电子设计自动化范文

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引言

随着现代科学技术高速发展，电子工程新来了发展的新时代，通过合理应用网络技术与计算机技术，电子设计开始向自动化与智能化方向发展，极大程度促进了电子设计系统自动化的发展。因此，关于电子设计自动化技术的研究，必须了解电子设计自动化技术的基本概念，与电子设计系统中存在的问题，切实根据实际情况完善电子的自动化设计，让电子设计自动化技术在现代工程科学技术中发挥着作用，切实促进电子设计向现代化和科技化方向发展。当然，电子设计自动化技术，主要是指以计算机强大的功能系统为工作平台，在一定程度上，加强了电子技术、计算机技术与智能化技术等的有机结合，通过充分发挥各技术的优势资源作用，形成了电子设计的自动化技术。一般来说，电子设计自动化技术，主要是采取和利用电子设计自动化工具，通过电子工程师的构图与设计，将电子产品设计纳入电子设计自动化技术的战略性任务研究中，从而通过合理的电路设计，合理分析电子各性能，从而借助计算机系统自动处理和完成电子工程工作各方面的需求。

1.电子设计自动化技术的概念

电子设计自动化技术，简称EDA技术，是由“ElectronicDesignAutomation”简化而来的，一般来说，主要是将计算机科学与微电子技术有机结合，以现代科学技术为发展先导，在一定程度上，融合了电子设计与计算机图形学、拓扑逻辑学、微电子结构学等，通过充分发挥和利用计算机强大的功能，提高计算机应用领域所取得的最新成果，切实提高电子设计过程中的自动化，以引进和创新电子设计过程中的先进技术，以计算机工作平台为基础，专门用于电子工程而开发出的电子系统软件设计工具，极大范围内融入了强大的计算机功能。

2.电子设计自动化技术的发展过程

2.1初期阶段

根据相关资料显示，电子设计自动化技术的初期阶段大约在20世纪70年代，人们改变了传统的手工操作与绘图设计，逐渐开始利用计算机辅助系统，对电子设计的IC图进行相关的编辑和PCB布局布线。这个阶段，计算机科学技术发展还在探索阶段，初步形成了中小规模的集成电路，传统的手工设计方法已经不能满足人们生产工艺的需求，因此，必须加强电子制图的设计与印刷，充分发挥计算机辅助功能与电路板和集成电路的方法，不断增大电子设计自动化技术的效率，切实降低整个设计过程中的花费成本，适当减少整个设计与制造周期，这样利用二维平面图形，通过计算机加强电子设计的编辑与分析，形成电子版图设计、布局布线等一系列基础的自动化技术。

2.2发展阶段

电子设计自动化技术的发展阶段开始于20世纪80年代，此时也是在纯粹的图形绘制以外，加强了计算机功能中电路功能设计和结构设计，从而加强计算机原理图输入、逻辑仿真、电路分析等一系列的功能发挥，从实际情况出发加强电子设计自动化技术的发展和完善，通过逐渐扩大集成电路规模，坚持以电子系统为背景、以生产工艺为要求开发和设计各类软件，促使电子设计工具形成巨大的电路功能和结构设计，以编程半导体芯片提高电子设计的自动化。

2.3成熟阶段

电子设计自动化技术的成熟阶段始于20世纪90年代，随着微电子技术迅速发展，极大程度上促进了电子设计自动化技术的发展，主要是加强了电子设计过程中的高级语言描述，切实进行电子系统级仿真，综合作用各种现代化技术，力争把人们从繁重的设计工作中解放出来，但是这个阶段电子设计的自动化和智能化程度还有待加强，缺乏统一的电子设计自动化软件界面，由于系统的复杂性大大增加了其技术的学习与使用的难度，甚至严重影响到电子设计环节间各项工作的衔接，因此，必须加强电子设计自动化技术的研究，促进其向智能化方向发展。

3.电子设计自动化技术的发展前景

加强电子设计自动化技术的发展与应用，一方面为电子设计方案提供了明确的方向，增大了计算机等先进科学技术的语言描述范围，切实促进电子设计与生产工艺要求结合，整体性、系统性地进行编程，从而在电子设计过程中促进了自动化技术语言的交流、保存与修改；另一方面，大大提高了电子设计的自动化程度，通过各级的仿真、纠错和调试，切实避免设计者及时发现并改正在电子结构设计过程中的错误，为电子设计的具体细节问题提供了良好的保证，从而充分发挥电子设计自动化技术的功能，提高设计效率的同时降低了设计过程中所花费的成本，合理加强了电子设计自动化技术的应用，通过现代EDA技术自身为当代社会、经济、政治发展创造了良好的框架工作环境，通过不断发展，切实应用到人们生活与工作的方方面面中，为人们生活与工作质量的提高提供了良好的基础。

4.结论

总而言之，从基本概念、发展历程与发展前景三个方面切实加强电子设计自动化技术的研究，有利于充分利用电子设计自动化技术，为人们生活与工作需求创造良好的条件。

【参考文献】

[1]谢长焱；何怡刚.电子设计自动化技术的发展与应用[J].吉首大学学报（自然科学版），2005（03）

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    二、课程改革的思路

    进行电子设计自动化教学课改,必须要明确课程改革的思路。在课程教学改革中,应当贯彻以学生为主体的指导思想,引入校企合作、任务领域的开发机制。课程标准修订和课程设计过程中要与企业紧密合作,以企业对新型电子产品设计研发能力的要求为课程核心。电子设计自动化课程改革的思路需要考虑到以下几点:

    1、对专业岗位群进行企业调研。在进行课程调研时,要与专业调研相结合,在选取调研对象时应广泛选取不同性质、不同类型、不同规模的企业的工程技术人员进行调研。调研的方法可以采用问卷调查法,通过调研及座谈根据电子信息工程技术、应用电子技术专业人才素质的要求,把所涉及到的职业活动分解为项目,再对工作项目进行分析,获得每个项目的具体工作任务,并对完成此项任务所需要的职业能力作出详细的描述。

    2、以工作过程为导向,设计学习情境实施的教学资料、教学方法与组织。在教学方法上,不拘泥于某几种教学方法,而是根据学生的个性特征及教师的教学特点,运用各种各样的教学方法达到教学的目的。在教学组织上,采用模拟项目开发的方式,按照企业管理方式进行项目管理,让学生身为“准员工”体会工作环境和工作过程,强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心。

    3、根据行动领域设计学习领域及学习情境。结合电子设备装接工的国家职业标准,确定了“电子设计自动化”这一行动领域对应的学习领域学习目标与学习内容,再按照学生学习规律与职业成长规律将学习领域划分为5个学习情境,构成5个学习情境组成的学习情境库,方便对不同基础的学生组织教学。

