時(shí)間：2023-03-01 16:34:31
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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)問題，教師可以通過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Multisim軟件的演示過程，直接把抽象的理論轉(zhuǎn)化成直觀的視覺感受，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
模擬電子技術(shù)在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)基本都是基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的特點(diǎn)是安全、便于操作，但是平臺(tái)電路有限，只能覆蓋課程教學(xué)中一部分基礎(chǔ)電路，基于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，且操作過程中平臺(tái)電路元件易損壞，不能很好地達(dá)到鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的目的。這就使得學(xué)校教學(xué)比工程實(shí)際滯后，不利于工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，造成學(xué)生眼高手低，進(jìn)一步影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。因此，模擬電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中引入仿真軟件，將平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和軟件虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合，先采用軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真，后平臺(tái)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際電路搭建，既加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論的理解，又突出了學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)踐教學(xué)分成兩部分，第一部分是基本電路的驗(yàn)證和演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)書本基礎(chǔ)理論的理解。該部分實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，學(xué)生主要在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行操作，同時(shí)以Multisim仿真為輔，對(duì)一些在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上難以操作的部分進(jìn)行仿真驗(yàn)證。如研究靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路動(dòng)態(tài)性能的影響，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作只能觀察電路中的一個(gè)電阻參數(shù)改變對(duì)電路輸出波形的影響，而在虛擬仿真平臺(tái)上，可以對(duì)電路中所有涉及到靜態(tài)工作點(diǎn)的元件參數(shù)進(jìn)行更改，進(jìn)而觀察電路波形的變化，并且還可以連續(xù)改變?cè)?shù)對(duì)波形的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。第二部分是模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)一個(gè)較大規(guī)模復(fù)雜模擬電路，給出嚴(yán)格的設(shè)計(jì)思路、理論推導(dǎo)和元件選型依據(jù)，在仿真軟件平臺(tái)上搭建出具體電路模型并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，然后進(jìn)行實(shí)際電路焊接，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，提高學(xué)生對(duì)模擬電路的認(rèn)識(shí)分析能力和創(chuàng)造能力。
所謂EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。它是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以EDA工具軟件為開發(fā)環(huán)境，以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷LD(ProgrammableLogicDevice)為設(shè)計(jì)載體，以專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、單片電子系統(tǒng)SOC(SystemOnaChip)芯片為目標(biāo)器件，以電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為應(yīng)用方向的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程[J]。在此過程中，設(shè)計(jì)者只需利用硬件描述語言HDL(HardwareDescriptionlanguage)，在EDA工具軟件中完成對(duì)系統(tǒng)硬件功能的描述，EDA工具便會(huì)自動(dòng)完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒１M管目標(biāo)系統(tǒng)是硬件，但整個(gè)設(shè)計(jì)和修改過程如同完成軟件設(shè)計(jì)一樣方便和高效。
