EDA技术课程改革

EDA技术课程改革（精选12篇）

EDA技术课程改革 第1篇

EDA技术涉及自动控制、信号处理、机械制造以及汽车等多个领域。EDA技术课程是一门综合性和实践性很强的专业课程, EDA技术的熟练应用需要扎实的基础知识和丰富的经验积累。EDA技术作为高校的一门课程在国内最早开设于20世纪90年代, 经过多年的发展, 已基本覆盖国内大部分高校。基于目前多数高校课程的学时设置, EDA教学的主要目标是使学生了解可编程逻辑器件的基本原理, 掌握硬件描述语言, 并能使用EDA软件工具进行基于FPGA和CPLD芯片的电子系统设计。为适应EDA技术以及高校课程改革的发展情况, 特别是“感知中国中心”在无锡的设立, 我院决定以物联网技术研究为未来主要方向之一, 这对EDA技术课程教学提出了新的要求。笔者总结了现有教学方法存在的不足, 并结合自身教学经验和感悟, 对EDA技术课程的教学提出了建议。

1 存在问题

EDA技术课程在我院是专业选修课, 安排40学时, 其中课堂教学24学时, 实验教学16学时。课堂教学内容主要包括可编程器件基础、硬件描述语言以及软件开发平台使用三大部分, 其中硬件描述语言为课堂教学的主要部分。实验教学以现有FPGA实验箱为平台, 以验证性实验和单元电路设计为对象, 在实验室完成程序编写和调试。课程考核成绩由理论成绩和实验成绩两部分构成, 各占50%。经过多年的实践观察, 现有教学方法暴露出一些不足。

1.1 课堂气氛沉闷

在硬件描述语言的教学中, 编程方法和语法的学习本身比较枯燥, 学生在基本掌握各种语句后, 对编程技巧的进一步提高难以通过课堂学习完成, 导致学生学习兴趣下降, 上课积极性不高。同时, 现有EDA技术课程一般采用多媒体教学, 课堂上播放大量的程序文稿, 师生间的交流和互动较少, 致使课堂气氛沉闷, 教学效果差。

1.2 教学模式层次不明确

EDA技术课程教学包括课堂教学和实验教学。受学时限制, 学生课堂学习以掌握硬件编程语言为主, 对可编程逻辑器件硬件结构以及软件平台使用流程只能基本了解。实验学习主要包括, 熟悉EDA软件平台使用, 常用语法和语句的验证性实验和简单的电子电路设计。本课程教学难度整体偏低, 学习方法以理解性学习为主, 创新性不够, 不能进一步发挥学生的主观能动性。

1.3 考核成绩拉不开档次

在本课程考核中, 课堂考核的签到和作业方式难以精确区别学生的学习效果;而实验教学由于内容比较简单, 大部分学生能正常完成实验, 实验成绩拉不开档次。许多教师在评分环节加入学习态度、实验报告整洁度等主观性比较强的判断因素, 这导致最终的考核成绩不够合理。有些学生感到, 自己平时在这门课程花费的时间和精力明显比另外一名学生多, 可考核成绩却基本相同, 这使他们感到不公平。

2 教改思路

针对以上问题, 我们在不增加学时的情况下, 将课程教学调整为课堂教学、实验教学和实践教学三个部分。课堂教学14学时, 实验教学16学时, 实践教学10学时。

课堂教学以掌握基本的概念、硬件描述语言以及熟悉EDA设计流程为目标。实验教学增加可编程逻辑器件的认识实验和EDA软件平台认识实验, 然后以单元电路的验证性实验为主, 实验题目要预先安排和合理设置, 以使各单元电路可以组合成一个电子系统, 最后一个实验为综合性实验, 学生可在前面单元电路实验的基础上, 使用层次化的EDA设计方法完成一个简单电路系统的设计。实践环节以学生为中心, 以3~5人为一个小组, 完成具体的实践任务。任课教师布置完任务后, 学生在开放性实验室自主完成, 期间任课教师负责答疑指导。

上述三个环节层次分明, 课堂教学和实验教学为基础知识学习环节, 通过前两个环节的学习, 学生可以基本掌握EDA技术的基础知识以及基于大规模可编程逻辑芯片的电子电路开发流程。实践环节以综合提高为目标, 要求学生查阅各种参考资料, 制订系统设计方案, 培养发现问题、分析问题以及解决问题的能力, 掌握EDA实际开发技能。

EDA技术课程的最终考核成绩由上述三个环节的考核成绩构成, 其占比分别为40%, 30%和30%。课堂学习成绩通过考勤和专题小报告进行评价;实验环节通过实验报告进行评价;实践环节以小组答辩形式进行评价, 小组各成员要说明其在整个系统设计过程中负责的任务, 现场演示系统工作原理, 教师对其提问以判断其掌握程度。

3 教改方法

上述三个教学环节逐步递进, 环环相扣。为顺利实施并取得好的教学效果, 我们应从以下几个方面改进教学方法。

3.1 上好第一堂课, 激发学生学习兴趣

兴趣是学生学好一门课程的重要前提[2]。美国著名教育学家杰罗姆·布鲁纳提出, 学习是学习者主动形成认知的一个过程。心理学对兴趣作了界定:兴趣是指一个人经常趋向于认识掌握某种事物, 并且有积极情绪色彩的心理趋向, 是一种强大的内趋力。因此, 学习本身是一个主动的过程, 没有兴趣的学习过程称不上是真正的学习。我国宋朝张载有一句名言:“人若志趣不远, 心不在焉, 虽学无成。”

在EDA技术课堂教学中, 上好第一节课对培养学生的学习兴趣至关重要。作为一门应用性很强的课程, 教师应注重理论联系实际, 启发学生积极思考, 认识所学新知识的应用环境, 并举一反三, 建立新知识和学生已具备的知识的联系纽带。例如:对于单片机技术、电气控制与PLC应用以及EDA技术这三门课程, 多数学生的第一感觉是, 它们的主要内容是编程, 至于其在具体环境下如何选择应用并不清楚。我们以曲柄连杆机构的控制为例, 让学生充分认识基于FPGA芯片的控制器在高速运算方面的优势。曲柄连杆机构把旋转运动转变为直线运动[3], 为使直线运动速度恒定, 必须控制每个旋转角度下的转速。把360度圆周分得越密, 要求控制器的运算速度就越快, 从毫秒提高到微秒, 再到纳秒, 这时PLC和单片机的运算速度就达不到要求了, 而FPGA的优势就显而易见。通过这个例子, 学生对EDA技术这门课程有了深刻的认识, 并期望进一步探究, 亲自验证所设计的电路系统是不是果真如此, 这大大增强了学习者的学习兴趣, 提高了学习信心, 对后续课程的学习有积极的促进作用。

3.2 采用实例教学法, 开展硬件描述语言讲授

硬件描述语言与汇编语言、C语言等虽存在本质上的不同, 但其学习内容都包括文字规则、数据类型、编程语句以及函数等多个部分。在学生已经学过某种语言后, 如果按照传统的顺序逐步讲解硬件描述语言的各个部分, 多数学生的第一感觉是炒冷饭, 因而不重视此部分的学习。

采用实例教学法结合任务思想讲解硬件描述语言知识, 可以有效改善上述不足。实例教学法是教师依据教材内容和教学要求选取合适的题材, 把关键的知识点融合在一起, 形成典型实例, 通过对实例的讲解, 使学生掌握其中的知识点[4]。如在文献[1]中, 三种不同的编程方法实现了相同的数据选择器功能。学生通过电路设计, 掌握了并行语句和顺序语句的用法, 学习了WHEN_ELSE结构语句、IF语句、赋值语句以及进程语句的基本用法。另外, 学生通过实例进一步了解到硬件描述语言使用的灵活性, 即不同的语句可以实现相同的目的, 使用最简单及综合效率最高的语句进行编程将是学习的目标。以此为例, 教师可以归纳总结, 设计多个典型实例, 每个实例需包含EDA设计输入、综合、适配、仿真、编程下载和硬件测试的全过程, 使学生通过这些实例的学习, 基本掌握EDA硬件描述语言的用法。同时, 这种教学方法也是前述课堂教学环节学时压缩的必要手段。

3.3 积极利用网络资源, 紧跟学科发展前沿

E D A技术的发展基于微电子技术和计算机技术的发展, 而这两种技术是当今世界发展最快的两个。课堂教学中使用的教材的更新速度远远滞后于新技术和新工具的发展速度。利用网络教学资源, 及时关注国内外电子元器件和电子技术应用知识, 跟踪学科发展进程, 对及时更新和补充教学内容是一种重要的辅助手段。这不仅可以使学生实时掌握先进的电子电路设计方法, 及时了解本学科最新发展动态和应用热点, 还对培养学生的创新思维和创新能力有积极作用。

网络教学资源为EDA技术课程学习提供了大量的资源。目前关于EDA技术的网站非常多, 但基本上可分为三种。第一种是各主流芯片厂商的公司网站, 如Xilinx公司和Altera公司的网站, 其中文网址分别是:china.xilinx.com和www.altera.com.cn。这两家公司占据了FPGA芯片80%以上的市场份额, 其网站提供了最新的元器件和开发工具信息。第二类是一些电子技术学习网站, 如www.21ic.com, www.eda-china.com和www.edabbs.com等。这些网站不仅包含了芯片、技术论文和应用实例等大量学习资料, 还设有专业的技术论坛, 给学习者提供互相交流的学习平台。第三类网站是实验设备开发公司的网站, 如杭州康芯电子有限公司网站www.kx-soc.com, 该网站不仅包含相关实验系统的使用说明, 还包含国内一些经典教材的教学课件, 可为学生和教师提供大量的学习资源。

3.4 进行学习投资, 购买FPGA开发板

丰富的学习环境和真实的学习材料, 不仅能帮助学生更好地掌握知识和技能, 还能加深其对所学知识和技能的认识与应用。对于EDA技术这类“软件”和“硬件”紧密结合的课程, 实践环节的训练是理论知识和实际操作融会贯通的重要渠道。随着可编程器件的广泛应用, 学习用开发板的价格已经降到大部分学生能够负担得起的程度。我们建议学生在经济条件允许的情况下, 购买一块属于自己的FPGA开发板, 它可以降低学生对EDA技术课程的陌生感, 并且可以成为学生学好该课程的重要工具[5]。

目前FPGA开发板的种类繁多, 价格从几百元到上千元不等。学习用开发板的选购可从以下几个方面考虑。 (1) 核心板芯片类型。主流公司Xilinx和Altera的芯片种类多, 涵盖从低端到高端多个档次的芯片, 学习者可根据价格和功能进行选择。 (2) 使用方向。学习者可根据主要是用于控制器设计、通信算法, 还是图像处理等不同方向, 结合芯片说明书进行选择。 (3) 开发板所附学习资料丰富程度。作为初学者, 多看一些典型电路的程序实例、调试验证, 并和自己的设计进行比较, 是快速提高EDA技术的一条捷径。另外, 我们还可以从电路板外设类型、元器件质量、外观精细度和售后服务等多方面考虑。