    4、融入电子制图员、助理电子设计师职业标准、企业标准、电子设计的主流器件、新技术、新工具等“六新”,结合企业操作技能要求和工艺标准,确定课程标准。然后,根据典型工作任务的特点,将各教学内容进行知识的解构。按照职业成长规律与认知学习规律,以项目的形式,将课程分解为若干学习情景,将之前解构的各知识点重构到相应的学习情景中,真正实现“用什么,学什么”。

    三、改革的方法

    明确了电子设计自动化课程改革的思路后,就需要采取相应的措施方法来实施改革。笔者提出以下几点改革方法建议,以供参考。

    1、调查研究法。可以成立专门的课程改革团队,深入行业企业一线进行人才需求调研、岗位工作知识能力素质要求调研、学生岗位工作适应性调研、专家访谈、毕业生访谈等,收集课程改革第一手材料,然后进行数据汇总、处理和分析,把用人单位对学生的要求与课程改革有机地结合起来,使课程改革与建设方案更加符合社会需要,更具有针对性和可操作性。

    2、探索实践法。探索实践法主要是指在实际的教学组织过程中,按照课程改革方案不断优化教学方法,提高学生学习效率和教学效果,特别是提高教学质量的自我监控能力,以实践的方式探索适合高职信息工程类专业学生电子设计自动化课程的教学方式及方法。

    3、试点对比分析法。通过试点班级、试点教师实施课改教学,记录课程教学的过程以及出现的问题,主要包括学生的主动学习意识和课程的参与度,学生的学习态度和学习效果,教师的教学组织是否合理,讲义的内容组织是否合理,教学资料是否充分等;然后进行纵向的历史对比分析和横向的试点与非试点对比分析,找出课程实施中的问题,并研究提出解决问题的方法和措施。

    四、课程改革的特色

    针对我院的实际教学情况以及设施条件,结合当前社会对电子设计自动化人才的需求,在实行电子设计自动化课程改革时,应当建立起具有本院特色的课程改革体系,因材施教,以使本院学生更好的融合所学电子设计自动化知识在实际工作中的应用。

    1、工学结合,“教、学、做”合一。以职业能力为核心、融入职业标准,以真实工作任务为载体,创设“教学做”一体化的教学情境,实行行动导向的教学模式。

    2、提出虚实结合、软硬结合、实验室与网上虚拟实验实训结合的新的实践教学体系。充分利用网络的虚拟实验实训室,开展虚拟平台的仿真教学。实现教学资源的校内、校外共享。

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由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。

1EDA实验环境的建设

EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。

在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安装了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2)EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4)EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。

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就是以计算机为工具，通过有关的开发软件，用VHDL硬件描述语言完成设计，自动完成编译、分割、布局和仿真等工作，用软件完成设计电子系统到硬件系统的一门技术。

1电子设计自动化技术的内容及特点

1.1电子设计自动化技术

电子设计自动化（ElectronicsDesignAutomation，EDA）是一门实现电子系统或电子产品自动设计的技术。EDA吸收了计算机科学领域的最新研究成果，以高性能的电子计算机作为工作的平台，促进电子工程的发展。所以说，EDA是电子产品和系统设计的综合技术，也是每个电子工程师都应该了解和掌握的一门技术。EDA是在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

1.2EDA技术的基本特征

EDA技术是指以计算机为工作平台，利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机自动处理完成。EDA技术的基本特征：按照“自顶向下”（Top-Down）全新设计方法，对系统进行结构设计和功能划分，系统的关键电路是用印刷电路板或者专用集成电路来实现的，然后采用硬件描述语言（HDL）对系统硬件进行功能的实现，最后用综合优化工具生成最终的理想器件。以下介绍相关的几个方面。1.2.1“自顶向下”的设计方法很长一段时间里，电子设计的思路基本就是“自底向上”的设计方法，这种设计方法就好像一块块大石头堆建起来的瓦房，不仅效率低、成本高，而且还非常容易出错，缺点显而易见。于是，人们发明了如今所用的一种全新的设计方法“自顶向下”，这种设计方法首先是系统设计，在顶层进行功能方框图的划分和结构的设计。自顶向下的设计方法使系统被分解为各个模块的集合之后，可以对设计的每个独立模块指派不同的工作小组，这些小组可以工作在不同的地点，甚至可以分属不同的单位，最后将不同的模块集成为最终的系统模型，并对其进行综合测试和评价。它较先前的“自顶向上”无论是在设计的时间上，还是过程中错误的减少，都得到了很大的提升。1.2.2ASIC设计集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC），在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计与实现。ASIC分为全定制和半定制，全制定是基于晶体管设计方法，设计成本高，周期长；而半定制则是一种约束性的设计方法，其设计简化，周期短，提高了芯片的成品率；和通用的集成电路相比，ASIC的体积更小、功耗更低、性能的提升也相当高；从保密性来讲，其保密性还是相当高的，而且它还具有成本节约等优点。可编程ASIC是专用集成电路的一种，也是应用最为广泛的。可编程逻辑器件的密度高、集成度高、生产方便。1.2.3硬件描述语言硬件描述语言（HardwareDescriptionLanguage，HDL）是一种用形式化的方法来描述数字电路和系统的语言，它是EDA开发中的很重要的设计工具，也是EDA技术的重要组成部分。HDL是对电子系统硬件设计的一种高级计算机语言，用HDL语言，数字电路系统的设计可以逐层展示自己的设计思路，一些复杂的数字电路系统可以用一系列分层次的模块来表达。早期的硬件描述语言，由不同的厂商和开发商开发，彼此之间互不兼容，且不支持多层次的设计，这些层次之间的翻译工作就要由人工完成。而利用VHDL语言的可读性强，更加容易修改和发现错误。VHDL即超高速集成电路硬件描述语言，它作为IEEE标准的硬件描述语言和EDA的重要组成部分，经过十几年的发展、应用和完善，正逐渐被众多设计者所接受，这种高层次的方法已经被广泛采用。VHDL即超高速集成电路硬件描述语言，是一种面向设计的多领域、多层次的全方位的硬件描述语言，这种语言几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能。VHDL具有以下几个优点：（1）强大的硬件描述能力。可以用来描述系统级电路，也可以用来描述门级电路，设计描述具有多层次。（2）支持广泛、易于修改。VHDL已经成为IEEE标准，目前，多数EDA工具都支持VHDL语言，这种高层次的方法已经被广泛采用。（3）作用强大、设计灵活。它具有作用强大的语言结构，能用简洁明了的源代码来描述复杂的逻辑控制。（4）移植能力强。它是一种标准化的硬件描述预言，同样一个设计描述可是被多种不同的工具所支持，这样就使得设计描述的移植得以实现。（5）工艺转换方便。它的设计不依赖于特定的器件，工艺转换方便。

