EDA實踐教學方法探究

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1.引言

目前，幾乎所有高校的電子信息類專業(yè)都開設有EDA課程。EDA技術即電子設計自動化，是ElectronicDesignAutomation的縮寫。EDA技術以大規(guī)?？删幊桃?guī)律器件為設計載體，以硬件描述語言為主要表達方式，以計算機、大規(guī)?？删幊桃?guī)律器件的開發(fā)軟件及試驗開發(fā)系統(tǒng)為設計開發(fā)工具，通過使用EDA開發(fā)軟件，自動完成電子系統(tǒng)設計的規(guī)律編譯、規(guī)律化簡、規(guī)律分割、規(guī)律綜合及優(yōu)化、規(guī)律布局布線、規(guī)律仿真、針對特定目標芯片的適配編譯、規(guī)律映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或專用集成芯片的一門新技術。EDA技術是一門理論性、實踐性都較強的電子信息類專業(yè)的基礎課，它猛烈沖擊著傳統(tǒng)的電子設計方法，是現(xiàn)代電子設計的發(fā)展趨勢。

EDA技術已經(jīng)成為電子電路和系統(tǒng)設計的重要手段，如何讓學生盡快盡好地在學校把握EDA基本知識和相應的動手能力，為將來從事這方面的工作，甚至是進行專用集成電路ASIC的設計和實現(xiàn)，是擺在教師面前的一大難題。EDA技術作為新興技術正方興未艾，隨著EDA技術的不斷發(fā)展，高校EDA試驗教學也不能墨守成規(guī)，死板僵硬，必需不斷改進，不斷創(chuàng)新，改進教學方式與方法，創(chuàng)新試驗平臺與內(nèi)容。只有這樣，才能不斷提高電子專業(yè)的教學質量。

2.EDA實踐教學普遍存在的問題

以往，EDA技術采用VHDL進行理論教學，讓學生對課程有初步的認識和了解。同時，利用VHDL進行軟件編程，開設一系列的試驗與設計。同時，選擇一種或幾種較為流行的EDA工具軟件完成試驗教學。這些高校教學常用的EDA軟件有Protel、Multisim、和QuartusII等，其性能各異、功能齊全、操作便利。但是，這種傳統(tǒng)的EDA教學方法存在以下明顯問題。（1）EDA技術涉及知識面較寬，學生難以全面地深入理解EDA技術的基本原理。EDA技術課程涉及數(shù)字電路、硬件描述語言、微機原理、單片機原理和DSP原理等理論課程。其應用領域十分廣泛，包括PCB設計、DSP技術和嵌入式系統(tǒng)等。（2）電子信息技術的發(fā)展，其新概念、新方法、新理論不斷涌現(xiàn)。而高校EDA試驗教學卻依舊停留在計算機仿真階段，新興的EDA設計軟件得不到應用，流行技術不能向學生傳授，以至于學生不能學以致用。

因此，必需對現(xiàn)有EDA試驗教學進行設計與創(chuàng)新，使學生在試驗中逐步培養(yǎng)和提高分析問題和解決問題的能力。提高EDA試驗教學質量，提高學生綜合應用電子技術開發(fā)電子產(chǎn)品與電子系統(tǒng)的基本能力。

3.EDA實踐教學新方法

（1）合理安排試驗內(nèi)容，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。依托本校計算機基礎試驗中心進行開放式試驗改革，以“加

強基礎、開拓思維、培養(yǎng)能力〞為改革指導思想，建立“基本試驗技能培養(yǎng)、綜合設計能力培養(yǎng)和創(chuàng)新設計與研究能力培養(yǎng)〞三個培養(yǎng)層次的開放式試驗教學體系。