3.5 制定公平有效的考核方法

EDA技术作为一门选修课, 同时又具有非常强的实际应用性, 传统教学模式中的试卷加实验报告的考核形式, 难以公平有效地评价学生的学习状况[6]。在新的教改思路下, 我们制定了新的评价机制。专题小报告成绩是课堂评价的一部分, 报告题目由任课教师拟定。由于EDA技术应用十分广泛, 教师可以根据学生人数拟定对应数目的题目, 让每个学生都有自己独一无二的题目。另外, 教师要对题目合理设置, 注意锻炼学生查资料、整理提炼思路、组织文字以及论文排版格式等多项能力。实验环节和实践环节的评价以督促学生端正态度、学以致用以及完成教师布置的任务为目的。为做到尽量公平、公开地对学生的劳动成果进行评价, 教师可根据学生设计制作成功与否、完成的程度进行评分。例如:学生基本完成任务书所提要求, 成绩可评为合格;在此基础上积极思考和比较, 发现不足并提出建议, 可评为良好;进行硬件和软件电路修改, 改进不足并调试通过, 可评为优秀。在这样一种无形引导与激励下, 学生慢慢学会了关注自己、关注他人、尊重劳动, 也深化了师生沟通。学生会主动找教师讨论调试中遇到的问题, 积极思考解决办法。多数学生在成功调试出所设计的电路系统后, 体验到了成功的喜悦, 进一步激发他们的实验兴趣、学习热情和创造热情。

4 结束语

笔者在自己所教班级中进行了两个学期的试验, 实施新教学方法后, 最明显的改变是, 学生对EDA技术课程的学习兴趣大大提高, 课堂气氛活跃, 学生能主动结合自己身边的电子产品进行思考。特别是在实践环节中, 学生的想象力和创新能力得以施展, 笔者经常被学生提出的具有挑战性的问题难倒, 深刻感受到教学相长的含义。另外, 随着学生掌握的EDA技术知识的增加, 部分学生已积极参与到教师的科研活动中, 为今后进一步学习打下了坚实的基础。

摘要：根据EDA技术课程本身的特性, 分析了现有教学存在的问题及产生的原因, 提出了一种包括课堂教学、实验教学和实践教学三个环节的新型教学方案, 并从教师和学生两个角度给出具体的教改方法。新方案不增加教学学时, 易于实施, 实际教学效果良好。

关键词：EDA技术,教学改革,高等教育

参考文献

[1]潘松, 黄继业.EDA技术实用教程[M].北京:科学出版社, 2013.

[2]陈晓华, 崔琳.培养大学生学习兴趣, 提高本科教学质量[J].教育探索, 2010 (3) :94-96.

[3]郑文纬, 吴克坚.机械原理[M].北京:高等教育出版社, 2012.

[4]阚玲玲, 张秀艳, 梁洪卫.“EDA技术与应用”课程教学内容的定位和改革[J].电气电子教学学报, 2010, 32 (3) :27-28.

[5]王媛媛.浅谈FPGA应用与设计实践教学与改革[J].高校实验室工作研究, 2012 (3) :52-53.

《EDA技术》课程设计教学大纲 第2篇

课程设计名称： 《EDA技术课程设计》 课程代码： 学 分： 1 总学时/周数： 1周

适用专业： 电子工程、通信工程、自动化等专业

一、课程设计目的与任务

本课程设计是在学完EDA技术课程后的必修课程，它的教学目的和任务是综合利用所学EDA技术知识完成一个具有完整功能的电子系统设计，从系统顶层模块的划分、各功能模块的硬件语言描述（编程）、各模块及整体电路仿真、到最后下载到可编程器件实现真实的电路，让学生亲自体验一次采用现代电子设计自动化技术完成一个电子系统设计的全过程。让学生得到一次自主使用VHDL语言描述电路功能的训练机会，从而提高对VHDL语言的使用能力，加深对仿真在设计中的重要作用的认识，提高对使用Max+plus2EDA软件工具的熟练程度，最终获得初步的电子系统设计经验，为毕业设计和将来从事电子设计的相关工作打下基础

二、课程设计基本要求

本课程设计，采用以学生自主设计为主教师指导为辅的原则，让学生有一个充分发挥自我想像的空间，设计分阶段进行，在独立力完成了方案设计后，组织一次交流讨论会，互相启发开阔设计思路，尽可能使学生在这个具有创新思维、难度最高的设计环节获得更多的收益，通过该课程设计更深入更全面地提高使用Max+plus2软件工具完成设计全过程的熟练程度，尤其是要提高仿真和试验开发系统的使用能力，设计最终要做出真实电路并上电检测其功能和性能指标是否达到了预定的目标，最后写出课程设计报告。

三、课程设计选题原则

所选题目应是社会生活、生产中常见的、学生易于理解和把握且感兴趣的、对所学知识尽可能综合全面派上用场的、难易程度适中的、一周时间能够完成的的题目。

四、课程设计内容及时间安排

1．设计内容：根据具体设计题目和提出的功能性能指标要求，查阅相应参考资料，将所设计的电路系统划分成若干功能模块完成顶层结构设计（方案设计），对各功能模块用硬件描述语言描述以完成程序设计，对个功能模块及电路系统整体做仿真设计以验证其正误，将设计文件下载至可编程逻辑器件在实验开发装置上检测功能性能指标以完成真实电路的设计。写出课程设计报告，其中要有顶层结构图，各功能模块的程序，各功能模块和整个电路系统的仿真波形图，并对这些设计图纸和设计程序所表达的逻辑思想、工作原理给以说明，写出设计步骤和设计心得。2．课程设计时间：开始设计的前一周公布设计题目下达设计任务，用半周时间完成方案设计、程序设计，另外半周完成仿真、下载、测试。

五、课程设计主要参考资料

潘松 黄继业 编著《EDA技术使用教程》（第二版）科学出版社 2005。

王振红主编《VHDL数字电路设计与应用实践教程》机械工业出版社，2006年。

六、课程设计考核方式及成绩评定

考核成绩由两部分组成：现场检测设计出的真实电路占50%，课程设计报告占50%。

大纲撰写人： 杨显富 系（教研室）：（签字）学院学术委员会意见：（签字）

学院审核：（签字、盖章）年 月 日

EDA技术课程教学的改革与研究 第3篇

关键词：EDA技术；项目化教学；教学改革

基金项目：2015年度湖南工学院教学改革研究项目“EDA技术课程中项目研讨式教学法应用研究”

TN702.2-4；G642

随着电子设计自动化技术的飞速发展，高校毕业生从事电子设计岗位的人数逐年增多，EDA 技术作为以集成电路自动化设计为主要内容的课程，在学生就业方面具有重要的帮助。课程以培养学生的工程素质、分析问题解决问题的能力、动手能力和创新意识为教学目的，该技术涵盖广泛，涉及到电子信息行业各个方面。

目前，EDA技术教育依然沿袭着传统的学科体系教育理念，注重课本纯理论知识的讲解与灌输，忽略了实践能力的培养，已不能适应当前高职教育对高技能人才培养的需要。如何将理论与实践相结合，开创一种新的教学模式，充分调动学生的积极性，发挥学生的主体意识，让学生在寓教于乐的氛围里主动参与学习，应是当前EDA技术教育者面临的一个重大课题。

一、项目化理论教学

根据EDA技术课程教学大纲要求，从培养学生的动手能力、创新能力和综合应用能力出发，将理论教学内容按照由简到难再到综合的原则，划分为几个驱动项目，通过老师和学生一起对各个项目进行研究实现，影射出相应理论知识的学习，从而使得学生在实践中学习理论，避免出现学生对学习的盲目性。

二、优化教学内容，培养学生应用能力

基于FPGA/CPLD的EDA技术具体内容由易到难可分为逻辑行为的实现、控制与信号传输功能的实现以及算法的实现三个层次。EDA课程在有限的时间内通过HDL利用FPGA/CPLD设计数字电路或小型数字系统，这样正常的教学基本定位在一、二层次之间，对于一部分动手能力强、肯钻研的学生，可以通过毕业设计或参加电子设计竞赛引导其学习第三层次的内容。根据EDA技术课程实践性强的特点，设计由浅入深、自主创新等开放类实验项目。各实验除给出详细的实验目的、原理、思考题和实验报告要求外，每个实验还包括多个实验项目（层次），即：第一实验层次是与该课内容相关的验证性实验，提供了详细的设计程序和实验方法，使学生能有章可循，快速入门；第二实验层次是在上一实验基础上提出一些要求，让学生能做进一步的自主发挥；第三、第四实验层次属于自主设计或创新性质的实验，在其中给出实验的基本原理，实验功能，技术指标要求和设计提示等。

三、创新教学方法，引导学生主动学习

在具体教学实施过程中，不拘泥于单一的教学方法，根据不同的教学内容、不同的阶段采用不同的教学方法，大部分时间在专业机房或实验室进行教学活动，把教、学、做有机地结合到一起。教学有法，但教无定法。在实际教学过程中，要结合学生的实际情况“因材施教”，以利于学生提高学习效率。

（1） 交互讨论式教学法：为调动学生独立思考的积极性，理论课教学中教师或学生提出问题，师生之间、学生之间互动讨论，调动学生的积极参与性；在设计与综合实验中，教师引导学生讨论方案、方法等。

（2） 目标驱动教学法：教师给出课外作业、实验项目及其目标，学生根据任务目标完成实验的各个环节，如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等。这种方法使学生任务目标明确，充分发挥学生的自主性，有利于培养其独力工作能力。

（3） 研究式教学法：采用研究的观点、研究的思路、研究的方法讲授课程内容，设置研究性的作业和实验项目。

（4） 现场不讲授只指导的方法：对于学生能够独立完成的实验项目，指导教师不统一讲授，只对学生提出的问题进行答疑指导。这种方法有利于学生自主学习，让学生独力思考，自主学习。

（5） 开放式自主实践教学法：开放实验室，学生自主实验，达到自主学习的目的。

（6） 课外科技活动指导方法：分小组进行实践活动，开展合作、研究性学习。

（7） 学生参与教师科研项目方法：学生在学习过程中可参与教师的科研，教师指导其学习与研究。

（8） 网络辅导方法：学生可通过网络与教师交流，教师通过网络进行辅导。

4、改革考核手段，促进学生全面发展

采取分阶段、分层次综合考核模式。分阶段考核可以檢验学生平时学习掌握情况，也可以防止学生平时学习应付，到考试时突击的情况；对于设计任务完成较好、作品质量较高的学生给以适当加分，既能让基础较差的学生得到肯定，又鼓励了能力较强的学生，让他们主动学习。