2、EDA技术的应用

现如今，EDA技术发展迅速，已经在教学应用、科研应用、产品设计与制造等方面占据一席之地，发挥着巨大的作用。

2.1教学应用

大部分理工科院系都开设EDA课程。让学生在校期间了解EDA技术的基本原理、HDL硬件描述语言描述系统逻辑的方法，模拟仿真电子电路设计，通过实践提升学生的动手与自主能力，为今后从事的工作打下坚实的基础。

2.2科研应用

电路设计与模拟仿真主要使用EWB等工具进行，举个例子，在CDMA无线通信系统中，移动手机和无线基站都工作在相同的频率，每部手机都有自己唯一的序列码，用来区分电话的呼叫。而CDMA的BTS必须能识别这些不同的码序列才能辨别传呼进程，这是通过在输入数据流中探测到特定的码序列来完成的。

2.3产品设计与制造的应用

从电视、冰箱、音响到电子玩具等各种电子产品电路，EDA技术在模拟研制、仿真、生产、调试等方面都有着重要的作用。可以说，EDA已经成为电子工业领域必不可少的技术支持。

3、EDA技术的发展前景

当今社会，电子产品发展日新月异，为了既快又好地设计出新的电子产品，提高设计效率和产品性能，设计师需要更加简便快捷的EDA工具，这对EDA技术提出了更高的要求。

3.1EDA技术发展的新方向

3.1.1向高密度、高速度、宽频带方向发展设计方法的更新得益于电子器件的发展，随着电子产品的飞速发展，高密度、高速度和宽频带的可编程逻辑产品已经成为主流的，这些高密度、大容量的可编程逻辑器件的出现，给现代电子系统（复杂系统）的设计与实现带来了非常大的帮助。设计方法和设计效率有了新的飞跃，带来了器件的巨大需求，这种需求又促使器件生产工艺的不断进步，而每一次工艺的改进，可编程逻辑器件的规模都将有非常大扩展。3.1.2向可预测延时的方向发展现如今的大数据时代，需要处理的数据量越来越大，就需要其具有大的数据吞吐量，而且多媒体技术发展迅速，图像及影像的实时性要求较高，这就需要有高速的硬件系统。为了可以保证图像实时性及稳定性，器件的延时可预测性就是一个重要的因素。所以，逻辑器件的可预测延时是非常重要的。3.1.3向低电压、低能耗方向发展集成技术的飞速发展，工艺水平的日益提升，全世界都掀起了节能的潮流。因此，要适应时代的潮流，半导体工业也必须向低电压、降低能耗方向发展。

3.2应用前景

在信息通信领域中，需要优先发展高速宽带信息网、计算机及软件技术、第三代移动通信技术，积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品，研发新兴的产业。自动化仪表的技术发展趋势将计算机技术、通信技术进一步的融合，大力地推广信息化。在电子设计的研发中，它可以代替设计者完成电子系统设计中的绝大部分工作，而且可以直接在程序中修改错误，系统功能也不需要硬件电路的支持。随着EDA技术的发展，EDA技术具有更好的开发手段和性价比，具有广泛的市场应用前景。

3.3未来展望

从目前的EDA技术来看，其发展趋势是使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。中国EDA市场已经日趋成熟，但是大部分的设计是面向PCB制板和ASIC领域，只有小部分的设计是开发复杂的片上系统器件。EDA技术将在自动化仪表的测试技术、控制技术、计算技术等方面有较大的突破，在ASIC和PLD设计方面，以高速、高密度、低能耗、低电压等方面发展。

4、结语

EDA技术的应用十分广泛，现在已涉及电子、通信、机械、航天、医学、生物、军事等各个领域。所以无论是生活、学习、还是工作，都离不开EDA。因此，作为一名大专院校电子类专业的学生，我们应该熟练掌握EDA技术用于CPLD/FPGA的开发和知晓EDA技术在未来发展的前景，只有这样才能去适应激烈竞争的环境，在激烈的竞争环境中取得成绩。

[参考文献]

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电子设计自动化是一个较为宽泛的概念，它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分，即采用硬件描述语言设计数字电路。因此，该课程的教学具非常突出的特点。

1.既要有广度，又要有深度有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解，从而使学生从整个产业链的角度出发，把握电子设计自动化的真正含义，以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点，着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路，使学生具备电路设计的具体技能，并能够应用于实践和工作当中。

2.突出硬件电路设计的概念在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中，多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言，与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此，在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别，并通过实例，如CPU的设计及制造过程，让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途，并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。

3.理论与实践并重“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程，必须两者并重，才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想，[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固，同时在实践中锻炼学生的创新能力。

二、“电子设计自动化”课程教学方法总结

良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此，针对“电子设计自动化”课程的教学特点，笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。

1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中，并了解这个世界的大概，从而对这个领域产生兴趣，是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术，让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念，因此，可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入，通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频，让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法，并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比，引出EDA的概念，并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中，通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用，提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解，更激发了学生的学习兴趣，使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。

2.以实例展开理论教学“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分：[3]硬件描述语言（以VHDL语言为学习对象）、开发软件（以QUARTUSII为学习对象）和实验用开发板（以FPGA开发板为学习对象）。硬件描述语言的学习属于理论学习部分，是重中之重。对于一门编程语言的学习来说，语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中，通常都是将语法作为主线，结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中，不仅不能学到精髓，还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法，又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念，将编程思想的学习作为教学主线，在理论学习过程中，以具体电路实例为基础，引导学生从分析电路的功能入手，熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程，并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中，不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上，而语法的学习就显得不那么突兀，也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记，因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象，以避免学生遗忘，以此让学生明白，学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践，学生体会到语言学习的成就感，进一步提高了学习兴趣，此方法收到了良好的教学效果。

