高艷

摘 要：在數(shù)字電路知識中融合EDA知識與技能，前者是理論基礎(chǔ)，后者則是工具，將兩者整合既能學(xué)好理論，又能提高實踐技能。將數(shù)字電路與EDA技術(shù)有機地融為一體是高職教育的要求，也是未來發(fā)展的需求。文章闡述了數(shù)字電路和EDA技術(shù)的教學(xué)進行整合的意義，并對整合后的課程教學(xué)方法進行了探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；EDA技術(shù)；項目教學(xué)法

【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】1008-1216（2016）09C-0073-01

一、教學(xué)整合的意義

根據(jù)高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求，結(jié)合教育部大力推行的高職高專教學(xué)改革，高職院校電類專業(yè)對部分課程進行了教學(xué)改革?！稊?shù)字電路與EDA技術(shù)》這門課程就是將數(shù)字電路和EDA技術(shù)的教學(xué)進行整合。

數(shù)字電路課程是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過對本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握典型的數(shù)字電路的組成、工作原理和工作特性，能夠設(shè)計一些邏輯功能電路，并為專業(yè)主干課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。對于數(shù)字電路的設(shè)計，傳統(tǒng)的設(shè)計方法是以邏輯門和觸發(fā)器等通用器件為載體，以真值表和邏輯方程為表達方式，依靠手工調(diào)試。隨著數(shù)字電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是專用電子集成電路的迅速發(fā)展，基于EDA技術(shù)的設(shè)計方法成為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主流。EDA技術(shù)就是以計算機為工具，在EDA軟件開發(fā)平臺上，使用硬件描述語言完成設(shè)計文件，然后由計算機自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、仿真等，最終對特定目標(biāo)芯片進行適配編譯、邏輯映射和編程下載。

EDA技術(shù)的設(shè)計方法正在成為現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的主流，作為即將成為工程技術(shù)人員的職業(yè)技術(shù)學(xué)院的電類專業(yè)的學(xué)生只懂電子技術(shù)的基本理論和方法，而不懂如何設(shè)計電路，會限制就業(yè)的崗位。實際上數(shù)字電路和EDA技術(shù)是不能分家的，因為前者是理論基礎(chǔ)，后者是工具，將兩者整合既能學(xué)好理論又能提高實踐技能。如果作為兩個課程分別學(xué)習(xí)則不適應(yīng)高職高專的學(xué)制長度。因此，將數(shù)字電路與EDA技術(shù)有機地融為一體是高職教育的要求和未來發(fā)展的需求。

二、教學(xué)方法探討

在整合后的課程中我們把EDA技術(shù)貫穿于數(shù)字電路課程教學(xué)全過程。例如，在講授門電路時，就開始用EDA軟件仿真演示，熟悉用原理圖輸入一個簡單門電路的過程，通過編譯、功能仿真檢驗門電路的功能，可以加深學(xué)生對門電路知識的理解；在講授組合邏輯電路時，引入硬件描述語言的設(shè)計方法，并介紹基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路設(shè)計方法；在講授時序邏輯電路時，可以引入一些簡單的綜合性的電路設(shè)計，為學(xué)生創(chuàng)造一個寬闊的設(shè)計空間。在開始講解基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路設(shè)計方法時，可以通過引入簡單的數(shù)字電路的設(shè)計流程，使學(xué)生從宏觀上對EDA設(shè)計方法有一個整體的了解，讓學(xué)生在潛意識里建立這部分內(nèi)容的知識框架。下面簡單介紹組合邏輯電路中的二選一數(shù)據(jù)選擇器的EDA設(shè)計流程：

（1）編寫硬件描述語言（以VHDL語言為例）。在EDA編程軟件中輸入設(shè)計源文件，如圖1所示。

（2）邏輯編譯。邏輯編譯過程包括檢查設(shè)計源文件是否有誤，進而提取網(wǎng)表、進行邏輯綜合和器件的適配，最后形成編程文件。

（3）功能仿真。通過模擬仿真測試電路的邏輯功能是否達到設(shè)計要求，仿真波形如圖2所示。

（4）鎖定引腳。將程序中各端口名稱與硬件電路中的各引腳對應(yīng)。

（5）編程下載。功能仿真成功后，就可以將設(shè)計好的項目下載到邏輯器件中，實現(xiàn)既定的功能。

在課程教學(xué)中，我們采用項目教學(xué)的方法，制定一系列由易到難的項目，例如，基本門電路的設(shè)計、數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計、全加器的設(shè)計、數(shù)字頻率計的設(shè)計、交通信號燈控制器的設(shè)計、數(shù)字鐘的設(shè)計等。通過各個項目展開知識點的講解，包括數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識、EDA技術(shù)的入門、數(shù)字電路的分析方法、原理圖的設(shè)計方法、硬件描述語言的描述方法及軟件仿真和硬件下載等。在教學(xué)中盡可能地將課堂搬到實驗室，讓學(xué)生邊學(xué)邊練，將理論教學(xué)與實驗教學(xué)融為一體。教學(xué)可以一部分安排在數(shù)字電路實驗室，一部分安排在EDA實驗室，比如對于一些簡單的數(shù)字電路可以安排用數(shù)字電路實驗箱進行一般的實驗驗證，使學(xué)生知道如何搭建一個簡單的電路，如何驗證一個電路的功能，從而對數(shù)字電路產(chǎn)生一個感性的認識。在EDA實驗室，學(xué)生可以學(xué)習(xí)用EDA技術(shù)設(shè)計數(shù)字電路，包括原理圖或硬件描述語言的輸入、編譯、功能仿真、引腳分配、下載等。

三、教學(xué)效果

數(shù)字電路和EDA技術(shù)的教學(xué)整合后，學(xué)生不光能夠掌握數(shù)字電路和EDA技術(shù)的理論知識，而且可以將這些知識應(yīng)用到實際中。通過對本課程的學(xué)習(xí)，既可以提升學(xué)生的專業(yè)基本技能，又可以使學(xué)生具備創(chuàng)新、分析及解決問題的能力，還可以提高學(xué)生的工程實踐能力。這樣做不僅體現(xiàn)了高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)，而且滿足了目前招聘企業(yè)對高職學(xué)生崗位能力的需求。

參考文獻：

王艷芬.數(shù)字電子電路及其EDA技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.