考试成绩主要由书面考试、平时考核、实验考核、上机考试、课外实践、自主创新等几个方面的成绩综合而成，加大平时考核成绩比例，学生参加电子设计竞赛取得的成绩，可以奖励一定的学分。

5、明确学习目标，激发学生学习

兴趣是学习的动力，要让学生对EDA课程感兴趣，就得先让学生了解学习该课程的目的和意义。通过介绍EDA技术的广泛应用以及采用EDA技术设计电子产品的诸多优点，说明EDA技术是目前电子设计的最新技术潮流，也是今后电子设计的主要技术方向。因而掌握EDA技术是电子工程师及从事电子技术研发人员的必备技能，也是现代电子类专业学生学习的重要内容和必须掌握的技术，让学生明确课程的重要地位和学习目标，进对EDA技术产生兴趣并重视EDA课程的学习。

6、促进现代电子科技技术在其它学科与专业中发展

（1） 将EDA教学与实践向ASIC设计与产品化延伸；

（2） 将基于MATLAB、DSP Builder先进设计技术向传统DSP技术和教学延伸；

（3） 将SOPC技术与常规嵌入式系统软硬件联合设计技术相融合，使相关课程加入更先进的元素；

（4） 将IP应用和基于EDA的CPU设计融入计算科学相关专业的硬件设计课程中，使传统的“计算机组成原理”课与“计算机体系结构”有更深刻的内涵和先进技术的基础，强化计算机学生自主创新能力培养；

（5） 将EDA技术与通信专业紧密结合，促进自主知识产权功能器件设计的教学效果；

（6） 将基于ispPAC及其设计软件为基础的模拟EDA技术也引入课程及工程训练，促进完整的EDA技术教学等等。

7、结语

通过对EDA技术课程的教学改革与实践，提高EDA技术课程的教学效果，提高学生学习的积极性、加强学生的实践动手能力，培养学生主动获取知识、灵活运用知识的能力以及电子设计的综合能力，使学生成为名符其实的应用型人才，促进信息技术与电子技术课程的整合。

EDA技术及应用课程教学模式改革 第4篇

EDA(electronic design automation, 电子设计自动化 ) 技术就是依靠功能强大的电子计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言HDL(Hardware Description Language)为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合 、优化、仿真 ,直至下载 到可编程 逻辑器件CPLD/FPGA或专用集 成电路ASIC (Application Specific IntegratedCircuit)芯片中 ,实现既定的电子电路设计功能。EDA技术使得电子电路设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和EDA软件平台实现系统硬件功能, 极大地提高设计效率, 减少设计周期,节省设计成本。

在高校电子类专业的实践教学中,几乎所有理工科(特别是电子信息类)高校的电子实验都使用EDA软件,主要是让学生使用软件进行电子电路课程的模拟仿真实验, 既能使设计出的电子系统具有高可靠性,又经济、快速、容易实现、修改便利,还能大大提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力,为今后工作打下基础。

1.教学内容

《EDA技术及应用》是通信工程、 电子信息工程等有关电子类专业的一门非常重要的专业基础课程, 对后续专业课程的综合设计和工程设计实践发挥重要作用。如今,EDA技术已经成为电子设计的重要工具,无论是设计芯片还是设计系统,如果没有EDA工具的支持都将难以完成。EDA工具已经成为现代电路设计师的重要武器,正在起着越来越重要的作用。如果学生能很好地掌握这门技术进行电路的设计, 对毕业以后就业会有很大帮助。

2.传统教学存在的弊端

传统教学模式是理论教学和实验教学独立开课,学生先学习理论知识, 然后到实验室做实验。这种教学模式对于EDA课程教学有一定的弊端 ,由于第一次接触EDA语言和软件,大部分学生反映在上理论课的过程中存在许多难以理解的内容,在做实验的过程中难以将理论知识运用到实践中,为此,在上实验课时,为了让学生更好地明确实验目的,理解实验内容,实验教师还要花较多时间讲解实验内容,这样就导致实验时间不够充分,学生无法完成《EDA技术与应用》课程实验内容,更谈不上让学生动脑思考问题、解决问题,实验效果达不到预期目的,长期使用这种教学模式会导致学生依赖性增强,不利于培养学生的实践动手能力和创新能力。

3.改进教学模式

在授课模式上,针对EDA课程具有很强应用性的特点,应更注重培养学生的实际操作能力。结合现代教育中“练为主,学为次、教为辅”的教学理念,将授课地点安排在实验室,教学练一体化教学。课堂中围绕教学任务先讲解30至40分钟,讲解本节课的主要内容, 举例对具体设计内容进行分析, 编程演示。讲解之后安排相关的实验内容让学生编程。在学生编程遇到问题时,老师及时解决。通过这样一个过程,学生可以基本掌握VHDL语言的结构和语句的使用,以及这样的语句可以综合成什么功能,并且通过自己编写程序,消除对实际编程做设计的畏惧心理,同时调动学习这门课的积极性,激发进行深度探索学习的欲望。从硬件条件看,EDA实验室具有40套康芯公司的PK2EDA实验箱,可供容量为40人的班级每人一台机器进行编程练习。该实验箱采用ALTER公司的芯片,外围配备数码管,蜂鸣器、AD、DA、键盘、液晶显示、串口等电路单元,能在满足学生课内实验要求的同时满足部分学生进行科技制作、创新实验的需求。

4.实践教学的重要性

EDA技术是一门编程实现的课程 ,在理论课程结束后 ,安排为期一周的EDA实习环节,以项目的形式让学生完成,这样可以极大地激发学生的热情和竞争意识, 从而让学生从硬件原理设计、编程实现及硬件调试整各方面熟悉EDA的整个设计流程。让学生三人一组,每个项目不仅要求学生在硬件上实现功能,而且要求写设计报告、现场演示及PPT汇报。通过学生作品功能完整性、合理性、文档的条理性及汇报情况决定学生的得分。

5.结语

EDA技术课程改革 第5篇

课程代码：030351001 课程英文名称：Course Design of EDA Techniques

课程总学时：2周 讲课：□□ 实验：□□ 上机：□□ 适用专业：电子信息工程专业

大纲编写（修订）时间：2010年6月

一、大纲使用说明

本大纲根据电子信息工程专业2010版教学计划制定。

（一）适用专业

电子信息工程专业。

（二）课程设计性质

必修。

（三）主要先修课和后续课程

先修课：《数字电路》、《EDA技术》

后续课：《微机原理与接口》、《毕业设计》

二、课程设计目的及基本要求

本课程设计是为配合《EDA技术》课程的学习而设立的，通过本课程设计，可使学生更加深刻地理解《EDA技术》课程讲述的内容；培养学生独立思考、解决实际工程问题的能力；提高学生用硬件描述语言设计电路的能力，为后续专业课程学习打下坚实基础。

①使学生掌握利用熟悉一种到两种EDA软件进行电子系统设计的基本方法和技巧，即能熟练进行设计输入、编译、管脚分配、下载等过程，具备初步的独立设计能力；

② 学会查阅技术资料和手册，合理选用设计方案、线路和器件； ③ 培养学生独立分析和解决问题的能力； ④ 使学生掌握一定的设计与实践技能；

⑤ 撰写规范的设计总结报告，培养严谨的作风和科学的态度。

三、课程设计内容及安排

课程设计内容主要依托于EDA技术课程，课程设计题目涉及了众多类的设计问题，具体内容应该由课程设计指导书进行详细阐述。

选题要符合本课程的教学要求，通常应包含EDA技术课程主要内容，并强调各部分知识的综合应用。注意选题内容的先进性、综合性、实践性，应适合实践教学和启发创新，选题内容不应太简单，难度要适中；最好结合工程实际情况进行选题，反映EDA技术的新水平，并且有一定的实用价值；成果宜具有相对完整功能。

课程设计的具体实施安排可以采用两种形式，一种是每人独立完成分配给自己的课程设计题目，这适用于题目工作量要求不高的情况；另一种是采用分组的方式，将学生2~3人为一组，完成一组综合题或一道工作量要求较高的题目。具体采用那种方式可以在进行课程设计安排时可以灵活掌握，要注意的是尽量争取学生课程设计的题目不一样，从而避免课程设计成果雷同，降低课程学习效果。

通过两周的课程设计，学生完成面向对象课程设计题目，教师最终对学生提交的软件和课程设计报告进行验收。

四、指导方式

① 选定设计课题，下达设计任务

选题可由指导教师选定，或由指导教师提供几个选题供学生选择；也可由学生自己选题，但学生选题需通过指导教师批准。课题应在设计周之前提前公布，以便学生有充分的设计准备时间。

指导教师在公布课程设计课题时一般应包括以下内容：课题名称、设计任务、技术指标和要求、主要参考文献等内容。

② 教师讲解

a．介绍课程设计的内容、要求、安排、考核方法、注意事项

b．讲授必要的课题背景和相关知识、原理。着重帮助学生明确任务，理解电子系统的一般设计方法、安装、调测方法。

③ 学生查询资料，并进行设计

设计内容：系统总体设计方案；系统分析与设计（各模块及其顶层文件的设计、编程）；完整的系统框图；调测方案、步骤等。

④ 教师审查

审查设计方案是否合理、正确、可行，否则要求调整或整改。教师记录学生的相应成绩。⑤ 学生上机调试和下载

通过教师审查后，即开始调试。学生根据编写的程序，上机调试和下载测试，调试工作原则上由学生独立，完成对理论设计进行时序仿真和优化。教师以兼顾培养学生的独立工作能力和在规定时间内完成设计任务为宗旨，视具体情况给予适当指导。应对实践纪律和态度提出严格要求，督促、激发、引导学生圆满完成实践任务。

五、课程设计考核方法及成绩评定

课程设计考核成绩由三个方面组成：

（一）学生出勤成绩

学生出勤成绩根据学生在课程设计上课期间的出勤记录进行评定，占最终成绩的20%。

（二）课程设计答辩成绩

课程设计答辩成绩根据指导教师对于学生编写的程序质量及学生对于老师问题的回答情况进行评定，占最终成绩的40%。

学生在系统达到功能和指标要求后，保持系统的测量现场，申请指导教师验收。对达到设计指标要求的，教师将对其综合应用能力和实验能力进行简单的答辩考查，然后给出实际操作分。未达到设计指标要求的，则要求其调整和改进，直到达标。要求仿真结果符合课程设计选题的要求，并能在调试基础上进行优化设计，电路图布局合理，线路清楚。

（三）课程设计论文成绩

课程设计论文成绩根据学生的论文质量由指导教师进行评定，占最终成绩的40% 课程设计最终的成绩=学生出勤成绩×20%+课程设计答辩成绩×40%+课程设计论文成绩×40%。课程设计的成绩可以采用百分制整数形式，也可采用优良制形式。在采用优良制成绩时，由计算出的百分制成绩转换成相应的优良制成绩。