3.将硬件电路设计的概念贯穿始终硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点，在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中，这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此，在教学过程中，从最初引入到最后设计电路，都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时，需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系，并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例，在VHDL语言中，if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路，不完整的if语句将产生时序电路，如果应用不当，会在电路中引入不必要的存储单元，增加电路模块，耗费资源。[4]而对于软件语言，并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性，可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。如以下两个程序：（1）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsifa<btheny<=''''0''''；endif；endprocess；end；（2）entitymuxabisport（a，b：inbit；y：outbit）；end；architecturebehaveofmuxabisbeginprocess（a，b）beginifa>btheny<=''''1''''；elsey<=''''0''''；endif；endprocess；end；（1）（2）两个程序唯一的不同点在于：程序（1）中使用的是elsif语句，是一个不完整的if语句描述，而程序（2）使用的是else语句，是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。（1）综合的结果是一个时序电路，电路结构复杂，如图1所示。而（2）综合的结果是一个纯组合电路，电路结构非常简单，如图2所示。通过综合后的电路图比较，学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想，可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格，培养一个优秀的硬件电路设计工程师。

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0引言

教学方案是指教师在教学过程中对教学内容、教学方法、教学步骤以及要达到的教学效果等所进行的精心编排和设计，是教师对教材的认识和处理，以及对学生学习方法的指导，是进行课堂教学的实施方案[1]。一个好的教案不仅能指导学生“学会”，而且还引导学生“会学”，从而顺利地完成教学任务。因此，教学方案的设计就成为课堂教学的重中之重。在《电子设计自动化》教学中采用了项目教学法，通过具体的项目设计，实施“项目导向”教学模式，学生在老师的引导下，从每一个项目入手，在好奇心的驱动下，对理论知识进行学习，对项目任务进行设计，对实践操作进行实施，在“做中学”，在“学中做”，对培养学生的综合实践能力和创新思维能力具有积极的促进作用[2]。现将本人设计的基于项目教学法的“三人表决器”教学方案介绍如下。

1教学目标

1.1知识目标

熟练掌握VHDL程序的基本结构；掌握IF语句、CASE语句的格式及用法；理解IF语句和CASE语句的区别。

1.2技能目标

①科研创新能力：本项目要在QUARTUSII软件下用编程的方式设计三人表决器的电路，并且可以采用多种编程方式来实现，深切地让学生体会到该设计方法的灵活性，开阔学生的视野，培养学生分析问题，解决问题的能力，培养学生的创造与创新理念。②电路设计能力：通过进一步的学习，学生又掌握了利用一种编程语言VHDL来设计电路的能力，提高了学生电路设计能力。③分析问题、解决问题的能力：通过在设计过程中不断提出问题，让学生分小组讨论并给出结论，让学生在思考的同时提高了分析问题和解决问题的能力。

1.3情感目标

①树立专业自信：激发学生的学习兴趣，坚定学生从事电子行业的信念，培养学生对电子专业的热爱。②培养课程兴趣：通过创设情景、实物演示，提出三人表决器在各种选举和组织竞赛活动中的应用等问题激发学生对电路设计的好奇心和求知欲；通过自主完成整个电路的制作，体验成功的喜悦，增强自信心和成就感。③培养良好的学习习惯：针对学生的专业知识特点，采用多元化的教学方法，鼓励学生积极表达自己的想法，培养学生良好的学习态度和学习习惯。④培养创新精神：通过设计三人表决器，培养学生采用多种方案实现同一种电路的创新精神，体会到条条大路通罗马。⑤培养团队合作精神：通过小组合作的方式，大家互相取长补短，共同进步，共同提高，培养了大家的团队协作精神。

2教学重点难点及解决方法

教学重点包括：IF语句、CASE语句的语句格式及注意事项；IF语句和CASE语句的区别；IF语句和CASE语句的具体应用。教学难点包括：IF语句和CASE语句的具体应用。为了突出重点，突破难点，采取了以下方法：①课前“任务”导学：通过提前给学生布置预习任务让学生提前预习课本第4章《VHDL的主要描述语句》这部分内容，使学生在课前对VHDL的顺序语句的IF语句、CASE语句有所了解。②课中“内容”导教：课上借助图片、现场演示、软件仿真等手段进行导教，使授课内容更加形象、直观，配合课堂练习，加强学生对知识点的掌握。③课后“知识”拓展：推荐学生阅读参考书以及相关的网络资源并布置随堂作业，让学生开阔视野，加深对所学知识的理解。

3学情分析

3.1知识基础

本门课程的教学安排在第六学期进行，授课对象是电子专业大三的学生，他们已经学习了《单片机技术》、《专业软件选讲》、《检测与转换技术》等专业课，已经具备了一定的电子设计基础，好奇心强，动手能力较强，合作能力也很好，为本门课的学习打下了基础。学生之前学习过C语言，对学生理解VHDL语言有一定的帮助，但部分同学理论基础较差，对单纯的理论学习缺乏兴趣，所以要将理论和实践相相结合，帮学生克服理论基础薄弱问题。学生在前面的课程中对VHDL程序的基本结构已经熟练掌握，对EDA技术的设计流程也已经掌握，并且有了一定的编程基础，在此基础上进行VHDL描述语句的学习水到渠成。

3.2认知特点

大多数学生学习态度比较端正，有一定的自学能力和利用互联网查找资料的能力，同时对电子设计的兴趣较高，求知欲比较强烈。本门课程是学生以前没有接触过的用软件编程的方式来描述硬件电路的形式，学生经过前面几周的学习已经能理解这种语言和以往所学编程语言的不同。

3.3学习风格

电子专业学生动手能力强，课堂气氛活跃，对电路设计的求知欲很强，但是有部分学生自我约束力较差，注意力不集中，自主学习能力和自我约束能力有待提高。

4教材分析

本单元内容源自潘松主编的《EDA实用教程—VHDL版》（第五版），该教材属于“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，适用于电子类相关专业使用。该注重实践、实用和创新能力的培养，注重教学选材的灵活性和完整性相结合，有助于学生掌握EDA的相关基础知识达到快速入门的目的。本次课以一个具体的三人表决器的项目为依托，讲解VHDL的IF语句、CASE语句等相关知识点。在教学内容上起着承上启下的作用，也是实现电路设计的语言工具和手段。

5教学过程设计

基于项目教学法的“三人表决器”的教学过程设计如表1所示。

6总结

总之，教师在编制教学流程、构思课的主旋律时，必须符合教育教学规律，使之结构巧妙，引人人胜。特别是要改变过去只考虑教师“如何教”，而忽视学生“怎样学”的做法[3]。“教”为“学”服务，教师的“教”要激发学生“学”的兴趣，精心设疑，发展求异思维，培养学生的自学能力，将理论知识和实践操作结合起来，让学生在“做中学”，老师在“做中教”。另外，在教学过程中应该采用多样化的教学手段，在采用“项目教学法”的同时，穿插使用实物演示法、启发式教学法、讨论式教学法等。将传统的老师讲学生听的模式改为以学生为主体的教学方法，增强学生对所学理论知识的认识，同时培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，促进学生的自主学习能力。

参考文献：

[1]杨帆.建筑材料课在工学结合过程中引入项目教学法的方案设计探究[J].教学探索，2015（08）：102-103.