現(xiàn)代EDA技術(shù)的基本特征是采用高級(jí)語言描述，具有系統(tǒng)級(jí)仿真和綜合能力。EDA技術(shù)研究的對(duì)象是電子設(shè)計(jì)的全過程，有系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理級(jí)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(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò)，并用VHDL等硬件描述語言對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述，在系統(tǒng)一級(jí)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(jí)邏輯電路的網(wǎng)表，其對(duì)應(yīng)的物理實(shí)現(xiàn)級(jí)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(jí)階段，是高級(jí)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(chǔ)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(jí)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(jí)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(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分塊，直接進(jìn)行電路級(jí)的設(shè)計(jì)。EDA技術(shù)高級(jí)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(jí)至物理級(jí)的設(shè)計(jì)。此階段EDA技術(shù)的主要特征是支持高級(jí)語言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行描述?？蛇M(jìn)行系統(tǒng)級(jí)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(jí)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(hào)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(jí)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(jí)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)級(jí)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(jí)原理圖描述電路，而是針對(duì)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(jí)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(jí)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(duì)于大型設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行代碼級(jí)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?duì)于大型設(shè)計(jì)，綜合、適配要花費(fèi)數(shù)小時(shí)，在綜合前對(duì)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(duì)VHDL源代碼進(jìn)行綜合優(yōu)化處理，生成門級(jí)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(duì)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(duì)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)模混合電路的方向發(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(jí)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)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展革新，應(yīng)用系統(tǒng)逐步朝向大容量、小型化、快速化的方向發(fā)展。數(shù)字化的設(shè)計(jì)系統(tǒng)也逐步由組合芯片向單片系統(tǒng)發(fā)展。EDA技術(shù)不僅帶來了電子產(chǎn)品領(lǐng)域和系統(tǒng)開發(fā)的革命性變革，這也是科技發(fā)展與提高的必然產(chǎn)物。對(duì)于EDA技術(shù)的了解和對(duì)其在電子工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性分析都是十分有意義的。
1 EDA技術(shù)概述
所謂EDA技術(shù)，就是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，由CAE、CAD、CAM等計(jì)算機(jī)概念發(fā)展出現(xiàn)。EDA技術(shù)以計(jì)算機(jī)為主要工具，集合了圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、拓?fù)溥壿?、?yōu)化理論、計(jì)算數(shù)學(xué)、圖論等學(xué)科，形成最新的理論體系，是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、電路理論、信號(hào)處理和信號(hào)分析的結(jié)晶。現(xiàn)代化的EDA技術(shù)具備很多特點(diǎn)，普遍采用了“自頂向下”的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證了設(shè)計(jì)方案的整體優(yōu)化，EDA技術(shù)的自動(dòng)化程度更高，在設(shè)計(jì)過程中能夠進(jìn)行各類級(jí)別的調(diào)試、糾錯(cuò)和仿真，設(shè)計(jì)者能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤，避免了設(shè)計(jì)上的工作浪費(fèi)，設(shè)計(jì)人員也能拋開細(xì)枝末節(jié)的問題，將更多精力集中于系統(tǒng)開發(fā)，保證了設(shè)計(jì)的低成本、高效率、循環(huán)快、周期短。EDA技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)并行操作，建立起并行工程框架的結(jié)構(gòu)環(huán)境，支持更多人同時(shí)并行電子工程的技術(shù)開發(fā)和設(shè)計(jì)。
2 EDA技術(shù)發(fā)展
電子工程設(shè)計(jì)的EDA技術(shù)自出現(xiàn)以來，大致可以分為三個(gè)歷史時(shí)期：
2.1 初級(jí)階段
大約在二十世紀(jì)的七十年代，早期的EDA技術(shù)處于CAD階段，出現(xiàn)了小規(guī)模的集成電路，由于傳統(tǒng)手工在制圖設(shè)計(jì)中的集成電路和集成電路板的花費(fèi)大、效率低、周期長，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)印刷，采取了CAD工具實(shí)現(xiàn)布圖布線的二維平面編輯和分析，取代了高重復(fù)性的傳統(tǒng)工藝。
2.2 發(fā)展階段