学生对设计的全过程做出系统的报告，按统一格式写出设计报告。撰写设计报告能训练学生编制科技报告或技术资料的能力，同时也能使设计从理论上进一步得到总结提高，所以设计报告必须独立完成。

课程设计报告应包括的主要内容有： ① 设计题目； ② 设计目的；

③ 设计任务及主要技术指标和要求； ④ 设计思想说明；

⑤ 程序清单、时序仿真、结果分析等。

⑥ 对设计成果做出评价，说明本设计的特点和存在问题，提出改进设计意见； ⑦ 通过课程设计所得到的收获和体会； ⑧主要参考文献。

课程设计报告应认真、规范、正确。

六、课程设计教材及主要参考书目

《EDA技术实用教程》(第二版)，潘松编，科学出版社，2004 《电子电路EDA技术》，赵世强编，西安电子科技大学出版社，2002 《EDA技术及应用》，潭会生编，西安电子科技大学出版社，2003 《EDA技术与应用》，汪国强等编著，电子工业出版社，2005 《EDA技术习题与实验》，汪国强等编著，电子工业出版社，2005

编写人： 王红 魏英姿 周帆

EDA技术课程改革 第6篇

【关键词】EDA；电子信息；整合教学

电子信息在各大理工高校，电子信息课程教学的规模和力度都不断加大，但彼此之间的办学水平却相差甚远，尤其是地方性本科院校正在接受更加严峻的挑战。如何构建一种科学合理的教学模式，有效培养迎合社会需求的高素质的大学毕业生更是一个非常突出的问题。

一、EDA技术简介

EDA，即电子设计自动化，是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术，它是为了适应现代电子产品设计的要求，伴随着计算机、集成电路、电子系统设计的发展，吸收众多学科的成果而逐步形成的一门应用越来越广泛的高新技术。

二、教学现状分析

随着电子信息技术的飞速发展，各种新器件、新技术的不断涌现，以及众多电子类仿真软件的应用，电子信息专业的课程教学内容在不断地发展变化，教学课时也在逐渐缩减。一些教育工作者也开始探索新的有效教学方法，以适应社会对各种高级专业技术人才提出的新的要求。然而却在很大程度上忽略了基础课程教学在专业上的重要基石作用，不愿在课程的有效知识融合上下功夫以使人才培养达到事半功倍的效果。

三、基于EDA技术的课程整合教学

笔者在近些年的教学特别是在EDA这门新兴课程的教学过程中，将整合思想通过各种教学方式体现出来，收到了良好的教学效果，学生也是受益匪浅。

如在教学中，笔者曾开创了本系的首次课程设计，要求学生结合模电、数电和单片机等知识设计一个实用电路，通过多种强大的EDA软件完成自动化设计，并以硬件形式表现出来。课程的整合教学则是一个良好的解决方法，结合模电、数电和EDA技术则可打破束缚，进一步理解单片机的结构、功能和操作，从简单的I/O、RAM、中断到串口、并口等，改变通常的验证实验内容，掌握用指令系统进行比较复杂的程序设计。

在当前形势下，基于EDA技术的模电、数电与单片机技术的课程整合教学是电子信息专业教学中的一种必要的、可操作性强的教学方法和手段，具有十分重大的现实意义。

1.必要性和可操作性

怎样在较短的时间内有效地提高教学质量和办学水平，培养高素质的社会所需人才是亟待解决的重大问题。

当前社会所需的是复合型人才，学生必须具有自主学习，开拓进取，大胆创新的较高的工程素质。因此，高校根据各自的专业定位和专业建设、发展的需要，改变原有教学模式，在人才培养过程中努力加强相关课程间的整合教学，利用现代计算机技术实现电子设计的自动化过程，为更好地学习、巩固与应用专业知识是十分必要的。

EDA技术作为一门新的技术，近几年的各种丰富的工具和软件将电子设计自动化推向了一个新的高度。特别是在模电、数电的应用中更是发挥得淋漓尽致，结合单片机技术的产品研发则可以使系统更加可靠，性能更加稳定，功能更加完善。学生兴趣浓、热情高，一听便懂、一看即会，课堂外，找问题，查资料，自主学习，大胆创新，能迅速提高学生的工程能力。

2.现实意义

（1）教育心理学上的科学性。基于EDA技术的整合教学更加有利于教师在教学时遵循传媒学理论、教学理论、认知学理论，促进教师更新教育观念，进一步唤醒学生的主体意识，更大程度上体现教学设计的思想和原则。

目前，模电、数电与单片机技术是公认为电子信息专业三门重要的基础课程，基于EDA技术的课程整合教学，教师借助多媒体和结合多种EDA工具、系统的演示操作以及对现实中丰富的实例剖析，可以充分激发学生的学习兴趣和调动学生的主动性、积极性，发挥学生的主体作用，能从最大程度上促使学生加强课程间的融会贯通，从更高层次上掌握知识，培养理论联系实际以及分析、解决问题和创新思维能力，为专业的深层挖掘打下坚实基础。

EDA技术的课程整合教学，会促使教师在教学中在教学时遵循各种教育教学理论、不断更新教育观念，根据教学设计的思想和原则，以计算机为辅助工具，构建信息平台，使教学全过程更加科学合理，以取得最佳教学效果。

（2）教学上的时代性。新世纪社会对高等教育提出了新的要求。基于EDA技术的课程整合教学，将促使教师更加遵循教育原则和方法，不断更新教学观念和改变思路，探求一种合理有效的教学模式以优化教学过程，借助计算机和各种强大的软件工具，调整教学内容，改善教学方法，构建新的专业基础课程教学体系。

（3）专业知识上的工程性、创新性。工程性是生存之本，创新性则是发展之源。电子信息专业学生应该具有扎实的基本理论和基础知识，具有系统分析、设计、开发与研究的工程实践基本能力，并富有较强的创新精神和创新能力。

模电、数电与单片机技术课程都是由理论和实践两大部分构成。我们应充分发挥各自优势，打破学科壁垒，促进多学科的交叉、融合、渗透，并着眼于加强技术创新，加速科技成果的产业化，促进教学、科研、生产密切结合，使大学成为知识创新、推动科技成果向现实生产力转化的重要力量。

基于EDA技术的课程整合教学将给予课程实验新的目的和要求，以单元为基础，重点放在综合运用和设计创新上，并逐步形成一套系统的新的教学方案。整合教学将给学生提供一个广阔的学习、思维和发展空间。指导学生参加类似于全国大学生电子设计竞赛的活动等。

四、结语

模拟电路、数字电路和单片机技术是当前高校电子信息专业的三门重要的专业基础必修课程，基于EDA技术的课程整合教学能充分挖掘学生潜力，有效加强课程间的知识融合，科学培养高素质的专业人才，是一种迎合社会需求，在国际竞争日益加剧的情况下实现高校教育改革发展的一种必要的，可操作性强的课程教学方法，对有效地推动我国目前高校教育改革和尽快发展具有重大现实意义。

参考文献：

EDA技术课程改革 第7篇

1 EDA技术课程传统教学方法中存在的问题

EDA技术课程教学内容丰富, 涵盖数字电路基础、PLD原理、EDA集成开发环境操作、HDL语言源程序设计等四部分内容, 其教学环节可分为理论和实践两个部分。由于教学学时有限, 如何让学生在有限的时间内掌握EDA开发技术成为一个难题。EDA技术课程不仅需要扎实掌握理论基础 (数字电路基础和PLD原理) , 还要在此基础上具有实际开发应用能力 (集成开发环境的使用和HDL源程序的编写) , 因此需要通过优化教学内容、改善教学方法、革新教学手段等途径, 提高EDA技术课程的教学效果。

本课程的实践操作能力包含两部分内容:熟练掌握集成开发环境的使用和使用HDL语言编写源程序。其中集成开发环境的使用可以在实践教学环节中不断深化、熟练, 而学生编程能力的进步却相对缓慢地多, 而硬件描述语言和C语言不同, 其语法、编程风格几乎是从零学起, 编程时, 对系统整体的逻辑功能需要有一个抽象的算法, 在短期内, 学生从读程序到自行编写程序能力的提高比较困难。通过笔者的教学经验来看, 学生普遍在独立编程方面感觉比较吃力, 编写源程序成为开发数字系统的瓶颈问题。

2 EDA技术课程教学改革的探索

2.1 理论环节的教学方法探新

理论课程的四部分内容, 包含了数字电路基础知识, 硬件原理, 软件操作, 硬件描述语言编程四部分。在进行理论教学时应尽量贴近实践教学, 在介绍硬件原理时可以将试验箱核心板上的芯片作为硬件模型, 结合实验箱上核心板和开发板之间的布线, 讲述各个引脚的功能和内部电路原理, 这样可以增强理论授课的直观性, 让理论不再仅仅是脑海里抽象的概念, 还可以让学生在实践教学环节对实验箱有一个更熟悉、生动的认识。由于编程后, 在开发环境后需要对源文件进行编译, 根据具体的电路板连线锁定引脚, 这样可以让学生独立完成引脚锁定的过程, 而不是机械地参考实验指导书。

在讲述硬件描述语言部分时, 可对具有代表性的综合实验源程序进行讲解。课本上的程序一般较为简单, 实现的逻辑功能较为单一, 具有代表性、通用性, 可以作为基础性的学习。但大多数同学反映遇到较为复杂的题目感觉编程还是无从下手。而综合实验的程序较为系统, 能够体现算法的构思, 选取一至两个综合实验源程序作为精讲内容, 提高学生对实际综合题目编写程序的能力。

传统的理论教学都在普通教室或多媒体教室进行, 由于本课程的实践性较强, 特别是在集成开发环境的使用部分教学时, 学生只看老师在讲台上演示的教学效果不太理想, 学生对于大量操作细节印象不深, 容易忘记。如果教师的演示节奏过快或者过慢, 学生容易分神, 可以将理论教学也放在实验室进行。教师在演示一段操作之后学生自己演练一遍, 如发现问题可以通过举手或者教师端向老师提问, 教师回答完问题后进入下一段演示。笔者在实验室将该部分两学时的内容以该方法作试验, 结果证明学生学习效果要明显好于在普通教室进行单纯多媒体演示。

