理论教学内容的改革与实践
4.1以数字电路设计为目的强化基本逻辑电路理论教学。
在进行复杂数字系统设计之前应该熟练掌握这些常用基本组合和时序逻辑电路，包括电路的功能、电路的描述以及电路的应用场合等。
树立电路设计思想首先需要熟练掌握一些基本的逻辑功能电路。其次，树立电路设计思想需要理论讲解与实践相结合，逐步熟悉硬件描述语言的描述方式。数字系统设计强调采用硬件描述语言来对电路与系统进行描述、建模、仿真等[2][3]。
4.2掌握面向应用的数字系统工程设计方法。
学生在掌握数字电路基本概念和一般电路的基础上，进一步掌握数字系统设计的方法、途径和手段。其主要内容包括：数字系统与EDA的相关概念、可编程逻辑器件、硬件描述语言、电路元件的描述、数字系统的设计方法、开发环境与实验开发平台以及应用实例的介绍等。这些课程内容涉及面较广，为了提高教与学的效果，探索总结了以下的教学重点内容，并作为教学实践中的教学切入点[1]。
随着电子技术不断发展与进步，现代数字系统设计在方法、对象、规模等方面已经完全不同于传统的基于固定功能的集成电路设计[1][2]。现代数字系统设计采用硬件描述语言（HDL）描述电路，用可编程逻辑器件（PLD）来实现高达千万门的目标系统。这一过程需要也应该有先进的设计方法。根据硬件描述语言的特性和可编程逻辑器件的结构特点以及应用的需要，在教学过程中阐述了先进设计方法。例如：采用基于状态机的设计方法设计复杂的控制器（时序电路），应用或设计锁相环或延时锁相环来处理时钟信号，应用自行设计（IPcore）软核来提高数据吞吐量[1][2][3]。
4.3深化数字电路实验教学改革。
实验实践教学过程中，注重基础训练与实践创新相结合的实验教学改革思路，加强学生工程思维训练、新平台工具的使用、遇到逻辑问题的综合分析能力，理论与实践相结合的分析能力。在实践过程中的提高创新性和综合性能力，面向应用的数字电路创新平台建设，需要不断提高课程试验、实验和实践过程在教学中的比例，在符合认知规律的同时，逐步加强来源与实际需要的综合性数字设计实验。
5结语
数字电路是电气、电子信息类专业的一门重要的专业基础课程，论文针对当今卓越工程师培养的要求，以及在教学过程中遇到的主要问题，探讨了面向应用的数字电路课程创新实践平台。提出了多层次的数字电路创新实验平台结构和面向应用的数字系统设计课程优化体系。目的在于，通过课程及相关课程体系改革与创新，使得学生更快、更好的适应现代数字技术发展的需求。
参考文献
[1]孔德明.《数字系统设计》课程教学重点的探讨，科技创新导报，2012.1，173-174.
[2]任爱锋，孙万蓉，石光明.EDA实验与数字电路相结合的教学模式的实践，实验技术与管理，2009.4，200-202.
[3]叶波，赵谦，林丽萍.FPGA课程教学改革探索，中国电力教育，2010，24，130-131.
篇12
教学方法与教学手段的改进
随着信息技术的发展，世界各国高校都在大力开展网络化教学应用，然而海量的数字化资源会使学生感到无所适从。为此，笔者通过网络辅助教学平台给学生提供少而精的数字化资源，与课堂教学相辅相成。除了教学大纲、教学日历和教学课件，网络辅助教学平台提供的数字化教学资源还包括教学辅助软件、往届试卷及答案详解、国家级电子技术精品课程和国际一流大学电子技术课程的网址，方便学生进行自主学习。网络辅助教学平台还提供与课程相关的在线辅导答疑，并通过微博、QQ群、飞信群等网络互动方式开展忆阻器、在系统可编程模拟器件、新型传感器等前沿技术的专题讨论，并让学生通过网络调查模拟电子技术的相关专利与应用，撰写调研报告，促进学生开展研究性学习。EDA技术是电子设计领域的一场革命，改变了以变量估算和硬件实验为基础的电路设计方法。在理论教学中引入重点内容的EDA仿真演示，有利于快捷地将理论性和应用性融于一体，实现理论教学的拓展，并为实践教学打下基础。由于学时与场所限制，教师需要在备课时充分考虑课堂投影演示与本机显示的不同，精心设计演示范例与互动环节，引导学生思考，由学生得出结论，并事先做好演示范例的中间版本以便重点演示关键步骤。