到了二十世紀(jì)八十年代，EDA技術(shù)進(jìn)入了發(fā)展完善的階段。集成電路的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，電子系統(tǒng)日益復(fù)雜化，人們深入研究軟件開發(fā)，將CAD集成為系統(tǒng)，加強(qiáng)了電路的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，這一時(shí)期的EDA技術(shù)已經(jīng)開始延伸到半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)的領(lǐng)域。
2.3 成熟階段
經(jīng)過了長期的發(fā)展，直至二十世紀(jì)九十年代，微電子技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，單個(gè)芯片的集成就能夠達(dá)到幾百萬或是幾千萬甚至上億的晶體管，這種科技現(xiàn)狀對(duì)EDA技術(shù)提出更高的要求，推動(dòng)了EDA技術(shù)的發(fā)展。各類技術(shù)公司陸續(xù)開發(fā)出大規(guī)模EDA軟件系統(tǒng)，出現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)仿真、高級(jí)語言描述和綜合技術(shù)的EDA技術(shù)。
3 EDA技術(shù)軟件
3.1 EWB軟件
所謂EWB是一種基于PC的電子設(shè)計(jì)軟件，具備了集成化工具、仿真器、原理圖輸入、分析、設(shè)計(jì)文件夾、接口等六大特點(diǎn)。
3.2 PROTEL軟件
該技術(shù)軟件廣泛應(yīng)用了Prote199，主要由電路原理圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng)和印刷電路板的設(shè)計(jì)系統(tǒng)兩大部分組成。高層次的設(shè)計(jì)技術(shù)在近年的國際EDA技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)、研究、應(yīng)用中成為熱門課題，并且迅速發(fā)展，成果顯著。該領(lǐng)域主要包括了硬件語言描述、高層次模擬、高層次的綜合技術(shù)等，伴隨著科技水平的提升，EDA技術(shù)也必然會(huì)朝向更高層次的自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展。
4 EDA在電子工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技術(shù)流程
近年來的EDA技術(shù)深入到了各個(gè)領(lǐng)域，包括了通信、醫(yī)藥、化工、生物、航空航天等等，但是在電子工程設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中應(yīng)用的最為突出，主要利用了EDA技術(shù)為虛擬儀器的測(cè)試產(chǎn)品提供了技術(shù)支持。EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中，主要應(yīng)用于了電路設(shè)計(jì)仿真分析、電路特性優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面。主要的技術(shù)流程如下：
4.1 源程序
通常情況下，電子工程設(shè)計(jì)首要的步驟就是通過EDA技術(shù)領(lǐng)域中的器件軟件，利用了文本或者是圖形編輯器的方式來進(jìn)行展示。不管是圖形編輯器或者是文本編輯器的使用，都需要應(yīng)用EDA工具進(jìn)行排錯(cuò)和編譯的工作，文件能夠?qū)崿F(xiàn)格式的轉(zhuǎn)化，為邏輯綜合分析提供了準(zhǔn)備工作。只要輸入了源程序，就能夠?qū)崿F(xiàn)仿真器的仿真。
4.2 邏輯綜合
在源程序中應(yīng)用了實(shí)現(xiàn)了VHDL的格式轉(zhuǎn)化之后，就進(jìn)入了邏輯綜合分析的環(huán)節(jié)。運(yùn)用綜合器就能夠?qū)㈦娐吩O(shè)計(jì)過程中使用的高級(jí)指令轉(zhuǎn)換成層次較低的設(shè)計(jì)語言，這就是邏輯綜合。通過邏輯綜合的過程，這可以看作是電子設(shè)計(jì)的目標(biāo)優(yōu)化過程，將文件輸入仿真器，實(shí)施仿真操作，保持功效和結(jié)果的一致性。
4.3 時(shí)序仿真
在實(shí)現(xiàn)了邏輯綜合透配之后，就可以進(jìn)行時(shí)序仿真的環(huán)節(jié)了，所謂的時(shí)序仿真指的就是將基于布線器和適配器出現(xiàn)的VHDL文件運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖侄蝹鬟_(dá)到仿真器中，開始部分仿真。VHDL仿真器考慮到了器件特性，所以適配后的時(shí)序仿真結(jié)果較為精確。
4.4 仿真分析
在確定了電子工程設(shè)計(jì)方案之后，利用系統(tǒng)仿真或者是結(jié)構(gòu)模擬的方法進(jìn)行方案的合理性和可行性研究分析。利用EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)的函數(shù)傳遞，選取相關(guān)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真分析。這一系統(tǒng)的仿真技術(shù)同樣可以運(yùn)用到其他非電子工程專業(yè)設(shè)計(jì)的工作中，能夠應(yīng)用到方案構(gòu)思和理論驗(yàn)證等方面。
5 結(jié)束語
伴隨著科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的革新，EDA技術(shù)的領(lǐng)域也在向高層次的技術(shù)推廣和開發(fā)，成效十分顯著。本篇論文我們對(duì)EDA技術(shù)的相關(guān)信息進(jìn)行了詳細(xì)的分析很研究，研究表明，EDA技術(shù)對(duì)于我國的電子工程設(shè)計(jì)改革具有巨大的推動(dòng)力，基于EDA技術(shù)領(lǐng)域的電子產(chǎn)品在專業(yè)化程度和使用性能上都要比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案制造的產(chǎn)品更加優(yōu)化。將EDA技術(shù)應(yīng)用到電子工程設(shè)計(jì)的領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)于電子產(chǎn)品的優(yōu)化和工作效率的提高以及產(chǎn)品附加值的拓展都有很大的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]白楊.電子工程設(shè)計(jì)中EDA技術(shù)的應(yīng)用[J].科海故事博覽.科技探索,2012(6):242.
[2]于洋.分析EDA技術(shù)在電子工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子制作,2012(12):83.