2.2 实践环节的教学方法探新

传统的实践环节是学生参照实验箱配备的实验指导书, 通过向集成开发环境输入源程序、编译、下载、仿真等步骤, 以验证程序的正确性为主。为提高学生独立编程的能力, 应将验证性的实验内容比例降低, 结合硬件描述语言理论部分学习的进度, 每学到一个新的知识点, 由教师出一道相关的小题目, 让同学们自己编程, 依据集成开发环境的波形仿真结果, 画出自编程序的逻辑真值表, 检查是否满足题目要求, 让学生学会自己验证自己的程序正确性。在不断的调试过程中, 学生可以真正掌握独立编程的要领, 积累编程的技巧和经验, 帮助提高学生的编程能力。笔者在课内出过五次编程小题目, 要求学生自己调试程序, 教师作为指导答疑者, 并要求学生交作业, 监督教学过程。学生普遍反映他们调试程序的能力明显地提高了, 遇到较复杂的问题, 也可以自己将程序调试成功。

在实验教学环节中, 教师一定要注重和学生及时进行交流、互动。在实验过程中, 学生会遇到很多实际的问题, 而这些问题恰好是非常好的教学内容。对实验的范例程序进行精讲, 使学生领会编程的技巧。对学生自编的程序, 要比较出不同学生程序的优缺点, 对学生的作业进行精确的、细致的审阅, 学生的作业本身是非常好的教学范例, 其中包含了很多重点、难点问题。通过比较同一题目的不同作业, 还可以使学生积累算法优化、语句优化、程序结构优化方面的经验, 对于提高学生实际的编程水平效果很好。

3 本教改方案中应注意的问题

根据EDA技术课程现有的教学环节出现的问题, 本文试探一种基于理论教学环节与实践教学环节在内容、时间、场所上相揉和的教学方法改革。由于两环节环环相扣, 不容易掌握理论教学与实践教学的课时、内容比例。为解决这种教学方法带来的问题, 需要任课教师需要花大量时间提前对课程的内容和时间进行细密的设计并在教学过程中严格把握, 要

基于引擎划分的入侵检测系统模型分析

张莉

(广东女子职业技术学院, 广东广州511450)

摘要:入侵检测系统是保护网络安全的手段之一, 在选择入侵检测系统时, 其引擎是基于签名检测还是异常检测是决策的关键点。文章从技术角度分析了两种模型的优势及不足, 在实际应用中, 可以根据保护对象的特点, 灵活部署入侵检测系统, 如果需要提供更高的保护策略, 应该使用两者兼顾的产品。

关键词:入侵检测系统;签名检测;异常检测;模型;威胁

中图分类号:TP393文献标识码:A

文章编号:1673-1131 (2012) 04-0122-02

Analysis on the IDS models according to engine

Abstract:IDS is one of the means to protect network security.In the select of IDS, it is the key point of the decision-making that its engine is based on signature detection or anomaly detection.This paper analyzed the advantages and disadvantages of these two models from the technical perspectives.In practical applications, we found we can flexibly deploy the IDS according to the characteristics of the protect objects.However, if we need a higher level of protection strategy, we develop the products which

如今计算机网络被广泛应用到人类活动的各个领域, 网络安全也越来越重要。为了能够能及时地发现恶意攻击, 并在对系统或数据造成破坏之前采取措施, 入侵检测系统是网络管理员在计算机安全武器库中的另一个工具, 被认为是继反病毒软件和防火墙之后的第三代产品, 可以说是检测安全缺陷的最佳途径。

1 IDS概述

入侵检测是指通过对行为、安全日志或审计数据或其它网络上可以获得的信息进行操作, 检测到对系统的闯入或闯入的企图。入侵检测是检测和响应计算机误用的学科, 其作用包括威慑、检测、响应、损失情况评估、攻击预测和起诉支持。入侵检测技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术, 是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。进行入侵检测的软件与硬件的组合便是入侵检测系统 (Intrusion Detection System, 简称IDS) [1]。

根据原始数据的来源分类, 一般可以分为以下几种IDS:

基于主机的IDS (HIDS) :是安装在试图进行监督的主机上面, 该主机可能是服务器、工作站或者任何网络设备 (如打印机、路由器、网关等) 。HIDS可以安装成一种服务或守护程序, 或者修改了所使用的操作系统核心或应用程序, 以便实现第一时间检查程序。它是由代理来实现的, 代理是运行在目标主机上的小的可执行程序, 它们与命令控制台通信。

紧扣教学大纲要求, 按要求完成各环节的教学任务。在教学的实施和总结的各个阶段, 都要根据实际的教学情况及时调整教学节奏, 保证教学进度。

4 结语

随着用人单位对毕业生专业技能水平要求的提高, 普通高校在进行专业课的教学时应注重提高学生的动手能力, 而电子专业的EDA课程本身为实践性很强的一门课程。本文初步探索了一种加强EDA技术课程理论与实践教学环节关

系统分析的数据是计算机操作系统的事件日志、应用程序的事件日志、系统调用、端口调用和安全审计记录。HIDS可以检查每一条进入的命令, 查找恶意行为的迹象, 或者简单地跟踪未经授权的文件变化。

基于网络的IDS (NIDS) :在IDS中常提到的一种, 可以捕捉和分析在网络中运行的网络包。HIDS设计可以为一台以上的主机提供保护, 而NIDS可以保护一组计算机主机, 类似一个服务器群, 或监督整个网络。NIDS担负着保护整个网段的任务, 基于网络的入侵检测系统由遍及网络的传感器组成, 传感器是一台将以太网卡置于混杂模式的计算机, 用于嗅探网络上的数据包。捕获的通信量根据协议规范和正常通信量趋势进行比较, 或者检验包的净荷数据, 查看其中的恶意内容, 如果发现了安全威胁, 该事件将进行记录并生成一个警告。

混合型IDS:也称分布式的入侵检测系统。它是综合了基于网络和基于主机两种IDS的优点构架而形成的一套完整的主动防御系统、由多部分组成的分布式结构、能够同时分析来自主机系统审计日志和网络数据流的入侵检测系统。基于网络和基于主机的IDS都有不足之处, 会造成防御体系的不全面, 而混合型入侵检测系统既可以发现网络中的攻击信息, 也可以从系统日志中发现异常情况。

2模型分析

使用IDS可以保护主机或网络, 所有的IDS都遵循两种入侵检测模型之一:异常情况检测或签名检测。虽然有些系

联度的教学方法, 旨在提高学生开发数字系统的实际操作能力, 创造大学生人才市场上竞争的优势, 积极面对全球化、数字化的技术挑战。

参考文献

[1]郑存芳, 隋韦韦, 丁丽华.独立学院《EDA课程设计》教学初探改革[J].科技信息, 2008 (32)

EDA技术课程改革 第8篇

关键词：EDA技术,教学改革,创新实践

0前言

EDA (Electronic Design Automation) 即电子设计自动化, 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、大规模可编程器件的开发软件及实验开发系统为设计工具, 自动完成用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、布局布线、逻辑仿真, 直至完成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多学科融合的新技术[1]。

我院开设该课程的时间是在学习完《模拟电子技术》和《数字电子技术》后的大三第一学期, 它是电子信息工程技术专业一门重要的专业选修课程。其包括课堂教学、实验两个环节, 显著特点是软、硬件结合, 打破了软硬件之间的设计界限, 知识综合面广泛、工程实践性强。依据厚基础、重应用的教学原则, 结合教学大纲, 课程教学内容的重点包括: (1) 嵌入式开发工具———Quartus II; (2) VHDL硬件设计语言; (3) 复杂的数字电路设计。结合前期先导课程, 通过针对性的应用实例, 循序渐进, 实现从软件到硬件系统的设计, 让学生深刻理解EDA技术的数字系统设计方法。学生能够熟练掌握EDA设计能力无论是对继续深造, 还是工作就业都有重要意义。

1 问题

独立学院的目标主要是培养应用型人才, 三亚学院自办学之初确立人才培养定位为:“培养适应社会主义现代化建设和市场经济需求, 具有综合素质和学习能力、实践能力、适应能力、创新能力和可持续发展能力的应用型、实用性专门人才”。这就要求学生在具有一定理论基础的同时还要具有较好的实际动手实践能力, 相对于重点学校来说, 独立学院的学生基础比较薄弱, 学习主观性不强。因此在独立学院开展EDA技术的教学改革与探索, 提高学生的应用水平尤为重要。

通过课程教学的体会, 开展教师间教学研讨并对教学情况进行总结, 发现教学过程中存在不少问题:理论教学内容较枯燥、课本化, 教学手段单一, 学生学习兴趣和积极性不高, 理论知识与实际联系的能力不强;实践教学内容全为验证性实验, 缺乏设计性、综合性实验, 导致学生分析和解决问题的能力较薄弱;同时还存在着日趋减少的教学时数和日益增多的教学内容之间的矛盾, 由于电信专业课程较多, 原来相对充裕的课时被压缩减少, 而新知识的不断更新, 使得教学容量增大, 时间短、任务重的矛盾逐渐凸现出来;此外, 传统教学中, 教师将其作为数字电路的延伸, 重点讲解如何利用EDA进行组合逻辑电路以及时序逻辑电路设计, 多为编码器、译码器、加法器、数据选择器、计数器、触发器的设计等教学案例, EDA技术的优势和特点得不到完美的体现, 这就导致很多同学无法认识到EDA技术的重要性以及其他很多专业技术无法比拟的优越的工程性, 学习存在盲目性[2]。

2 改革与措施

基于教学过程中出现的问题, 根据三亚学院办学理念、人才培养定位和课程教学的实际情况, 结合教师间教学研讨, 以培养和提高学生分析、解决问题的能力和创新性思维的能力, 提高课程的教学质量为目的, 实行了以下具体改革措施。

首先, 精选教材。根据EDA教学需求, 查阅许多国内外教材, 并结合EDA技术的最新进展, 选择了适合电信专业学生的教材———潘松、黄继业老师的《EDA技术与VHDL》 (第4版) , 书中绝大部分章节都安排了针对性较强的习题、实验和设计项目, 授课教师以不同的方式布置给学生完成, 使学生对每一章的课堂教学效果都能及时通过实验得以强化。而多媒体教学是教学手段改革的主流, 恰当地运用多媒体工具实现教学效果最优化, 为教学改革寻找创新点和突破口, 为此, 教学课题组设计了多媒体教学课件。采用板书与多媒体教学相结合的授课方式, 并充分利用学校提供的网络共享资源, 从而提高了学生的学习效率, 为学生后续专业课的学习打下扎实的基础[3]。

其次, 现在的EDA技术已经向着多元化、多层次发展, 要对EDA技术有个合理的定位。虽然EDA技术可以实现数字电路里的各种集成电路, 但绝不能将其简单的定义为数字电路的后续内容;它可以在控制领域里得到广泛应用, 也不能将其与单片机技术混淆, 一味的强调它的控制作用。因此在教学中, 除了进行基础理论讲解, 还要进行基本实践训练, 最后进行工程项目训练。