例如，笔者在课堂上利用EDA仿真软件边演示边讲解电路引入负反馈前后各种参数、输入输出信号波形、频率响应特性的异同，学生通过直观的比较加深了对负反馈作用的理解。此外，笔者在布置书面作业时还鼓励学生对作业中的疑难问题进行仿真，并在作业本上写出心得体会。现行的理论教学往往只讲器件和基础电路，很少涉及如何由各种元器件通过某种联结组成一个实用系统。笔者在绪论课中就结合实际阐明电路系统的组成及各部分的作用，并给出简图；之后课程中每一个新内容都会回到系统简图上来，逐渐深化、细化，并引导学生寻找反例，这样不但使学生建立了系统的概念，而且能够举一反三。在EDA的辅助下，学生对各种电路无须精确的理论计算，但要掌握近似估算的方法，弄清楚电路系统的设计思路及其局限性、性能指标的折衷考虑。要注意各章节之间的相互配合和衔接，坚持培养学生“系统化模拟电路”的定性思维，强化以集成运放为基础的知识体系，使学生建立系统观念、工程观念，学会定性分析与辩证的思维方法。
多层次的实践教学
研究型教学是理论和实践有机结合的一种教学方式。然而由于学时、实验条件的限制，课内实验的教学效果难以达到预期目标，利用EDA软件开展虚拟实验能够弥补当前课内实验的不足。目前EDA软件的种类很多，其中Multisim软件提供了多种常用的虚拟电子仪器与元器件，特别适合于模拟电路系统的虚拟实验。[5]学生可以通过这些仪器观察电路的运行状态，查看电路的仿真结果，许多设置、使用和读数与实际的测量仪器类似。因此，课内实验是首先在EDA实验室安排了一节课的Multisim认识实习，随后按教学日历分为基础实验、综合实验、课程设计三个阶段。各阶段都增加了相应的仿真设计内容。在课内实验之前，笔者要求学生预习实验内容并进行Multisim仿真及课外研究，再进入实验室通过仪器设备进行实际的硬件操作。虚拟实验和硬件实验不可重此轻彼，而应软硬结合。笔者通过实验课件的演示减少讲解时间，让学生有更多的时间用于实际操作与硬件调试。这种“理论•仿真•硬件”相互融合的教学模式将仿真考核和课外研究作为实验成绩的重要部分，增强了学生对理论知识的理解与掌握，提高了学生的仿真能力、设计能力和系统调试能力。
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绪论
EDA 是英文“Electronic Design Automation（电子设计自动化）”的缩写[1]， EDA 课程是一门发展迅速、工程性强、紧密结合现代电子技术发展的专业基础课程。针对目前EDA 课程教学中存在的问题，结合本校测控技术与仪器专业人才培养方案，分析本专业就业需求，对EDA课程进行一系列教学改革，将以学科为主的课程体系，转变成以能力为目标的一体化教学体系。
2EDA 课程教学中存在的问题
EDA课程以控制理论、数字电子技术、单片机原理及应用、微机原理与接口技术等课程为基础，将超大规模集成电路课程设计、毕业设计等实践性课程作为后续课程，在学生能力培养体系中具有承上启下的作用[2-4]。
从教学效果来看，主要存在以下几方面问题：（1） 理论教学中，大部分教师教学方法单一，课堂教学枯燥、单调，引不起学生兴趣，学生不愿学、学不会。 （2）实践教学弱化了学生实际能力的培养和训练。从实践内容来看，EDA 课程实践性很强，实验中验证性实验较多，芯片接线复杂，要花费大量精力接线、查错，缺乏灵活性。因此，造成学生学习的积极性不高。从实践平台来看，传统的电子技术实验与之相对应的试验平台有关，近几年电子技术发展如此之快，要求实验平台更新换代的频率加快，这无疑增加了学校的经费投入，而多数学校的设备更新换代远远跟不上技术的发展，导致学生知识的落后。（3） 难以将学生个人能力的培养和知识传授二者兼顾在一起。学生满足于概念、公式、作业、考试的学习过程，不清楚所学知识的应用环境，在电路设计中，缺乏对市场、成本、制造等现实因素的考虑，难以提高工程创新能力。
3EDA课程改革
3.1理论教学模式改革
3.1.1教学方法改革。教学过程中不再区分“理论课”、“习题课”和“讨论课”，将教、学、做有机的结合起来。针对学生设计电路时由于参数设置不当可能出现的现象或者故障，理论教学中引入仿真软件，直观体现电路的功能以及性能指标，加深学生对于书本知识的理解，同时活跃课堂气氛，达到激发和调动学生学习的主动性和创造性的目的。
3.1.2教学内容改革。在课本内容之外补充讲解“工程应用实例”，并向学生推荐几篇近期核心期刊上的有关文章， 弥补理论教学内容落后实际的缺陷，扩展学生视野，激发学习兴趣。
3.2实践教学模式改革
实践课程建立在理论教学的基础之上，对理论课有画龙点睛的作用[7-8]。
