凌云+王曉麗

摘要：目前《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)內(nèi)容存在很多問題，主要體現(xiàn)在：該課程內(nèi)容與其他課程結(jié)合少、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目沒有突顯專業(yè)特色、實(shí)驗(yàn)手段單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合不緊密以及實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性不強(qiáng)等問題，本文提出采用與多門課程相結(jié)合，增加專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，引入Nios、Multisim和SignalTap II工具，引入生產(chǎn)實(shí)踐內(nèi)容以及增加創(chuàng)新性項(xiàng)目，以培養(yǎng)“理論基礎(chǔ)實(shí)、專業(yè)技術(shù)精、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高”的應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：EDA；SignalTap II；生產(chǎn)實(shí)例；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

TN02-4

《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)》是電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、信息對(duì)抗技術(shù)、自動(dòng)化、光信息科學(xué)與技術(shù)、信息顯示與光電技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、微電子學(xué)、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)等電類專業(yè)基礎(chǔ)主干課程。該課程開設(shè)的目的是使學(xué)生掌握采用硬件描述語言、借助EDA工具進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)的方法。該課的實(shí)踐性極強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)中占的比重很大，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和電路設(shè)計(jì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力能起到較強(qiáng)的作用，學(xué)生普遍反映該課的開設(shè)對(duì)就業(yè)有較大幫助，被譽(yù)為“飯碗”課程。

一、與多門課程相結(jié)合

目前《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往只是專門針對(duì)于《EDA技術(shù)》課程，很少與其他課程聯(lián)系在一起的項(xiàng)目。EDA技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣泛的，在電子、通信、醫(yī)療、軍事、機(jī)械以及生物等領(lǐng)域都有應(yīng)用。如果實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中沒有與這些領(lǐng)域相關(guān)課程聯(lián)系在一起的項(xiàng)目，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)了這門技術(shù)卻不知道如何應(yīng)用。因此，將《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程與多門課程相結(jié)合，有利于學(xué)生將EDA技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域?？梢耘c以下課程相結(jié)合：

1.與《單片機(jī)技術(shù)》課程結(jié)合，如利用FPGA和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)DDS信號(hào)發(fā)生器；

2.與《通信原理》課程結(jié)合，如2FSK（二進(jìn)制頻移鍵控）的FPGA實(shí)現(xiàn)、幀同步的實(shí)現(xiàn)等通信有關(guān)的簡單算法實(shí)驗(yàn)；

3.與《數(shù)字信號(hào)處理》課程結(jié)合，如利用FPGA實(shí)現(xiàn)FFT（快速傅里葉變換）；

4.與《嵌入式系統(tǒng)》課程結(jié)合，設(shè)計(jì)FPGA與ARM芯片協(xié)同工作的項(xiàng)目，以達(dá)到速度、面積等各方面的性能需求。

二、針對(duì)不同的專業(yè)，增加與專業(yè)相關(guān)的特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程是強(qiáng)電類專業(yè)（如自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程專業(yè)）和弱電類專業(yè)（如電子信息工程、通信工程專業(yè)）學(xué)生必修的一門實(shí)驗(yàn)課，但是目前該課程不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目卻完全一樣，沒有針對(duì)不同的專業(yè)而開設(shè)一些特色的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。有的學(xué)校這門課的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目沒有一個(gè)是針對(duì)強(qiáng)電類的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，導(dǎo)致強(qiáng)電類的學(xué)生認(rèn)為這門課對(duì)他們不重要，無法將這門技術(shù)應(yīng)用于自己的專業(yè)，不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。因此，可以增加與專業(yè)相關(guān)的特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如對(duì)于通信工程專業(yè)，可以增加利用VHDL實(shí)現(xiàn)QPSK（四相相移鍵控）、偽隨機(jī)序列以及直接序列通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于電子信息工程專業(yè)，可以增加信號(hào)發(fā)生器、電子元件測(cè)量儀以及多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)，對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，可以增加利用FPGA控制步進(jìn)電機(jī)等內(nèi)容。

三、引入Nios、Multisim設(shè)計(jì)內(nèi)容，利用SignalTap II邏輯分析儀

目前《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多都是利用Quartus II軟件的基本功能實(shí)現(xiàn)，手段太單一，學(xué)生只掌握了Quartus II軟件的基本操作。事實(shí)上，Quartus II軟件的功能十分強(qiáng)大，可以與Nios、Multisim結(jié)合，完成目前最熱門的技術(shù)—SOPC嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還可以在沒有邏輯分析儀的情況下，利用SignalTap II完成電路邏輯分析。而手段單一的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，導(dǎo)致學(xué)生無法掌握Quartus II軟件的這些非常有用的功能。因此，可以增加基于SOPC的Nios實(shí)驗(yàn)，并利用Multisim對(duì)電路進(jìn)行仿真，利用SignalTap II對(duì)硬件進(jìn)行邏輯分析，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求?；贜ios的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)近年來是EDA技術(shù)的熱門方向之一，有必要讓學(xué)生了解基于Nios的FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)，Multisim有著強(qiáng)大的電路仿真功能，是電路設(shè)計(jì)不可或缺的利器，而SignalTap II是在沒有邏輯分析儀的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下最好的硬件邏輯分析工具。

四、 引入生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用實(shí)例

《EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容沒有或較少向生產(chǎn)應(yīng)用延伸，當(dāng)學(xué)生走出校門，面對(duì)社會(huì)實(shí)踐，無從下手，缺乏把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于社會(huì)實(shí)踐的能力，不能很快地為生產(chǎn)實(shí)際服務(wù)。因此，可以增加生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目和相關(guān)研究新進(jìn)展，培養(yǎng) “專業(yè)技術(shù)精、實(shí)踐能力強(qiáng)”的應(yīng)用型人才。如引入基于FPGA的出租車計(jì)費(fèi)器、交通燈控制系統(tǒng)、洗衣機(jī)控制器、波形發(fā)生器、頻率測(cè)量儀等等的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

五、增加開設(shè)綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

由于目前部分EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的內(nèi)容過于詳盡，學(xué)生只要按照指導(dǎo)書步驟就能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使的實(shí)驗(yàn)演變成輸入程序連接導(dǎo)線的“機(jī)械性實(shí)驗(yàn)”，難于調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性，不利于活躍學(xué)生思維，使的學(xué)生缺乏獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，難于提高實(shí)踐動(dòng)手能力。因此這樣的實(shí)驗(yàn)很難發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)揮和實(shí)踐能力的提高。因此，可以增加開設(shè)綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，如數(shù)字電子鐘、電子萬年歷、智能密碼鎖、數(shù)字化語音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)、以及數(shù)字幅頻均衡功率放大器等等。根據(jù)EDA技術(shù)主要面向工程實(shí)際的特點(diǎn)和電子設(shè)計(jì)的自主創(chuàng)新性，在實(shí)驗(yàn)過程中注重學(xué)生自主設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以及與工程實(shí)際相結(jié)合的動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

六、結(jié)語

通過對(duì)EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，改善目前EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程中存在的一些問題，從而提高EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，使學(xué)生成為名符其實(shí)的應(yīng)用型人才。

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作者簡介：

凌云（1986.07），女，湖南衡陽人，碩士，講師，研究方向：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化與測(cè)試。