在内容上删除学科间重复的部分, 补充了EDA技术的最新进展, 以利于开阔视野, 提高学习兴趣;针对硬件描述语言语法丰富, 表达形式多样的特点, 增加了大量实例, 结合应用对编程要点进行说明, 使学生更容易理解和掌握课程内容, 例如, 在讲解VHDL语言基本程序结构时, 先让学生回顾以前学过的数字电路理论知识, 并画出半加器, 然后用PPT给出该电路的VHDL语言实例, 重点阐述在用VHDL语言描述该电路时, 该单元的名称;输入端、输出端名称及类型;输入与输出之间的关系这三个基本问题, 从而引导学生将VHDL语言和电路对应起来;在可编程逻辑器件部分, 缩减了对器件硬件结构的详细介绍, 针对器件的特性, 使学生学会如何选择合适的器件并进行配置;以Altera公司的Quartus II软件作为开发软件平台, 在实验系统的基础上, 使学生清晰的认识EDA设计的完整流程。

最后, 围绕上述教学内容, 精心设计配套实验, 其中包括验证性实验、交叉性实验、综合性实验和设计性实验等四个方面。 (1) 验证性实验一般依附于传统公式或经典定理, 通过这种实验, 能够加深基础理论的认识, 熟练掌握开发工具的操作与配置。 (2) 交叉性实验具有部分综合的成分, 是以多学科或多课程为基础, 并加强了各学科或课程之间的联系, 有助于加强各实验课程之间的关联性或交互性。 (3) 综合性实验是一种由学生和教师共同设计、开发、实施和评价的实验课程, 这类实验是本实验课程的重点。学生是实验课程的首要开发者, 可充分体现学生学习的主动性, 主要培养学生自顶向下或自底向上的设计思维习惯, 培养学生的综合实践能力, 提高分析问题、解决问题的能力。与其他实验不同的是该类实验具有多个程序模块, 要求综合不同类型的程序模块, 实现层次化设计。例如:用半加器和或门设计全加器的实验, 可用两层程序完成该设计, 先分别完成底层的半加器模块和或门模块程序, 分别打包成器件, 然后利用原理图调入所设计的器件或用元件例化语句完成顶层程序设计;或者利用文本编辑法、混合编辑法进行设计, 通过不同方法实现, 可以体现EDA技术模块化的分层设计的思想和设计理念, 以及灵活性和可移植性。 (4) 设计性实验则完全超越了课程之间界限, 实验建立在自我控制、自我指导基础上, 根据自己特长组织实验内容, 以自主学习为主, 可在校内完成, 也可在校外完成, 也可集体合作完成, 完全建立在兴趣之上, 作为实验课程之外的有利补充。

另外, 改革考核方式。学生成绩的考核是检验教学成果和了解学生学习情况的一种途径。传统的一份试卷作为学生的最终成绩不能客观的反映学生的真实水平, 因此, 对考核方法作了如下改革:考核成绩由平时作业成绩 (20%) 、考勤 (10%) 、实验成绩 (40%) 、卷面成绩 (30%) 四部分组成, 这样的评分标准能避免学生死记硬背, 更多的重视整个学习过程。通过考核方式的改革改善了学生的学习态度, 消除了“应试教育”中的死记硬背, 这样的方法得到了绝大多数学生的认可。

3 总结

结合EDA技术的特点和独立学院学生的情况, 采取多种教学方法, 调整教学内容, 改进教学实验课程方式, 提高学生的学习兴趣和实际动手能力, 培养学生分析问题, 解决问题的能力, 使学生能够将在大学中学习到的理论知识转化到工程实践中, 提高独立学院学生的竞争力, 努力做到三亚学院倡导的“走进校园的目的是为了更好的走向社会”这个目标。

参考文献

[1]潘松, 黄继业.EDA技术与VHDL[M].4版.北京:清华大学出版社, 2013.

[2]李海.独立学院《EDA技术》课程教学改革实践与探索[J].价值工程, 2011.

EDA技术课程改革 第9篇

《数字电路》是高等院校电气、电子信息类专业的一门重要的专业基础课, 具有理论性与实践性强的特点。优化该课程的实践教学, 对提高课程教学质量至关重要。随着大规模集成电路的飞速发展, 电子类高新技术项目的开发也更加依赖于EDA技术的应用。

1. 传统数字电路课程设计方法的不足

传统数字电路课程设计方法是基于固定功能的标准芯片, “自下而上”地构造一个系统。这种方法缺乏灵活性, 实现单一, 电路连线复杂, 查错比较困难。学生一部分精力牵制在复杂的连线上, 因此感到枯燥、乏味。可见传统方法在一定程度上制约了学生个性和创新思维的发展, 必须引入新技术。

2. EDA技术概述

2.1 EDA的概念

EDA (Electronic Design Automation, 电子设计自动化) , 是以计算机为平台, 硬件描述语言 (VHDL) 为设计语言, 可编程逻辑器件为实验载体, 以ASIC/SOC芯片为目标器件进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。

2.2 TOP-DOWN的设计方法

EDA技术采用TOP-DOWN (自顶向下) 设计方法。这种方法从系统设计入手, 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, 然后用逻辑综合优化工具生成具体门级电路网表。设计人员可不受芯片结构约束, 集中精力开发产品, 并且采用的是结构化开发手段。

2.3 设计语言

在EDA技术中多采用硬件描述语言 (HDL) 进行系统设计, 设计人员在设计时只需知道系统要做什么 (What to do) , 而不必关心怎样做 (How to do) 。VHDL几乎覆盖了以往所有各种硬件描述语言的功能, 整个自顶向下或自底向上的电路设计过程都可以用它来完成。

3. EDA技术在数字电路设计中的应用实例

以智能函数信号发生器的设计为例, 讨论EDA技术在数字逻辑电路设计中的具体应用。

3.1 设计要求

设计一个能产生递增斜波、递减斜波、阶梯波、正弦波、方波等多种波形, 并可通过开关选择输出波形的多功能函数信号发生器。

3.2 方案构思

根据设计要求, 本系统主要分为以下几个模块:

(1) 波形发生模块:主要包括分别产生递增斜波、递减斜波、阶梯波、正弦波、方波等波形的子模块。

(2) 多路选择模块:根据选择信号的不同取值, 判断选择输出对应的波形。

(3) D/A转换模块。

3.3 系统实现

3.3.1 设计输入

顶层原理图如图1所示, 其中各模块可由VHDL实现, 输出端Q[7..0]后面接D/A转换器的数据输入端。

3.3.2 编译、仿真

1.编译过程

建立顶层文件SIGNAL_GEN.VHD, 并按照图1所示构建顶层设计文件, 然后进行整体编译和仿真。

2.仿真结果

系统整体仿真当SEL[2..0]=011时, 输出为阶梯波。

3.3.3 下载验证

选择实验箱No.5模式进行下载, 并将各跳线帽置于正确位置, 然后将输出信号送至示波器, 改变CLK或者SEL[2..0], 可以看出输出信号的情况正好达到了预期功能。

4. 结束语

实践表明, 在数字电路课程设计引入EDA技术, 克服了传统课程设计的种种弊端, 不仅极大地丰富选题、扩展功能, 而且同一课题出现多种实现方案, 提高了学生的创新思维能力。

摘要：分析了传统数字电路课程设计的不足, 阐述了在课程设计引入EDA技术的必要性和优越性。介绍了EDA技术的概念和基本特征及设计方法。通过一个实例介绍了EDA技术在电路设计中的具体实现, 强调EDA技术作为一种全新的电子设计方法在现代数字电路课程设计中的重要作用。

关键词：EDA,数字电路,硬件描述语言

参考文献

[1]杨树莲.现代EDA技术及其发展[J].科技情报开发与经济, 2006, (15) :144-145

[2]潘松.黄继业.EDA实用教程 (第三版) [M].北京:科学出版社, 2006.9

[3]董蕴华.郭祖华.EDA技术在数字系统设计中的应用[J].河南机电高等专科学校学报, 2006, (3) :25-27

EDA技术教学改革与实践研究 第10篇

现代的电子系统设计要求尽可能的缩短系统开发周期、尽可能的减小系统的体积、提高单片化和集成化程度。先进材料制造技术与半导体制造工艺的提升使得在同样的硅片面积上可以集成更多的晶体管, 制造出集成度越来越高的超大规模集成电路, 这样在硬件方面可以满足电子系统单片化、集成化的要求。而在缩短电子系统开发周期方面, 使用EDA (Electronic Design Automation) 技术可以极大的缩短开发周期, 这就使得EDA技术得到了迅猛发展。

EDA技术是以超大规模可编程逻辑器件 (FPGA、CPLD) 为设计载体, 以图形化或硬件描述语言 (主要有VHDL和Verilog HDL两种硬件描述语言) 来描述系统的逻辑功能, 利用各种E-DA的工具软件并借助于现代计算机强大的计算能力, 自动的完成编译、逻辑简化、分割、综合、优化、布局、布线、逻辑仿真、时序仿真、针对具体芯片的适配编程、下载等过程, 来设计现代电子系统。这也是现在制造专用集成电路 (ASIC) 的必不可少的步骤。现代电子工程师利用EDA技术可以快速的从系统功能定义、核心算法设计、接口协议规划等方面开始新的电子系统设计, 并可以使用EDA工具提供的大量的IP软核及继承已有的成熟设计, 而大量的运算、优化工作由计算机完成。

EDA技术这门课程是高等学校电子信息工程、电子科学与技术、自动化、计算机科学与技术等专业开设的一门必修课程。学生通过本课程的理论与实践课程的学习, 可掌握使用EDA工具快速设计电子系统的开发流程, 提高学生的就业竞争力。本课程的目标是培养学生良好的团队意识与独立思考问题、解决问题的能力, 提高动手实践与创新的能力。

然而目前学生综合素质与设计能力的培养与工程实际应用与用人单位的需求还存在着较大的差距, 学生对现代复杂数字系统的模块化设计、工程化设计缺乏系统性认识, 使得培养出来的学生与社会需求脱轨。

二、EDA技术理论教学改革与实践

(1) 教材选择学习本课程, 教材选择非常重要。据不完全统计, 目前作为高等学校EDA技术课程的教材有上百种, 教材质量参次不齐, 因此选对选好教材对于学生的学习至关重要, 好的教材往往能循序渐进的引导学生进入课程的学习。结合笔者多年的教学经验并考虑到学生的学习兴趣、课程教学要求及EDA技术的最新进展上, 推荐教材选用汪国强老师的《EDA技术及应用》 (第四版) 、潘松老师的《EDA技术实用教程》等教材。

(2) 教学内容的选择与学时分配本课程的内容较, 结合笔者多年的教学经验, 课程理论学时必须确保达到40个学时, 并且要精选教学内容。理论授课内容总的来说可以分成四部分: (1) CPLD/FPGA器件介绍:这部分介绍CPLD/FPGA工作原理及内部机构, 讲授6学时; (2) EDA工具软件及设计流程:介绍常用的EDA工具使用方法和设计流程, 讲授8; (3) VHDL/Verilog HDL语言:两种语言只要讲授一种即可, 由于学生都有C语言等程序设计基础, 且有大量的实践机会, 故这部分内容时讲授10学时; (4) 设计实例教学:这部分内容是最核心的, 通过讲授4个复杂电子系统设计实例的全部过程让学生真正理解使用E-DA技术设计现在复杂电子系统的快捷性与先进性, 讲授16学时。