《電子技術(shù)》是我院機(jī)電與電子專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課,也是較能整合新科學(xué)、新技術(shù)、新知識(shí)的一門重要的技術(shù)性綜合課程, 是與實(shí)踐聯(lián)系緊密, 培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)施創(chuàng)新教育的重要課程。在課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn), 學(xué)員往往陷入繁雜而較抽象的理論中不能自拔, 在課程學(xué)習(xí)的理解上存在較大的偏差, 即不知道學(xué)什么, 怎么學(xué), 如何做到理論應(yīng)用于實(shí)踐，更談不上理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。隨著電子時(shí)代的快速發(fā)展, 以多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、EDA 技術(shù)為主的現(xiàn)代教學(xué)方法應(yīng)運(yùn)而生, 正如火如荼地應(yīng)用于教育教學(xué)之中,《電子技術(shù)》的教學(xué)也不例外。這些教學(xué)形式的應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的挑戰(zhàn), 也是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的革新, 更是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的繼承和發(fā)展。
1 多媒體課件在教學(xué)中的應(yīng)用多媒體課件是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)應(yīng)用最廣泛的形式之一。教學(xué)中遇到學(xué)員難以理解的概念、規(guī)律等重點(diǎn)知識(shí)或不便攻克的難點(diǎn),利用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過圖形、動(dòng)畫、視頻、文本、聲音等方式加以表現(xiàn)。教師邊演示邊講解，將抽象問題形象化，復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，既縮短了教學(xué)時(shí)間，又使得教學(xué)過程生動(dòng)有趣、易于理解，這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法所無法比擬的。論文參考。論文參考。例如講PN 結(jié)的形成過程和三極管電流分配和放大規(guī)律時(shí), 都用到載流子的定向移動(dòng), 學(xué)員對(duì)載流子沒有感性認(rèn)識(shí)。若利用動(dòng)畫課件, 自由電子用黑色, 空穴用紅色, 像小蝌蚪游動(dòng), 相遇時(shí)消失表示復(fù)合運(yùn)動(dòng)等, 這樣既能把枯燥無味、難以理解的規(guī)律形象化, 也培養(yǎng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣, 提高了課堂教學(xué)效果。再如放大電路的圖解分析，一直是學(xué)員學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，教員費(fèi)很大勁講解，學(xué)員還是感覺抽象，難以理解。通過動(dòng)畫方式加以表現(xiàn)，使學(xué)員對(duì)放大電路中工作點(diǎn)的變化及輸入對(duì)輸出的控制過程都有了清楚的認(rèn)識(shí)，花費(fèi)較少的時(shí)間即可將此難點(diǎn)問題學(xué)懂。
2 EDA技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化( EDA) 技術(shù)越來越成為電子業(yè)的重要開發(fā)工具，使得電子線路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造過程更快更好。論文參考。EWB是90年代初推出的專用于電子線路仿真的虛擬“電子工作臺(tái)”。 它可以對(duì)模擬、數(shù)字和混合電路進(jìn)行電路的性能仿真和分析。它采用圖形界面，創(chuàng)建電路、選用元器件和測(cè)試儀器均可直接從屏幕圖形中選取，且測(cè)試儀器的圖形與實(shí)物外型基本相似，與其它電路仿真軟件相比較，具有界面直觀，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。利用EWB作為電子技術(shù)課程的輔助教學(xué)手段，不僅解決了場(chǎng)地、設(shè)備、經(jīng)費(fèi)等因素的限制，避免了因誤操作而對(duì)儀器造成的損壞，而且對(duì)于某些實(shí)驗(yàn)中不易觀察到的現(xiàn)象，也可以仿真得出。另外，通過仿真，還能加深學(xué)員對(duì)課程內(nèi)容的理解，幫助他們掌握常用儀器的使用方法和測(cè)量方法，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
實(shí)例 工作點(diǎn)穩(wěn)定問題
在講解工作點(diǎn)穩(wěn)定問題時(shí)，我們只能通過原理分析溫度變化對(duì)工作點(diǎn)產(chǎn)生的影響，要從實(shí)驗(yàn)中觀察此現(xiàn)象，就比較困難了。而在EWB中，則非常容易辦到。方法如下：
(1)輸入固定偏置電路，調(diào)節(jié)RB的參數(shù)，使Ic=1mA。方法為：
在Analysis欄中選擇Parameter Sweep（參數(shù)掃描）選項(xiàng)，輸入各參數(shù)如下:
元件:R1起始值:100KΩ終止值:2000KΩ
掃描類型:線性步長:10KΩ輸出節(jié)點(diǎn):3
并選擇對(duì) DC Operating Point 進(jìn)行掃描 。
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)模可編程邏輯器件的開發(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(jiǎn)、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(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(jiǎn)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(tái)[5]。因此，EDA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(jìng)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(hào)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(tái)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(tái)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(duì)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(shí)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(shí)面，主動(dòng)去學(xué)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)所需要的知識(shí)，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(jiǎn)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(shí)，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(tái)，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(tái)，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(tái)，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(tái)的開發(fā)也將會(huì)日益完善：大規(guī)?？删幊唐骷⒈皇褂茫粚?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。
參考文獻(xiàn)：
[1]廖超平,等著.EDA技術(shù)與VHDL實(shí)用教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007:1
[2]劉延飛,等著.開發(fā)EDA綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高學(xué)生工程創(chuàng)新能力[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2009,26(8):63-64.