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电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)技术是以计算机科学和微电子技术发展为先导,依赖功能强大的计算机,在EDA工具软件平台上,完成布局布线、逻辑优化仿真、实现既定电子线路功能。当前EDA技术已成为现代电子设计工程师所必备的重要技术。

重庆邮电大学从2003年筹备建立EDA实验室,开设《电子设计自动化》实验教学课程。由于电子设计自动化技术更新迅速,大概每三年硬件软件就会更新一次,而我们的实验教学内容仍然局限于基本的理论知识的验证,教学的深度和广度明显不够;另外实验教学条件也难以跟上技术更新,不能反映当前流行技术,不能体现现代电子系统设计的思想,更难谈到学生综合实践能力和创新能力的培养。因此,我们从2009年开始着手《电子设计自动化》课程建设,在中央与地方共建实验室,以及学校教育教学改革项目资金资助下展开课题研究,并取得了一些阶段性的成果。

1.构建先进合理的实验教学理念

为适应EDA技术的快速发展,实验教学是整个教学体系中更加重要的组成部分,我们将其定位为通过一流的管理体制与制度、一流的实验教学队伍、一流的实验平台与一系列新型实验内容的建设,培养具有较宽专业面的学生的综合能力,同时成为教师创新研发的基地。

1.1通过课程学习,以培养实践型、创新型人才为目标,与国际培养模式逐渐接轨。

通过对国外一些高校的调研,我们发现许多著名高校EDA技术本科教学有两个明显的特点:一是课程在各专业的普及率极高;二是在实验中大量引入新技术、新方法与新器件,更多地注重创新性、设计性、综合性项目,突出EDA技术的实用性,以及面向工程实际的特点。

另外,国际通用的工程与技术评估条例(Accreditation Board for Engineering and Technology,ABET)列出了工科大学生必须具备的11项能力要求,即:

(1)应用数学、科学与工程等知识的能力;

(2)设计和进行试验、分析与解释数据的能力;

(3)设计一个系统、部件或工艺过程以满足需求的能力;

(4)在多学科团队中发挥作用的能力;

(5)发现、明确表达和解决工程问题的能力;

(6)了解职业道德,以及解决工程问题的能力;

(7)有效进行交流的能力;

(8)懂得工程问题对全球、经济、环境、社会的影响;

(9)认识到终生学习的需求,以及从事终生学习的能力;

(10)关于当代问题的知识;

(11)用解决实际问题所必须的各种技术、技能和现代工程工具的能力。

结合国外高校对EDA教学的要求,ABET对工科大学生综合能力的培养要求,以及目前我国正在积极努力构建符合华盛顿协议的专业认证,因此在课程建设过程中,我们将《电子设计自动化》实验课程的教学定位为以ABET所提出的11项基本能力为基础,培养实践型、创新型人才为目标。

1.2在基础实验模块的基础上,宽口径融合相关知识;结合现代EDA设计技术,与企业需求接轨,提升学生就业竞争能力。

实验教学内容不再局限于逻辑行为的实现,即用EDA工具完成数字电路实验中的内容,如:数字电子钟、数字频率计的设计等。而应该扩宽知识面,加入控制、接口、通信等的设计,突出EDA技术的优势;更上一层将设计对象上升到系统级,进行嵌入式甚至SOPC的开发设计。实验教学融合本科教学和研究生教学,根据其要求不同进行不同的实验层次,整合不同的实验要求和内容。整个实验教学侧重于实用电子系统的设计,注重引入现代EDA技术,与企业需求接轨,培养专业动手型人才,提升学生的就业竞争能力。具体实验教学内容分层如表1。

1.3自制教学设备,鼓励学生积极参加设备研发及各类电子竞赛活动。

目前我校实验中心教学实验室仪器设备为2003年购置的GW48型EDA实验箱,陈旧老化,功能单一,阻碍了学生能力和素质的培养。作为以电工电子技术为支柱的大学,如果没有自制仪器设备的能力,就难取得高水平的教学质量。因此在课程改革中,我们自行研发了EDA、单片机综合实验设备,目前已投入40台教学使用。在研发过程中,我们鼓励优秀的本科生和研究生积极参与,培养其团队协作及综合设计、动手能力。

自制教学设备的组织与实践,能够促使实验室引进新的技术,是教学改革的重要内容,能够直接推动教学内容体系及方法的改革。

一方面,我们把《电子设计自动化》课程与各类课外创新活动结合起来,从多渠道促进学生创新能力的培养。我们从课程学习中选择优异的学生,进行进一步的培训。另一方面,我们也根据各届竞赛的题目与要求对教学内容作适当的添加更改,将技术进步等要求及时反映到教学中来。课程改革进行一年多来,成果显著。我校有两位老师在2009年全国大学生电子设计竞赛中担任指导老师,并获得全国一等奖一项,重庆市一等奖四项、二等及优秀奖等多项奖项。

2.采取传统实验教学、开放式教学及项目研究式教学相结合的教学方式

在教学方式上,我们采用传统实验教学方式与开放式教学相结合的方法,并在此基础上提出了项目研究式教学,目的在于强化优秀学生的培养,利用课余时间与假期时间,选择有兴趣的优秀学生进行更高一层次的培训,鼓励其参加各类科技活动和能力认证,等等。

2.1传统实验教学。

采取教师引导的形式,讲解部分基础实验理论知识,帮助学生尽快入门。但并不采用理论课的教学模式,用大量的时间讲授研究的内容。在教师讲解演示后,学生仍需要自行动手完成实验内容。此部分实验内容主要涉及硬件平台、开发软件和部分基础应用实验的讲解。如:重点讲解平台所用核心可编程逻辑器件的结构和特点,要求学生课下详细阅读器件的数据手册;讲解原理图设计、硬件描述语言设计的方法,学会如何仿真与硬件调试,等等,为后续开发做准备。基础应用型实验包括逻辑表决器、频率计、电子钟等属于第一层次逻辑行为的实验项目。

2.2开放式实验教学。

提倡自主式学习,帮助学生树立“学习是自己的事”的理念,提倡在做中学,在学中做,培养学生研究性学习的思维方法,不采用学徒式的教育模式,努力使学生从灌输式教学模式中走出来,培养其独立自主地分析问题、解决问题的能力。