基本試驗包含試驗課程教學大綱規(guī)定的必修試驗內(nèi)容。該層次的主要目的是培養(yǎng)學生的基本試驗技能和理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。提高型的試驗課題不局限于課程內(nèi)容，課題可由學生自己選擇或指導老師指定。由學生自行完成設計、制作、調(diào)試，測試試驗結果，完成試驗報告。此外，還可通過開放試驗的形式，在沒有試驗課的時候設計一些大的設計項目讓學生動手做，增加學生的動手機遇、自由解決問題的機遇及查閱文獻資料的能力，切實加強綜合設計能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新型試驗通過試驗選修課、學生課外科技活動、吸納優(yōu)秀學生參與教師的科研工作等方式進行。對于此層次的試驗，教師應著重幫助學生理解科學研究的基本方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

（2）構建開放式試驗教學平臺，倡導學生自主學習。構建開放式試驗教學平臺，加強試驗室綜合型、數(shù)字化和網(wǎng)絡資源建設，為學生提供良好的實踐教學環(huán)境和開放式自主實踐教學服務，倡導學生自主進行實踐學習和實踐研究，真正表達層次化、特性化。同時，建立試驗教學質量的監(jiān)控和評估機制，加強開放試驗教學的組織與管理，確保開放式試驗教學質量。在試驗室管理上，采用全天候向學生開放的新模式，學生可以充分利

用課余時間，根據(jù)自己的課題利用EDA設計仿真試驗，不僅充分利用試驗室設備資源，同時還要培養(yǎng)學生的獨立動手能力、分析問題解決問題能力和創(chuàng)新能力。

（3）采用多種形式的試驗教學方式。

在傳統(tǒng)試驗教學的基礎上，開展多種形式的試驗教學方式，提高學生的試驗興趣和動手能力。如把雙語教學引入EDA試驗課程中，EDA試驗課程作為一門前沿專業(yè)課程，雙語教學是一種獲取知識的手段，其目的是更好地學習專業(yè)課程。基于網(wǎng)絡的EDA試驗教學作為現(xiàn)代教學的重要組成部分，展示出傳統(tǒng)試驗教學無可比較的優(yōu)勢。它擴大了教育規(guī)模，提高了教育效率，促進了教育改革，為創(chuàng)新教育創(chuàng)造了環(huán)境。（4）開展形式多樣的課外科技活動。

開展分層次、多樣化課外科技活動，精心設計課外創(chuàng)新活動內(nèi)容，針對不同層次的同學設計不同的內(nèi)容和不同的形式，加強EDA試驗教學與學生科技實踐活動的緊湊結合。重點擴大學生對各類活動的參與面，讓更多的同學真正參與到課外科技創(chuàng)新活動中，并從中受益。

在開展通識教學的同時，重視“拔尖〞學生的“特性化〞教育，努力為他們提供創(chuàng)新訓練的條件與環(huán)境。加強優(yōu)秀學生的培養(yǎng)力度，在科研活動中提高學生的創(chuàng)新水平，為優(yōu)秀學生參與大學生電子競賽做好準備。

（5）讓SOC與SOPC概念融入EDA理論。

近年來，隨著半導體技術的飛速發(fā)展，F(xiàn)PGA的性能與性價比完全可與ASIC相媲美。目前國內(nèi)高校的EDA試驗教學對SOC技術及新發(fā)展的SOPC技術關注較少，然而SOC技術與SOPC技術將是今后EDA技術發(fā)展的主要方向，更是改良與替代ASIC技術的主要方案。SOPC系統(tǒng)設計過程涉及數(shù)字電路、計算機組成原理和C語言編程等相關知識，這樣，學生既穩(wěn)定了相關理論知識，又把握了現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設計方法，符合現(xiàn)代電子技術的發(fā)展趨勢和應用實際，有利于提高學生的綜合素質和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。因此，在高校教學中推廣這一技術，讓學生了解接觸這些技術是十分重要的。4.結語

電子信息專業(yè)培養(yǎng)計劃應將EDA試驗教學課程作為學生培養(yǎng)實踐動手能力的重要環(huán)節(jié)。EDA實踐教學應從培養(yǎng)和激發(fā)學生的興趣出發(fā)，改進EDA試驗教材，