[3]范勝利.一種基于模塊的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]. 讀與寫雜志, 2009,6(11):102
[4]韓偉忠著.EDA,DSP技術(shù)與通信實(shí)驗(yàn)裝置的總體設(shè)計(jì)[J]. 金陵職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002,17(1),52-54
[5]孫旭,等著.單片機(jī)、DSP、EDA的綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù), 2008, 6(6): 55-57
[6]雷雪梅,等著.EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)[J]. 內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004, 35(3): 344-347
[6]劉建成,等著.EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2009, 28(1): 86-88
0概述
在過去傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)中，常采用電流、電壓、功率、功率因素、電量等一系列變送器及測(cè)量這些變送器標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的輸入模塊作為系統(tǒng)的前端采集裝置，這樣既增加了系統(tǒng)成本，又使現(xiàn)場(chǎng)布線復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性還不高。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合了4C技術(shù)的分布式控制系統(tǒng)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)過程的集中管理與分散控制。在現(xiàn)代各種分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)及工業(yè)控制與測(cè)量系統(tǒng)中，常利用上監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的獲取與發(fā)送。采用簡(jiǎn)單可靠易開發(fā)的通信軟件，可大大降低系統(tǒng)的開發(fā)難度。由于文獻(xiàn)1沒有對(duì)通信軟件及通信流程進(jìn)行詳細(xì)介紹，本文結(jié)合具體通信實(shí)例給出了相應(yīng)程序代碼。
1. 1EDA9033D智能模塊
在現(xiàn)代分布式電力監(jiān)控系統(tǒng)中，常將數(shù)字化的智能模塊EDA9033D作為系統(tǒng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集裝置。智能電量變送器EDA9033D采用了RS-485接口，遵循標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU通訊規(guī)約，且能連接到所有的計(jì)算機(jī)和終端并與之通訊。
1.1EDA9033D智能模塊性能
EDA9033D智能模塊是一智能型三相電參數(shù)數(shù)據(jù)綜合采集模塊，可準(zhǔn)確輸出三相相電壓；三相電流；功率、正（反）向有（無）功電度等電參數(shù)；電壓、電流等的測(cè)量精度優(yōu)于0.2%，其它電量的測(cè)量精度優(yōu)于0.5%。進(jìn)行通信時(shí)，數(shù)據(jù)格式、通訊速率、模塊地址等參數(shù)可靈活設(shè)定。組網(wǎng)方便，通過使用RS-485中繼器，可將多達(dá)247個(gè)模塊連接到同一網(wǎng)絡(luò)上。
1.2智能模塊通訊格式
EDA9033D通信采用Modbus-RTU通訊規(guī)約，數(shù)據(jù)傳輸方式中每個(gè)字節(jié)包括1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位（最小的有效位優(yōu)先發(fā)送），無奇偶校驗(yàn)位，1個(gè)終止位；數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)時(shí)采用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼方式進(jìn)行確認(rèn)。
所謂“集成電路EDA”是通過設(shè)計(jì)、建模、仿真等手段搭建集成電路框架，優(yōu)化集成電路性能的一門技術(shù)，也是一名優(yōu)秀的集成電路工程師除了掌握扎實(shí)的集成電路理論基礎(chǔ)外，所必須掌握的集成電路設(shè)計(jì)方法。只有熟練掌握集成電路EDA技術(shù)，具備豐富的集成電路EDA設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)歷，才能設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越、良品率高的集成電路芯片?？梢哉f，集成電路EDA是纖維物理學(xué)、微電子學(xué)等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程。然而，目前集成電路EDA課程的教學(xué)效果并不理想，究其根本原因在于該課程存在內(nèi)容陳舊、知識(shí)點(diǎn)離散、概念抽象、目標(biāo)不明確等不足。因此，通過課程建設(shè)和教學(xué)改革，在理論教學(xué)的模式下，理論聯(lián)系實(shí)踐、提高教學(xué)質(zhì)量，改善集成電路EDA課程的教學(xué)效果是必要的。
為了提高集成電路EDA課程的教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)環(huán)境，為國家培養(yǎng)具備高質(zhì)量的超大規(guī)模集成電路EDA技術(shù)的人才，筆者從本校的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合眾多兄弟院校的改革經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)教學(xué)過程中存在的問題，進(jìn)行了課程建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容的研究。
課程建設(shè)目標(biāo)的改革