开放式实验教学有以下几个特点。

(1)采用刷卡形式进入实验室,实现时间、内容、元器件“三开放”的模式。学生可以根据个人情况自己安排实验时间,选择实验内容,掌握实验进度。

(2)实验采取1人一组。

(3)实验学时结束以后,由学生自己抽取考试项目,能够在规定时间场地内完成,则认定成绩合格,可进入下一阶段的学习;如不合格,则需要下一学期补考或者重修本门实验,再次进行本轮实验。

(4)可提交电子小制作等应用作品,通过者认定成绩优秀。

2.3项目研究式教学。

采取学生自主研发、参与教师科研、参加各类电子竞赛、电子工程师设计认证等形式,由学生自行拟定项目或从提供项目中选择,配备指导老师。考评采用测试演示+答辩30分钟/组的形式。此方法能够拓展实验教学的视野,增加实验教学的内容,激发学生对科技创新实践的兴趣,同时也能够培养学生的组织能力、团队精神和领导才能,使他们的创新思维能力和综合实验能力显著提高。

3.实验教学的考核

根据具体的教学情况和效果,我们改革传统的“统一题目、统一考核”的形式。考核要求体现出既强调基本理论知识的扎实,又强调方法的运用,对不同的教学模块采用不同的考核形式。

对基本本科生教学采用平时上课20分+作业10分+实验成绩40分和最后综合自主电路设计30分成绩相结合的考核方式。在综合自主电路设计的考核中,也采用学生自主选择考核项目的方式,给出多个难易程度不同的项目,由学生根据自己学习情况进行选择,最后成绩结合考题难度和学生完成情况给出。

考核方式还将进一步改革改进,以便更充分地调动学生学习的积极性,更好地反映课程学习的效果。

我们根据考核题目建立了庞大的试题库,用于学生在开放实验室内自行研究完成。学生可根据自己的兴趣和特长进行选择,既有利于培养自学能力,又能够锻炼综合设计能力。

4.结语

本次实验教学改革从教学理念、教学内容层次、教学方式入手,以06、07级本科学生作为试点。调查结果表明,学生对EDA课程的教学方式满意,教学效果显著,能够有效地增强综合能力。

篇8

我国长期以来形成的教育模式较为封闭、单调，满堂灌的传统教学模式在教学中仍占据主体地位。在EDA技术这类实践性、应用性很强的专业课程的讲授中，如何提高学生实践能力是需要教师不断探究的问题。目前，课程教学归纳起来主要存在以下几个方面问题：教学方式上，除了大量采取了多媒体教学形式外，教学方式仍是单向灌输，学生在大多数情况下为被动接受，学习兴趣和积极性不高;教学过程中，以教师为中心，教学目标主要是知识的传播，但对知识运用涉及较少，且大多数由教师直接介绍给学生，侧重于讲解概念和机械式的演练，而要求学生独立思考并进行问题解决的不多，同时，由于课时有限而内容较多，以至于在课堂上没有学生发挥的时间;实验，多为验证性实验，缺少设计性和综合性实验，学生理论联系实际的能力不强;考核方式，仍采取传统考试的方式，重点考察对知识的记忆程度，缺乏对学生思维方法、分析和解决问题的训练。

改革措施

在EDA技术课程教学过程中，我们一直在研究如何提高教学效果，逐步完善教学大纲，不断整合教学内容，同时在教学方式、考核方式等方面也做了一定改革。

“学中做，做中学”开启教学模式，激发学生学习兴趣 本课程主要讲授：EDA技术的基本知识;可编程逻辑器件的结构原理;VHDL语言;EDA开发系统的使用。如果在课程讲授初期按部就班从单纯介绍基本知识入手，学生对可编程器件和EDA技术设计流程没有感性的认识，这样听课会感到比较枯燥，没有学习兴趣，接受起来也比较困难。EDA技术实践性很强，侧重于应用，不需深入了解可编程逻辑器件的结构，就可完成一些数字电路的设计。为了更好更高效地利用有限的学时，从EDA技术开发工具和实验系统介绍入手，帮助学生在感性上对EDA技术产生一定的认识，第一次课可以在实验室以绘制原理图的方式设计一个简单的电路，教师演示整个设计的过程，然后让学生学着再做一遍，这样学生很快对EDA技术设计流程有了很清晰的认识，调动了学习积极性，以后再接受其他知识时会有整体性的概念，也不再有盲目性。

“学为主，教为辅”的教学探索 实施素质教育，培养创新人才，提高学生的动手实践能力，应以学生自主学习为主，教师给予一定的引导。在VHDL语言的学习中，教师无需逐字逐句介绍语法规范语法要素及语句，在每次课结束后布置下次课学生应具备的电子电路知识，学生在课下可以利用一些时间进行相关知识资料的查询和学习，增强主观能动性。课堂上，教师对语句和相关语法简单介绍后，学生就可以用这些语句自行设计预习的逻辑电路，遇到问题大家共同探讨解决，培养学生获取知识的能力。以不同的项目为载体学习VHDL语言，让学生快速掌握EDA技术的基本内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。

实践环节教学改革探索 精心设计实验内容，包括验证性、设计性和综合性实验。验证性实验主要是巩固所学的基础理论知识，熟练掌握软件开发工具的操作;综合性实验是课程的重点实验，学生是实验的首要开发者，可以培养学生的综合设计能力，提高学生分析问题、解决问题的能力，可以多设计一些综合性实验内容供学生选择。设计性实验不做具体要求，以自主学习为主，为对此知识领域感兴趣的同学作为课外的学习补充。另外，鼓励学生参与创新创业训练、电子设计大赛等各种实训活动，做好后续的课程设计和毕业设计工作。学生的设计成果如图一、图二所示：

完善考核方式 采用“平时+实验+期末考试”相结合的考核方式，分值划分比例是：平时考勤10%、实验40%、期末考试50%，避免考试前突击背诵授课内容，更多重视平时学习过程的考核，注重动手实践能力的考核，充分调动学生的上课积极性。实验考核中包括预习情况、操作过程、实验结果和实验报告，严格考核每一环节。

篇9

在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安装了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2)EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4)EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。

参考文献:

[1]陈旭,王成华.建好电工电子基地培养面向21世纪的高素质人才[A].国家工科基础课程教学的基地建设研讨会论文集[C].武汉:华中理工大学出版社,1999.4.(166).