(3) 考核方式的改变目前, 绝大部分课程的考核方式是平时成绩占20%, 期末考试成绩占80%, 其中实验成绩作为平时成绩的一部分。这种考核方式显然不能突显EDA课程的实践教学环节的重要性。从2014年开始笔者采用平时成绩占10%, 实验成绩占40%, 期末考试成绩占50%的方式计算考核成绩。在这样一种无形引导与激励下, 学生自然会认真对待每一次实验, 主动解决实验中遇到的问题, 主动完成实验, 也在无形中提高了动手实践能力。

三、EDA技术实践教学改革与实践

(1) 口袋实验室

口袋实验室是本门课程实践教学过程中有一个重要创新之处。在实验教学环节中往往存在以下问题: (1) 实验教学学时不足按照教学大纲的要求本门课程实验仅安排8学时。EDA技术这门课程需要大量的时间和精力去实践, 我们知道这么少的学时是远远不够的, 学生们必须在高效利用有限课堂学时的前提下, 花更多的时间和精力在口袋实验室的平台上动手实践。 (2) EDA技术课程面向电子信息工程、电子科学与技术、计算机科学与技术等多个专业开设, 实验室实验实践安排的非常满, 这就造成实验室的课余时间开放时间不多, 没有办法给学生提供更多的实践时间。 (3) 我们学校现有的EDA技术实验平台是一个综合性的实验平台, 不仅可以完成EDA技术, 还可以单片机技术、DSP等课程的实验。然而正因为平台大、功能多, 不利于学生在有限的学时里熟练使用。

针对上述问题, 我们需要改变实验装置, 迫切希望在实验环节能有一个体积小、方便携带、功能全面、操作方面、接口齐全、方便扩展的“口袋实验室”平台。

为了实现以上目标, 我们以Altera公司的Cyclone III中的EP3C10为核心制作FPGA开发板, 作为口袋实验室的电路板, 电路板的尺寸为200mm□150mm。开发板上的资源丰富, 有PMOD接口、模拟信号接口、8位数码管、16个拨动开关、16个发光二极管、8个按钮、编程接口、USB接口、VGA接口、UART接口、液晶显示接口等资源, 不仅可以满足本课程的实践教学要求, 也可以满足相关课程甚至毕业设计等课程的要求。

口袋实验室把实验过程从固定时间固定地点的实验室搬移到了其他场合, 这就对实验项目的自主性提出了较高的要求。基于口袋实验室的实验教学模式, 由于将实验的大部分时间交给了学生, 这种模式在本课程的教学中取得了较好的教学效果。

(2) 项目教学法对EDA技术课程进行项目教学, 主要以学生为核心, 根据学生的知识体系基础, 结合教学大纲, 对EDA技术课程以项目的形式开展教学活动。项目教学法在EDA技术课程上的应用, 不仅要对项目本身的内容设计新思想、新途径和新方法, 更要对学生的创新思维和能力的培养有促进提高的实践教学过程。通过进行EDA项目的设计, 既对学生所学知识的培养有相互联接能力的运用, 又对今后电子系统设计和工程项目的开发方法及软件的使用方法有全面的适应性。为了达到让学生真正掌握理论知识并把理论知识运用到实践中去, 我们的项目教学法应该遵循综合性和趣味性的原则。我们在实际教学中, 选取了具有代表性的10个教学项目, 分别是:数字显示温度计设计、多功能数字钟设计、8音电子琴电路设计、ADDA控制设计、任意波形发生器、8位十进制显示数字频率计、VGA驱动电路的设计、液晶显示电路的设计、8位乘法器、交通灯控制器。

根据各个项目的工作原理, 介绍每个电路的实现思路, 要求每个学生都亲自参与每个项目, 并在“口袋实验室”电路板上面进行调试, 直至完成整个项目的。

四、总结

盐城工学院是一所以培养“应用型”人才为己任的普通高等学校。EDA技术是一门实用性很强的电子类专业课程, 对于我校电子类专业的学生而言, 这门课程显得尤其重要。我们在教学中应当特应选用经典教材、合理安排教学内容与学时、改变传统考核方式;在实践环节中我们采取“口袋实验室”的模式并采用项目教学法。通过这些举措, 我们突出能力、增强创新, 建立开放的实践教学体系, 激发学生的主观能动性, 增加学生的动手实践机会, 提高学生的工程实践能力。这样我们就能顺应时代发展和广大企事业单位的要求, 培养出高水平、应用型的技术专门人才。

摘要：EDA技术是现代电子设计的发展趋势, 是现代电子设计工程师所必须掌握的技术。本文针对EDA技术课程的特点, 在理论教学方面, 从教材选择、教学内容的选择与学时分配、考核方式改革, 和实践教学方面采用口袋实验室及项目教学法, 对EDA技术课程的教学改革进行探索与实践, 激发学生的创新能力, 提高学生的实际工程能力。

关键词：EDA技术,教学方法,实验教学,教学改革

参考文献

[1]周跃佳, 崔莉.项目化教学方法在应用型本科EDA技术课程中的应用与研究[J].中国现代教育装备, 2016 (11) :107-109.

[2]朱向庆, 郑景扬, 陈文龙, 等.多功能单片机与CPLD实验板的设计[J].现代电子技术, 2016, 39 (6) :123-126.

[3]余丽红, 龙诺春, 林春景.EDA技术及应用项目化教学改革及实践[J].电脑与电信, 2016 (1) :54-56.

[4]张鹏翔.电子信息专业教学中EDA技术的应用分析[J].现代经济信息, 2015 (23) .

[5]李政清.《EDA技术与应用》课程教学改革的探索[J].科技视界, 2015 (7) :54-54.

[6]刘德方, 邓明, 宋有才.EDA技术分层立体化教学模式创新研究[J].滁州学院学报, 2015, 17 (2) :127-129.

EDA技术课程改革 第11篇

关键词：TOPCARES-CDIO；EDA技术应用；实验教学；教学改革

背景

当前，IT 领域人才培养存在“两旺两难”等问题，亟需培养理论与实践并重、专业能力与综合素质兼顾的应用型 IT 人才。随着IT人才的持续需求，各个高等院校纷纷开设了EDA相关课程，然而在培养目标、课程设置、教学方法等教学关键因素中均存在若干问题。根据当前EDA技术应用课程的教学情况来看，培养目标不清晰、课程体系滞后于技术发展、教学方法手段陈旧、实践性教学不足、评价体系错位，教学效果不是很理想。针对于EDA课程教学的特点与现状，结合自己的教学经验，本文提出EDA技术应用等相关课程的实验教学方法。

教学改革目标

针对国内高校讲解EDA技术应用的基本教学方法，把“TOP-CARES CDIO”引入“EDA技术应用”这门课程的教学改革中。并在此基础上，探索讲授一门真正重点是电子设计自动化“思想”和“方法”的课程。“EDA技术应用”课程改革的具体目标为：

（1）教学内容方面，以任务驱动的教学模式，培养学生掌握问题求解的思路和方法，使学生理解计算机硬件、软件是如何工作的，即如何有效地利用EDA去解决实际的问题。

（2）教学成果方面，通过课程改革，学生主要掌握的知识和能力包括：电子电路工作原理以及基于EDA技术的嵌入式系统开发。

（3）实际应用方面，EDA技术应用教学改革的目的是要培养学生的问题求解和实际动手能力，并最终形成产品。

（4）教师团队方面，在实施教育的团队中，既有学校的专职教师，又可以引入高年级在这一课程取得优秀成绩的学生参与指导，切实推进双向教育，教师不再是灌输着、说教者，而是学生学习的组织者、参与者，为学生学习提供支持，极大地提高教学效率和教学质量。

教学改革实施

（1）基于TOPCARES-CDIO的任务驱动式的组织与实施方法研究：在基于TOPCARES-CDIO的任务驱动式教学过程中，二者围绕任务这根主线进行教学和学习。教师在设计任务、呈现任务、实施任务、总结评价和学生在明确任务、完成任务、共享交流的过程中运用基于计算思维的方法进行教学和学习，使学生利用高效率的计算思维去弄清任务明确目标，运用任务的驱动探索新的知识；学生之间相互协作交流深入探究问题的实质，最后集体展示成果、交流学习心得，并巩固拓展新的知识。

（2）基于TOPCARES-CDIO任务驱动教学的案例设计：因为问题意识是思维的动力，是创新精神的基石，所以优秀的教学案例设计，有助于培养学习者高效解决问题，掌握计算机方法论。根据项目提出的研究对象——《EDA技术应用》这门课程的教学来对此进行实践研究，主要探讨学习、掌握运用EDA技术解决实际案例的方法，发挥提高教学效率和培养学生计算思维能力两方面的作用。主要步骤包括：A.教师与学生各自的课前准备工作；B.任务呈现；C.任务实施；D.任务考核与总结。

（3）研究通过案例发现问题的方法，并引出任务与实验要求：项目需要研究如何从典型（基本）问题和综合（复杂）问题两个层面，揭示领域相关和领域无关各种问题的本质。

（4）实验环节的有效开展是需要重点研究的一个内容。课堂讲授的时间是有限的，除了在课堂教学中引入讨论，使学生能更好地理解将“TOPCARES-CDIO”融入不同学科和领域问题求解中的重要性， 在“EDA技术应用”该门课程中，我们进行了反复研究与讨论，加大了实验的比重，理论和实践按照1：1来进行。

（5）一体化的考核方法。传统的教学考核主要采用一张试卷定成绩，这样能考查学生的理论识记能力，但无法考查学生的动手能力和对知识的运用能力。学校的办学特色是培养应用型人才， 后者才是关键。为更真实地反映学生的学习效果，最大限度地避免高分低能现象，结合TOPCARES-CDIO的 “项目带动教学”理念，将该课程的考核进行了改革，形成平时的形成性考核和最后的终结性考核的一体化评价体系。

形成性考核包括学生的出勤、作业、章节实验等，占总成绩的 50%，终结性考核占总成绩的 50%，期末以上机实验项目的形式完成。整个考核以 “项目实验”为中心，特别是终结性考核，由学生单独在Multisim 7模拟器上完成。

主要特点

实验教学的主要特色是将TOPCARES-CDIO融入到课程的课堂讲授、课后作业、实验三个环节中，成为一个有机整体。并且，计算机学科的两大重要特征——“构造性”和“能行性”均反映到EDA技术应用教学中，就是设计多样化和机器实现机制。

结束语

将TOPCARES-CDIO理念引入到EDA技术应用课程中，通过在教学内容、教学方法和手段、教学考核等三方面的改革，充分实现让学生在做中学，学中做。使学生在有限的学时内，掌握最新的、最关键的安全理论与技术，并具备分析和解决EDA问题的基本能力。

参考文献：

[1] 潘懋元。新编高等教育学[M].。北京：北京师范大学出版社，2006.