拓展學(xué)科領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣 本校集成電路EDA課程開設(shè)于纖維物理學(xué)專業(yè)，但是其內(nèi)容包括物理、化學(xué)、電子等多個(gè)學(xué)科，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，講述多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，尤其是不同學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生走出本專業(yè)領(lǐng)域，拓展學(xué)生視野，提高科技創(chuàng)新意識(shí)。與學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行互動(dòng)，啟發(fā)式和引導(dǎo)式地提出一些問題，讓學(xué)生課后通過資料的查找和收集，在下一次課堂中參與討論。激發(fā)學(xué)生思考問題和解決問題的興趣。這樣課內(nèi)聯(lián)系課外、師生全面互動(dòng)、尊重自我評(píng)價(jià)的新型教學(xué)方法可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，激勵(lì)自主學(xué)習(xí)，由被動(dòng)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。
完善平臺(tái)建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力 在已有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)上，打造軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等多位一體的集成電路EDA平臺(tái)，完善集成電路EDA實(shí)驗(yàn)。通過集成電路EDA平臺(tái)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，既培養(yǎng)了學(xué)生的仿真設(shè)計(jì)能力，加深了對(duì)集成電路EDA知識(shí)的掌握，又使學(xué)生掌握了科學(xué)的分析問題和解決問題的方法。引導(dǎo)學(xué)生參加項(xiàng)目研發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和挑戰(zhàn)杯活動(dòng)，以本課程的考核方式激勵(lì)學(xué)生寫出創(chuàng)新性論文，通過軟件仿真、實(shí)驗(yàn)建模等方式設(shè)計(jì)出自己的創(chuàng)新性產(chǎn)品，利用集成電路EDA平臺(tái)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)，然后以項(xiàng)目的形式聯(lián)系企業(yè)，將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，將“產(chǎn)學(xué)研”一體化的理念進(jìn)行實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。
課程教學(xué)內(nèi)容的改革
精選原版教材 教材是教學(xué)的主要依據(jù)，教材選取的好壞直接影響著教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)集成電路EDA課程的教材都以中文教材為主，內(nèi)容陳舊，即使是外文翻譯版教材，也由于翻譯質(zhì)量及時(shí)間的原因，仍然無法跟得上集成電路的革新。因此，在教材選取時(shí)應(yīng)當(dāng)以一本英文原版教材為主，多本中文教材輔助。英文原版教材大多是國外資深集成電路EDA方面的專家以自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)體會(huì)為基礎(chǔ)，結(jié)合集成電路EDA的相關(guān)理論來進(jìn)行編寫，既有豐富的理論知識(shí)，又包含了大量的設(shè)計(jì)實(shí)例，使學(xué)生更容易地掌握集成電路EDA技術(shù)。但是只選擇外文教材，由于語言的差異，學(xué)生對(duì)外文的理解和接受仍然存在一定的問題，為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，需要輔助中文教材，引導(dǎo)學(xué)生更好地理解外文教材的真諦。
更新教學(xué)內(nèi)容 著名的摩爾定律早在幾十年前就指出了當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18個(gè)月至24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。這條定律指引著集成電路產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展，集成電路EDA課程是學(xué)生掌握集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程，因此必須緊跟時(shí)展，不斷更新教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)有的集成電路EDA教材涉及集成電路新技術(shù)的內(nèi)容很少，大部分都以闡述基本原理為主，致使學(xué)生無法接觸到最新的內(nèi)容，影響學(xué)生在研究生面試、找工作等眾多環(huán)節(jié)的發(fā)揮。在走入工作崗位后，學(xué)生感覺工作內(nèi)容與學(xué)校所學(xué)的知識(shí)嚴(yán)重脫節(jié)，需要較長的時(shí)間補(bǔ)充新知識(shí)，來適應(yīng)新工作。為了改善這種狀況，需要以紙質(zhì)教材為主，輔助電子PPT內(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)。紙質(zhì)教材主要提供理論知識(shí)，電子PPT緊跟集成電路的發(fā)展，隨時(shí)更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)將目前主流的EDA技術(shù)融入課程教學(xué)中。還可以進(jìn)行校企結(jié)合，把企業(yè)的專家引進(jìn)來，把學(xué)校的學(xué)生推薦到企業(yè)，將課程教學(xué)和企業(yè)實(shí)際相結(jié)合，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]馬穎，李華.仿真軟件在集成電路教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009.
[2]楊媛，余寧梅，高勇.半導(dǎo)體集成電路課程改革的探索與思考[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2008（3）：78-79.
[3]李東生，尹學(xué)忠.改革傳統(tǒng)課程教學(xué)強(qiáng)化EDA和集成電路設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2005，4（22）.
[4]徐太龍，孟堅(jiān).集成電路設(shè)計(jì)EDA實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)優(yōu)化[J].電子技術(shù)教育，2012（7）：87-89.