篇10

教学项目的选择主要是从教师层面来讲的，选择好一个好的项目对教学的顺利开展至关重要。采用项目式教学的前期工作是选择合适的工程项目，这些项目应该是从工程实际出发选择符合学生知识水平的典型性的项目，项目的选择应遵循以下几个原则：

1.1项目的工程实用性：我们应尽量将真实的工程项目作为教学所用的项目，首先，真实的工程项目可以培养学生的工程意识，学生在参与项目的真实工作和学习环境中更能提高自身的能力；其次，学生对真实的工程项目更感兴趣，学习的热情更高，学习的主动性和积极性也更高；再次，真实的项目不应该只是采用仿真的方法模拟，最好能用实物的形式实现，让项目的真实成果给予学生更多的成就感，最大限度地激发学生的学习兴趣；最后，真实的项目能提高学生动手能力，尤其是调试电子电路的能力，还能促进学生从实践的角度对理论知识进行进一步的综合与理解。

1.2项目难易程度需要适合学生的层次：项目教学的进程中，所选择的项目太难可能导致学生无法完成预期目标，从而打击学生的信心，知识的传授也无从说起。另外，太容易的项目则会让学生感觉没有挑战性，即使完成了项目也会缺乏成就感，无法调动学生的积极性，违背了项目教学的初衷。所以，在EDA技术这门课程的教学过程中，项目的难易选择需要教师不断摸索，寻找出难易适中的教学项目。

2以学生为主体

以学生为主体是项目教学法的一个重要标志，包括以下几个内容：首先，各个学生小组是完成项目的主体，学生的分组以学生自愿为原则，以体现学生的主动性。另外，不合理的分组可能会使小组内部合作不顺畅，出现小组之间竞争不合理的现象，从而降低学生的学习主动性，所以，分组在学生自愿的基础上，还需要老师根据班级内不同学生的学习情况（包括学生的知识结构、动手能力甚至性格特点等）对分组进行一定程度的干预，从而达到成绩好的学生带动成绩较差的学生的目的，以保证教学效果。其次，小组成员中以投票的方式自由选择并确定小组队长，由队长来分配各个成员的工作任务，对于不同的项目，小组队长可以轮流当选，以培养学生的工程组织与合作能力。再次，在参与项目的过程中，小组中各个成员按不同的任务或搜集、选择信息资料，或搭建电路，或编写程序，由学员共同研究解决问题。最后，任务完成后，每个小组成员都必须汇报工作，汇报内容包括在完成项目的过程中所遇到的问题及解决问题的方法，以督促学生共同合作。

3教师适时引导

在项目教学的过程中，虽然是以学生为主体，但教师的地位仍然很重要。教师在教学过程中适时引导与点评是教学顺电子设计自动化技术的教学研究与实践（桂林航天工业学院电子工程系，广西桂林541000）黄书童王伟利开展的必备条件。首先，在项目式教学开始时，教师要对项目有一个整体介绍，还要给予学生必要的引导，并由此上升到理论的知识传授上，使学生在做项目时少走弯路。其次，在项目进行的过程中，学生遇到的难题，应该给予针对性的、启发引导式的指导，引导学生自己总结问题，理论联系实际，避免学生出现“卡壳”的现象而无法跟上项目的进度。只有这样，学生才能在参与项目的过程中提高技能，理解并掌握知识，以避免学生在做项目时盲目处理，手足无措。说到底，在项目式教学的过程中，教师要从知识的灌输者变成组织与引导者。

4评价机制

在项目教学法中，对学生的评价机制非常重要，这将极大地影响教学的质量。因为好的评价机制让学生更加勤奋，而差的评价机制则可能扼杀学生的创造性和积极性。所以，在学生的评价机制中，第一，各个项目小组成员要加强合作，学生的相互合作参与能力也作为成绩的一个重点，以提高学习成绩较好的学生对学习较差的学生进行一定程度的帮、传、带的积极性，同时也可以尽量避免出现小组中个别学生偷懒不参与完成项目的情况。第二，在项目完成时，鼓励各个小组之间相互交流，并尽量利用每一次课堂的机会，让每个小组都进行相应的汇报。第三，教师再进行适当的点评和评分，这样做不但可以提高学生的综合能力，还能提高学生对项目中所蕴涵知识点的掌握程度。第四，根据具体情况，将每次课堂的评分为学期成绩的重要组成部分，加大平时课堂评分在评价机制中的比重，让学生更认真地对待平时课堂知识的积累，同时也能最大限度地提高学生的学习积极性，培养学生的能力，增强教学效果。

篇11

在中职学校电子设计自动化的人才培养过程中，应当明确电子设计自动化的重要性以及其对专业人才的需求方向，传统的教学模式已经不适用现代电子科技课程的教学，必须要对中职学校电子设计自动化课程进行教学改革。进行中职学校电子设计自动化教学课改，必须要明确课程改革的思路。

1.中职学校电子设计自动化课程改革的背景

电子设计自动化是现代电子设计技术的核心，是现代微电子技术和现代电子设计技术的有机结合，为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性，对于现代电子科技的发展有着重要的意义。

1.1 社会需要

改革开放以来，我国电子信息产业实现了持续快速发展，特别是进入21世纪以来，产业规模、产业结构、技术水平得到大幅提升。近年来，随着电子设计自动化开发工具功能的不断完善，使得现场可编程门阵列技术以空前的规模和速度渗透到各行各业，并成为当今电子设计领域中应用最为广泛的可编程逻辑器件之一，同时使得社会对电子设计自动化的人才需求量也越来越大。

1.2 人才缺乏

然而在经过企业的专家调研、访谈，中职学校毕业生的回访等信息反馈后，发现大家对现在中职学生的电子设计自动化技术的应用能力表示遗憾。在实际的电子设计工作中，大部分中职学生都不能将学习到的知识运用到实际工作中去，等学生在工作中才明白电子设计自动化技术对以后的发展和复杂数字系统的设计、产品的升级更新的重要性时已经为时已晚。因此，现代的中职电子设计自动化教学的主要任务是要建立一个健全的电子设计教学体系，以解决学生只是学习零碎的知识而用不出来的矛盾与尴尬。为了使中职学校电子信息工程专业的电子设计自动化教育紧跟社会的发展，改变现今中职与社会脱节的现状，必须要对现有的中职电子设计自动化专业教学课程进行改革。

2.中职学校电子设计自动化课程改革的思路

在科技的推动发展下，社会对电子设计自动化的技术人员的专业要求逐渐增高，培养大批掌握现代电子设计自动化技术的人才成为目前高等院校电子设计自动化教学的主要目的。然而目前的电子设计自动化教学手段和方法仍然存在一定的陈旧思想与就教学误区，对于其实行中职学校电子设计自动化课程改革势在必行。

