賈 佳

（西安航空職業(yè)技術學院，陜西 西安 710089）

EDA技術課程教學改革研究

賈 佳

（西安航空職業(yè)技術學院，陜西 西安 710089）

EDA技術已經(jīng)成為電子類專業(yè)的基本技能，EDA教學的內(nèi)容、方法、手段一直在被不斷的探究。結合課程特點，提出了采用實訓方式進行的項目教學法，并對課程改革的思路和措施進行了說明。

EDA技術；項目化教學方法；課程改革

EDA技術是以數(shù)字電子技術課程知識為基礎，具有較強實踐性、工程性的專業(yè)課程。將數(shù)字電路設計從簡單元器件單元電路設計，EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上，進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是，傳統(tǒng)的教學模式是將兩門課程分開，先上數(shù)字電路，后上EDA技術，分兩學期授課，這樣的教學模式存在弊端，減弱了課程之間的聯(lián)系，降低了學生對數(shù)字電路理論的認識程度。通過對 EDA技術課程的教學改革，以實訓的方式采用項目教學法，使學生在較短的時間內(nèi)掌握EDA技術基礎及其實驗系統(tǒng)，從數(shù)字系統(tǒng)的單元電路，如譯碼器、計數(shù)器等入手，加深對數(shù)字電路基礎理論的認識，逐漸完成數(shù)字系統(tǒng)設計。

（一）EDA技術及其在教學中的應用

1.EDA技術。EDA技術即電子設計自動化(Electronic Design Automation)是以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術，是一種能夠設計和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。采用自頂向下的層次化設計，對整個系統(tǒng)進行方案設計和功能劃分，系統(tǒng)的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現(xiàn)，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統(tǒng)行為級設計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖 1為一個典型的EDA設計流程。

圖1 EDA設計流程圖

2.EDA技術在教學中的應用。在教學過程中，EDA技術利用計算機系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)處理能力，以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數(shù)碼管、發(fā)光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件 EDA硬件開發(fā)平臺，使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證，保證設計過程的正確性。從而使數(shù)字系統(tǒng)設計起來更加容易，讓學生從傳統(tǒng)的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來，將精力集中在電路的設計上。同時，采用 EDA技術實現(xiàn)數(shù)字電路設計，不但提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，也增強了系統(tǒng)的靈活性，方便學生對電路進行修改、升級，讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內(nèi)容，使教學更上一個臺階，學生的開發(fā)創(chuàng)新能力進一步得到提高。

（二）課程教學改革實施

1.課程改革思路。課程改革本著體現(xiàn)鞏固數(shù)字電路基礎，掌握現(xiàn)代電子設計自動化技術的原則來處理和安排 EDA技術教學內(nèi)容。打破傳統(tǒng)的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法，以設計應用為基本要求，開發(fā)基于工作過程的項目化課程，以工作任務為中心組織課程內(nèi)容，讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將 EDA技術分為四個方面的內(nèi)容，即可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發(fā)工具、實驗開發(fā)系統(tǒng)，其中，可編程邏輯器件是利用 EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的載體，硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的主要表達手段，軟件開發(fā)工具是利用 EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的智能化的自動設計工具，實驗開發(fā)系統(tǒng)則是利用 EDA技術進行電子系統(tǒng)設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法，以實訓的方式展開，讓學生在學中做，做中學。

2.課程改革措施。以電子線路設計為基點，從實例的介紹中引出VHDL語句語法內(nèi)容。在典型示例的說明中，自然地給出完整的VHDL描述，同時給出其綜合后的表現(xiàn)該電路系統(tǒng)功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例，將VHDL中最核心、最基本的內(nèi)容解釋清楚，使學生在很短的時間內(nèi)就能有效地掌握VHDL的主干內(nèi)容，并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統(tǒng)的VHDL語言教學模式和流程，將語言與 EDA工程技術有機結合，以實現(xiàn)良好的教學效果，同時大大縮短了授課時數(shù)。表 1為課程具體內(nèi)容及實訓學時分配。

表1 課程具體內(nèi)容及實訓學時分配

從 EDA技術開發(fā)工具和實驗系統(tǒng)介紹入手，幫助學生在感性上對 EDA技術產(chǎn)生一定的認識，再分別以不同的項目為載體學習VHDL語言，讓學生快速掌握EDA技術的基本內(nèi)容，最后，充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，綜合運用所學知識完成簡單集成電路的設計，培養(yǎng)學生獲取知識的能力。

EDA技術課程在高校電子類專業(yè)教育中發(fā)揮著不容忽視的作用，EDA技術已經(jīng)成為電子行業(yè)領域開發(fā)和進行科學研究所需要的基本技能。通過對 EDA技術課程教學改革，提高了學生電子設計的綜合能力，培養(yǎng)了學生主動獲取知識，靈活運用知識的能力，促進了信息技術與學科課程的整合，逐步實現(xiàn)教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革。

[1]顧斌,趙明忠,姜志鵬,等.數(shù)字電路 EDA 設計[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.

[2]潘松,黃繼業(yè),EDA技術與VHDL(第2版)[M].北京:清華大學出版社,2007.

G632.0

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2011-01-10

賈佳（1980—），女，陜西西安人，西安航空職業(yè)技術學院講師，碩士研究生，從事電子電路、虛擬儀器以及FPGA的教學和研究。