3.2.1实验方法改革。本着“少而精、易掌握、重实践”的原则，鼓励学生亲自动手设计实验，激发学生标新立异的思维，在实验中理解、消化和巩固所学的知识。
3.2.2实验平台改革—增加仿真实验平台。传统实验教学中，实验项目多为演验证性内容，实验结果早已知道，不能激发学生的兴趣，导致部分学生做实验敷衍了事，不能很好的将理论与实践有机的结合。
仿真实验平台是在计算机上虚拟出一个元器件种类齐备、先进的电子工作台。在硬件实验实施前，利用 Multisim 软件和modelsim软件的仿真功能先进行模拟仿真、调试，成功后再用硬件进行实际实验。这种教学方式一方面可以克服实验室各种条件的限制，另一方面又可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新等）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。与传统的实验方式相比，突出了实验教学以学生为中心的开放模式，不仅实验效率得到提高，还能训练学生正确的测量方法和熟练地使用仪器技能。
3.2.3建立创新实验中心。为了提高学生自主学习意识，培养个性发展，要求创新实验室做到实验内容开放、实验时间开放和实验室资源开放，营造培养学生创新能力的良好氛围。
4实施改革后的成效
EDA课程一体化改革改变传统课程以学科知识为中心的结构，整合了能力和项目要求，解决了教学中知识的传授与个人能力的培养不能兼顾的这一矛盾。
4.1理论教学方面。 在教学过程中，按照“可编程器件原理+EDA设计环境+VHDL语言+数字系统设计”的思路，系统讲述相关课程。在教学开始绪论部分，讲述EDA技术在提高电子产品功能、缩短生产周期、提高产品上市的时限性方面具有巨大的优越性，使同学们认识到它已成为电子设计领域的热门技术，是大规模集成电路设计的必需手段，同时向同学演示交通灯、出租车计价器、抢答器等几个实验，激发学生想掌握EDA技术的迫切心情。在良好的课堂气氛基础上，由教师为主体，转变为学生为主体，通过在课堂上搭建仿真实验平台，与学生一起设法解决有关问题，捕捉课堂上的奇思妙想，激发学生创新能力。
4.2实践教学方面
4.2.1实验平台建设。开发了一套基于CPLD的VHDL软件模拟平台。CPLD芯片可实现上万次重复编程，使得系统内硬件搭建软件化，降低实验成本的同时，扩展了实验系统的功能，提高了系统的灵活性，实现了实验的多样性。
4.2.2通过项目灵活运用课程内容。为弥补传统教材教学内容滞后当今前沿电子技术应用现状10-15年的缺陷，在实践教学中，以项目为驱动，使教学内容与生产实际紧密结合。请校外高级工程师指导学生课程设计与毕业设计，鼓励学生参加教师科研或教改活动、社会实践活动、各类学科竞赛、学术论文、课外科技活动等。
4.2.3实践课程效果。以往的课程设计和毕业设计中，很多学生只是照搬书本上的电路，对所设计内容并未真正理解，花了很大功夫最终设计的电路却错误百出，不能运行，导致效果很不理想。将电路仿真软件作为项目论证、元器件选择、设计与检测、改进与优化设计制作的先行手段，运用软件中提供的各种仪器和电子器件对电路进行仿真分析和实验，进而深入理解所学电子知识。课程改革后95%学生成功制作了电子作品，提高了学习兴趣和信心。
该专业学生在2012年第五届全国大学生机械创新大赛湖南赛区获得1个二等奖，衡阳市第五届大学生科技创新大赛获得1个二等奖，1个三等奖。
5结束语
本文对EDA课程的教学改革进行探讨，主要包括教学模式改革、实践模式改革以及课程考核方式改革，强调了理论与实践、教书与育人、学习能力与创新思维培养的有机结合，期望能够解决EDA课程教学中存在的问题。通过本研究，反思我国目前EDA课程中存在的现实问题并寻找到症结点，为EDA课程的改革提供一定的指导意义。
参考文献
[1]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M]，科学出版社，2011
[2]薛鹏骞.EDA教学与创新能力培养[J]，华北科技学院学报，2002（3）：103-105
[3]谢小东，李平.“EDA技术”课程实验教学的探索[J]，实验技术与管理，2012（6）：181-183
[4]柳秀山.EDA 教学与现代化电子设计能力的培养[J]，广东技术师范学院学报，2004（4）：92-94
[5]徐强.基于 CDIO理念的机械制造模块教学模式探讨[J]，合肥学院学报（自然科学版），2013（l）：82-96