100Hz頻率計(jì)數(shù)器的主要功能是在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)頻率的計(jì)算。在數(shù)字系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器可以統(tǒng)計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖和序列脈沖。而本篇論文主要介紹了頻率計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn):系統(tǒng)以MAX+PULSLLII為開發(fā)環(huán)境，通過VHDL語言作為硬件描述語言實(shí)現(xiàn)對(duì)電路結(jié)構(gòu)的描述。在VHDL語言中采用了一系列的語句,例如:if語句、case語句、loop語句等。這些語句對(duì)程序中的輸入輸出端口進(jìn)行了解釋,并給出實(shí)現(xiàn)代碼和仿真波形。相關(guān)的一些關(guān)鍵詞：100Hz；分頻；計(jì)數(shù)；MAX+PULSLLII；VHDL；編譯；仿真等。
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(cè)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(cè)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(jiǎn)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(cè)頻系統(tǒng)，能夠用十進(jìn)制數(shù)碼顯示被測(cè)信號(hào)的頻率，不僅能夠測(cè)量正弦波、方波和三角波等信號(hào)的頻率，而且還能對(duì)其他多種物理量進(jìn)行測(cè)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(duì)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
1 引言
VHDL (Very HighSpeed Integrated Circuit Hardware Description Language)是美國國防部在20世紀(jì)80年代中期開始推出的一種通用的硬件描述語言。作為IEEE的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言，又得到眾多EDA公司的支持，VHDL語言在電子工程領(lǐng)域已成為事實(shí)上的通用硬件描述語言。VHDL為設(shè)計(jì)者提供了一種全新的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)途徑。使用VHDL語言不只是意味著代碼的編寫，更是為了便于建立層次結(jié)構(gòu)和元件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，利用VHDL編寫的電路模塊可被重復(fù)利用。故可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)工作，大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減少硬件設(shè)計(jì)成本，提高工作效率。
2 VHDL的優(yōu)點(diǎn)
VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口。應(yīng)用VHDL進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是多方面的：
（1）具有更強(qiáng)的行為描述能力，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域最佳的硬件描述語言。
（2）具有豐富的仿真語句和庫函數(shù)，使得在任何大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)早期就能查驗(yàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能可行性，隨時(shí)可對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬。
（3）VHDL語句的行為描述能力和程序結(jié)構(gòu)決定了它具有支持大規(guī)模設(shè)計(jì)的分解和已有設(shè)計(jì)的再利用功能。該功能能滿足市場(chǎng)大規(guī)模系統(tǒng)高效、高速的需要，可替代多人甚至多個(gè)組共同工作。
VHDL的許多優(yōu)點(diǎn)給硬件設(shè)計(jì)者帶來了極大的方便， 自然被廣大用戶接受， 得到眾多廠商的大力支持。使用VHDL設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)已成為當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的必然趨勢(shì)[4 ] 。
3 “自頂向下”( Top-Down) 的設(shè)計(jì)方法
隨著數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模的急劇加大，“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法成為現(xiàn)代EDA設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。論文參考。傳統(tǒng)的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方法是采用自下而上的設(shè)計(jì)方法。即系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)是從選擇具體元器件開始的，并用這些元器件進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)各獨(dú)立功能模塊設(shè)計(jì)，然后再將各功能模塊連接起來，完成整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。而在VHDL的設(shè)計(jì)中，采用“自頂向下”( Top-Down) 的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)常用流程圖如圖1所示，系統(tǒng)被分解為各個(gè)模塊的集合后，可以對(duì)設(shè)計(jì)的每個(gè)獨(dú)立模塊指派不同的工作小組，這些小組可以工作在不同地點(diǎn)，甚至可以分屬不同的單位，最后將不同的模塊集成為最終的系統(tǒng)模型，并對(duì)其進(jìn)行綜合測(cè)試和評(píng)價(jià)。論文參考。“自頂向下”設(shè)計(jì)的基本步驟為:
(1) 分析系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并進(jìn)行系統(tǒng)劃分，確定各個(gè)模塊的功能和接口;
(2) 編寫程序，輸入VHDL代碼，并將其編譯成標(biāo)準(zhǔn)的VHDL文件;
(3) VHDL 源代碼進(jìn)行綜合優(yōu)化處理;
(4) 配置，即加載設(shè)計(jì)規(guī)定的編程數(shù)據(jù)到一個(gè)或多個(gè)LCA器件中的運(yùn)行過程，以定義器件內(nèi)的邏輯功能塊和其互連的功能。
(5) 下載驗(yàn)證，通過編程器或下載電纜載入將步驟(4) 得到的器件編程文件下載到目標(biāo)芯片中，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。
圖1 VHDL工程設(shè)計(jì)流程圖
Fig.1 The design flow based on VHDL
4 VHDL的設(shè)計(jì)舉例
下面以4選1數(shù)據(jù)選擇器為例說明使用VHDL的設(shè)計(jì)過程。4選1數(shù)據(jù)選擇器框圖如圖2所示。論文參考。
該數(shù)據(jù)選擇器的VHDL描述如下：
entity sel is
port(a,b,c,d,sel_1:IN bit;
out_1:OUT bit);
end sel;
architectureexample of sel is
begin圖2 4選1數(shù)據(jù)選擇器
process((a,b,c,d, sel_0, sel_1) Fig.2 The one-in-four selector
begin
if sel_0=‘0’andsel_1=‘0’then
out_1<=a;
elsef sel_0=‘0’andsel_1=‘1’then
out_1<=b;
elsef sel_0=‘1’andsel_1=‘0’then
out_1<=c;
else
out_1<=d;
end if;
end process;
end example;
利用VHDL強(qiáng)大的仿真功能，經(jīng)過編譯后運(yùn)行仿真，之后可以產(chǎn)生信號(hào)波形，用以分析仿真結(jié)果。本例中產(chǎn)生波形如圖3所示。仿真結(jié)果符合設(shè)計(jì)功能的要求。
圖3 仿真結(jié)果
Fig.3The waveform of simulation
5 結(jié)束語