2.1 对专业岗位群进行企业调研

在进行课程调研时，要与专业调研相结合，在选取调研对象时应广泛选取不同性质、不同类型、不同规模的企业的工程技术人员进行调研。调研的方法可以采用问卷调查法，通过调研及座谈根据电子信息工程技术、应用电子技术专业人才素质的要求，把所涉及到的职业活动分解为项目，再对工作项目进行分析，获得每个项目的具体工作任务，并对完成此项任务所需要的职业能力作出详细的描述。

2.2 以工作过程为导向，设计学习情境实施的教学资料、教学方法与组织

在教学方法上，不拘泥于某几种教学方法，而是根据中职学生的个性特征及教师的教学特点，运用各种各样的教学方法达到教学的目的。在教学组织上，采用模拟项目开发的方式，按照企业管理方式进行项目管理，让学生身为“准员工”体会工作环境和工作过程，强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心。

2.3 根据行动领域设计学习领域及学习情境

结合电子设备装接工的国家职业标准，确定了“电子设计自动化” 这一行动领域对应的学习领域学习目标与学习内容，再按照中职学生学习规律与职业成长规律将学习领域划分为5个学习情境，构成5个学习情境组成的学习情境库，方便对不同基础的学生组织教学。

2.4 确定课程标准

融入电子制图员、助理电子设计师职业标准、企业标准、电子设计的主流器件、新技术、新工具等“六新”，结合企业操作技能要求和工艺标准，确定课程标准。然后，根据典型工作任务的特点，将各教学内容进行知识的解构。按照中职学生职业成长规律与认知学习规律，以项目的形式，将课程分解为若干学习情景，将之前解构的各知识点重构到相应的学习情景中，真正实现“用什么，学什么”。

3.中职学校电子设计自动化教学改革的方法

在课程教学改革中，应当贯彻以学生为主体的指导思想，引入校企合作、任务领域的开发机制。课程标准修订和课程设计过程中要与企业紧密合作，以企业对新型电子产品设计研发能力的要求为课程核心。

3.1 调查研究法

中职学校可以成立专门的课程改革团队，深入行业企业一线进行人才需求调研、岗位工作知识能力素质要求调研、学生岗位工作适应性调研、专家访谈、毕业生访谈等，收集课程改革第一手材料，然后进行数据汇总、处理和分析，把用人单位对学生的要求与课程改革有机地结合起来，使课程改革与建设方案更加符合社会需要，更具有针对性和可操作性。

3.2 探索实践法

探索实践法主要是指在实际的教学组织过程中，按照中职学校电子设计自动化课程改革方案不断优化教学方法，提高中职学生学习效率和教学效果，特别是提高教学质量的自我监控能力，以实践的方式探索适合中职信息工程类专业学生电子设计自动化课程的教学方式及方法。

3.3 试点对比分析法

通过试点班级、试点教师实施课改教学，记录课程教学的过程以及出现的问题，主要包括学生的主动学习意识和课程的参与度，学生的学习态度和学习效果，教师的教学组织是否合理，讲义的内容组织是否合理，教学资料是否充分等;然后进行纵向的历史对比分析和横向的试点与非试点对比分析，找出课程实施中的问题，并研究提出解决问题的方法和措施。

4.改革要贴近中职学校电子设计自动化课程的特色

针对中职学校实际教学情况以及设施条件，结合当前社会对电子设计自动化人才的需求，在实行电子设计自动化课程改革时，应当建立起具有本院特色的课程改革体系，因材施教，以使本院学生更好的融合所学电子设计自动化知识在实际工作中的应用。

4.1 工学结合，“教、学、做”合一

以职业能力为核心、融入职业标准，以真实工作任务为载体，创设“教学做”一体化的教学情境，实行行动导向的教学模式。

4.2 提出虚实结合、软硬结合、实验室与网上虚拟实验实训结合的新的实践教学体系

充分利用网络的虚拟实验实训室，开展虚拟平台的仿真教学。实现教学资源的校内、校外共享。

4.3 学习与工作接轨，能力培养贯穿始终

体现课程设计与教学活动的“渐进性、真实性、实用性、先进性”，学生学习的过程就是实际的工作过程，实现了与实际工作的零距离接轨。

5.结束语

中职学校电子设计自动化教学的改革对于现代社会的发展有着重大的意义，在新的时代背景下，电子科技成为引领社会发展潮流的主要科学技术，而当前的电子设计自动化教学效果远远达不到社会的需求，因此，明确思路，采取措施方法，创建具有特色的中职学校电子设计自动化教学体系是当下中职电子信息学校发展中的工作重点。

参考文献

[1]华红艳，楚随英.“电气工程及其自动化”专业实践教学改革探索[J].郑州航空工业管理学院学报，2012（02）.

篇12

由于集成电路技术和计算机技术的高度发展，设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中，始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视，专门成立了EDA(实验)中心，旨在负责全校EDA实验教学，EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设，EDA中心已初具规模，为全校的EDA教学提供了良好的实验环境，促进了我校电类现代化课程教育的发展。

1 EDA实验环境的建设

EDA(实验)中心的建设起始于1998年初，学校先后投入资金近百万元，第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程，又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。

在EDA中心的建设中，我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握，同时EDA的实验环境也是一个窗口，代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设，应该具有EDA特色，那就是要有丰富的EDA软硬件支持，要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境，我们成立了专家指导小组指导环境的建设，并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点，我们将中心80台机器内部互连，整个内部网络完全按照Internet技术规范设计，能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关，高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究，并严格的检测，对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机，检测后发现配置与样机不符，立刻退货，重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设，尽管EDA软件投资较大，为保证实验质量，划出专项资金，引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联，寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持，为了做好这方面的工作，我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系，可以从中得到了许多必不可少的帮助，如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备，美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展，目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置，全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约，变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害，为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机，建成了硬件机房，很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2 EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生，行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理，两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作，我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课，我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务，我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统，中心工作人员经过多次试验，使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外，保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外，还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导，学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快，我们利用中心与外界联系较多的优势，不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法，与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3 效果分析

(1) EDA中心自投入使用以来，已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验，部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2) EDA中心的构建，推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言，迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法，EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作，使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法，而把一些繁琐的计算交给EDA工具，学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理，方便了学生，激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现，原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法，结果在现场却发现，不少学生已初步学会了EWB的使用，其原因是他们已主动地到EDA中心，通过自学，进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力，反映了他们高度的学习热情和求知欲，这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4) EDA中心成为学生第二课堂的场地，培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛，取得很好的效果，受到了学生的欢迎。