[1]沈洪锐，林瑾。项目学习法在嵌入式教学改革中的应用。考试周刊，2015（39）。

[2]傅东起。真实性评价中的项目教学——以中央民族大学研究生英语教学为例。民族教育研究，2014（4）。

[3] 马忠梅。嵌入式系统教学模式探讨[J]。单片机与嵌入式系统应用，2008，（11）：5-8。

[4] 殷建军，张明武，尹令。嵌入式系统课程现状分析与对策研究[J]。计算机教育，2010，（14）：114-117。

EDA技术课程改革 第12篇

近年来, 全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对高职电子专业的学生而言, 数字电子技术课程设计是学生在学习数字电子技术理论课程后进行的一次综合性训练, 其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力及对电子产品实际安装调试的能力。学生从原理图设计开始, 一直做到样机调试成功, 经历整个电子产品的设计、开发过程, 所以, 将传统课程设计与EDA技术训练相结合, 使学生对该技术在电子设计中所起的作用建立整体的认识, 能对学生综合能力的培养有所帮助。

课程设计的总体思路

课程设计过程

数字电路课程设计的过程主要分为两个阶段:一是应用Multisim仿真设计电路。在学生根据设计课题拟定初步方案后, 要求他们先在电路仿真与分析软件Multisim平台上对所设计的电路进行仿真, 观察电路功能是否满足设计要求, 主要元器件参数对分析电路指标的影响, 在Multisim平台上调试电路使之达到技术指标, 为实践做准备。二是应用Protel设计印刷电路板。在Multisim仿真后, 要求学生应用Protel设计软件设计出PCB印刷电路板图。PCB版图必须布局合理, 符合电气布线规则。总体过程可用流程图 (见图1) 表示。

课程设计时间安排

课程设计安排两周时间。第一周, 安排学生自行查阅资料, 进行基本电路设计, 计算相关电路参数。对于学生设计所用的元件, 出于成本的考虑, 在设计过程中要求学生尽可能地采用实验室的器件, 教师应尽量增加器件的种类供学生挑选, 其他的特殊器件均由学生在给定的经费额度内自行采购。学生完成电路的理论设计以后, 画出理论设计的电路图, 给出有关设计依据, 并由Multism 9.0软件仿真通过后交指导教师审核, 再利用Protel DXP软件进行印刷板设计, 由于是自行加工制作, 所以工艺上要求设计成单面板。这样, 一方面, 培养了学生工程设计的成本控制意识;另一方面, 也给学生熟悉市场的机会。第二周, 学生在完成以上工作后, 进入实验室制作电路板, 对腐蚀后的电路板进行打孔, 最后完成元器件的焊接、电路调试等工作。最后安排两天的时间进行课程设计报告的编写和答辩。

课程设计评分

课程设计评分分为设计报告和设计功能实现两部分。评分指标如下: (1) 设计报告30分; (2) 作品功能70分, 分成以下几个评分点:印刷版布线10分;焊接技术10分;电路功能50分 (实现功能20分, 其余基本功能每完成一部分给10分) 。发挥部分考虑到能完成的学生不多, 只把此部分功能的实现作为额外计分的因素。以上的评分指标明确了评分的要点, 从而引导学生在设计过程中不仅要注意理论设计, 而且要注意追求科学合理的电路工艺和良好的电路性能指标, 促使学生在电子技术基本技能和电路设计能力方面得到全面和系统的训练, 以达到提高学生综合能力的目的。

课程设计的教学实践

以下是我院应用电子技术专业一次“六路智力竞赛抢答器”课程设计的全过程。

设计要求:

可同时供6名选手进行比赛, 各用一个抢答按钮, 按钮的编号分别与选手的编号相对应;给节目主持人设置一个控制开关S, 用来控制系统清零和抢答开始;抢答器具有数据锁存和显示功能, 抢答开始以后, 若有选手按动抢答按钮, 编号便立即锁存, 并在LED数码管上显示选手的编号, 同时, 扬声器发出音响提示。此时, 输入回路封锁, 禁止其他选手抢答。优先抢答的选手编号一直保持到主持人将系统清零时为止。

发挥部分:

参赛选手在设定的时间内抢答有效, 显示器上显示选手的编号和抢答的时间, 并保持到主持人将系统清零时为止。根据设计意图可以确定设计框图 (如图2所示) 。

1.在多媒体机房中, 根据设计要求利用Multism 9.0设计电路原理图, 并通过Multism 9.0自带的仿真仪器对所设计电路进行仿真分析, 逐步改进电路, 直至达到设计要求。在这里抢答部分采用的是一个74ls148编码器对选手抢答信号编码, 并通过74ls175D功能数据锁存器锁存, 最后经4511译码后驱动7段LED共阴数码管显示。同时74ls30形成锁存脉冲控制D功能数据锁存器锁存信号;音响报警部分由555振荡器完成。 (如图3所示)

2.利用在Multism 9.0中生成的网络表, 导入到Protel Dxp软件中设计PCB电路板 (如图4所示) 。在生成网络表时, 要注意自制元件封装与原理图中的名称一致, 在此自制了按钮和数显的封装, 方法是拿实物在万能板上进行尺寸比对, 由于万能板的两个孔距为标准的100mil, 所以, 无需特殊的测量工具就可完成元件的封装测量。我们设计的走线线宽为20mil, 焊盘的直径为60mil。事实证明, 该尺寸是手工制板的最低数据, 若低于该数据, 在腐蚀的时候很容易断裂。当然, 在满足安全间距的条件下, 可以尽可能地加大线宽和焊盘直径。由于设计的是单面板, 不可避免会出现无法布通的线路 (红线) , 可以在最后装配的时候在元件面用跳线来连接。

3.在电子制作实验室中, 学生将打印出来的电路板图通过电路板制作设备制作成实际电路板 (如图5所示) 。打孔完毕后, 再用流动的自来水清洗, 然后刷上酒精松香溶液并用吹风机吹干, 对于一些腐蚀过度断裂的线路, 可采用拖锡的方法补好。

4.在电子制作实验室中, 学生学习各种元器件的选择、常用工具与仪器仪表的使用以及练习焊接技术, 最后完成整机组装, 并通电测试是否达到设计标准 (如图6所示) 。

5.在课程设计实验室中, 学生组装调试所设计的电路, 使用自己所学的方法分析和排除电路故障, 并撰写课程设计报告。

课程设计的教学效果和启示

通过几年课程设计的实践, 对抢答器、数字温度计、数字钟、交通灯控制器等设计课题, 采用EDA软件指导学生进行电子技术课程设计, 取得了较好的教学效果。课程设计过程培养了学生的竞争意识、创新意识, 提高了学生的计算机应用水平, 学生在学习方法、遵守纪律、团结协作、创新能力、独立分析问题与解决问题的能力、写作和语言表达能力、吃苦耐劳和踏实严谨的作风、言行举止和文明礼貌等方面都受到很好的锻炼和培养。同时, 我们也从中获得了一些启示。

教学内容要先进、新颖、实用

课题内容应涉及理论课中学到的各种规模集成器件, 这样可以调动学生的学习热情, 提高学生的学习兴趣, 发挥学生的主观能动性和积极性, 而且可以促进教师不断学习, 更新知识结构, 真正做到教学相长。

设计过程的优化

数字电子技术课程设计是一个循序渐进的过程。在这一过程中, 每一个阶段的成功与否, 对下一阶段乃至整个课程设计是否达到预期效果都起着非常重要的作用。在整个设计过程中, 教师主要应侧重于三个方面:方案设计、安装调试、撰写报告。这样, 可使整个设计过程起点高、要求严、效果好。同时, 要遵循“教师主导, 学生主体, 训练为主”的教学思路, 以便在整体上形成最佳的教学组合。

自主学习能力的培养

数字电路课程设计从查阅资料、提出初步方案到完善方案, 从原理图的仿真、实施以及设计的完成到写出设计报告, 整个过程都要求学生自己动手。教师可定期组织学生进行讨论, 指导学生在自主学习过程中发现问题、解决问题, 进一步培养学生分析、解决问题的能力, 培养学生的团结协作精神, 充分激发学生的学习主动性。

重视课程设计报告的撰写

培养学生科技论文写作能力, 重视课程设计后期的总结工作, 不仅可以培养学生良好的科学态度和素质, 同时, 还能使学生在总结中获得知识和经验, 培养学生科技论文撰写能力。课程设计报告的撰写包括如下的内容:设计任务、设计方案的论证与比较、具体电路的设计、元器件的选择和调试、设计工作总结等, 基本上是按毕业设计的要求完成的。设计报告总结的过程就是一个对知识深入理解和提高的过程, 可以使学生对工程设计的方法更加明确、对知识的理解更加深刻。

让答辩过程成为再学习、再提高的过程答辩时, 每个学生都要先概述自己的设计过程, 重点讲述设计过程中遇到的问题以及分析问题和解决问题的方法。然后教师提问, 学生回答。最后教师结合各组的设计情况进行点评、讲解, 同时发起讨论, 引导学生对不同的设计方案进行比较, 训练学生的综合分析问题的能力, 每个学生都可以提问、参与讨论, 提出自己的看法。通过答辩、讲评, 学生可以体会别人的设计思路, 开阔眼界, 也能从别人的设计中吸取经验教训。这样, 答辩过程就成了再学习、再提高的过程。

经过这几年的探索与实践, 笔者深刻体会到在课程设计中引入EDA技术, 设置适合的教学内容是十分必要的, 对理论教学和传统实验教学都是有益的补充。有的学生在总结时写道:“通过两周的课程设计, 不仅考查了我们对组合和时序逻辑电路的掌握情况, 同时, 也锻炼了我们使用仪器和计算机辅助设计的技能, 使学过的知识得到了复习与巩固。更重要的是把原来所学的理论知识与实际生活联系在了一起, 使学习变成了一种乐趣, 使知识形象具体地被掌握!”

通过课程设计的锻炼, 学生可以增强综合分析问题和解决问题的能力, 激发了学习兴趣和潜在能力。所以, 在教学中应当注意做到少讲多练, 使理论教学与实践紧密结合, 在实践过程中, 让学生了解和体会EDA技术在电子技术设计领域的重要作用。

参考文献

[1]徐丽香.数字电子技术[M].北京:电子工业出版社, 2006.

[2]崔建明.电工电子EDA仿真技术[M].北京:高等教育出版社, 2004.