本文以4選1數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)為例，說明利用VHDL設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)的基本方法和過程。用VHDL語言實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)過程，是一個(gè)以軟件設(shè)計(jì)為主，器件配置相結(jié)合的過程。這種軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)的結(jié)合，以一片器件代替由多片小規(guī)模集成數(shù)字電路組成的電路，其優(yōu)勢(shì)已經(jīng)越來越明顯。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，如果系統(tǒng)比較復(fù)雜，所需器件數(shù)目多，并要求體積小、速度快、功耗低時(shí)，首先應(yīng)該考慮使用VHDL進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1] Stafan Sjoholm，Lennart Lindh. 邊計(jì)年,薛宏熙譯. 用VHDL設(shè)計(jì)電子線路[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,1999.
[2] 潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)實(shí)用教程[M]. 科學(xué)出版社，2002.
[3] 侯伯亨,顧新. VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)[M].西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2004.
[4] 趙晨光等. VHDL語言在電子設(shè)計(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用. 沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)[J]. 2004，21（1）：57-59.
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。
1.傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問題
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，總是覺得很吃力，學(xué)完之后，又不知道如何運(yùn)用知識(shí)。問題的癥結(jié)是學(xué)生剛剛接觸專業(yè)的知識(shí)，沒有基礎(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，而且建庫所需的元器件參數(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，它較早就在國內(nèi)開始使用，在國內(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。轉(zhuǎn)貼于 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軟件來完成。通過大量實(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)電路課題的過程中，提高分析、解決問題的能力。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
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題需要在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)去檢驗(yàn)和解決。
參考文獻(xiàn)
[1]俞文英.關(guān)于電子專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)探討[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003(5).
[2]李曙峰，冀云.EDA課程教學(xué)改革實(shí)踐探索[J].科技致富向?qū)В?011(23).
1概述
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(tái)
2.1多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(tái)[2][6]。
多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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)模可編程器件進(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(tái)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(duì)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(tái)。
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(tái)，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(tái)，把企業(yè)界的研究信息和研發(fā)需求引入到教學(xué)平臺(tái)，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(tái)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(tái)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(shí)。
對(duì)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(jìng)賽這個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)，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(shí)，綜合所應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，發(fā)揮競(jìng)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(tái)階。
3基于創(chuàng)新平臺(tái)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(tái)，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(tái)與傳統(tǒng)的數(shù)字電路基礎(chǔ)理論教學(xué)相銜接。我們?cè)谶@幾年對(duì)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(chǎng)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(duì)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(tái)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(duì)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]?，F(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(hào)，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(tái)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(tái)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(duì)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(tái)。提出了多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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)
[1]孔德明.《數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)重點(diǎn)的探討，科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012.1，173-174.
[2]任愛鋒，孫萬蓉，石光明.EDA實(shí)驗(yàn)與數(shù)字電路相結(jié)合的教學(xué)模式的實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009.4，200-202.
[3]葉波，趙謙，林麗萍.FPGA課程教學(xué)改革探索，中國電力教育，2010，24，130-131.
