EDA技術用于電子相關專業(yè)課程教學研究

摘 要：我校定位于應用型的大學，對學生所學知識的應用尤為重要。而EDA技術正是基于能夠把理論的硬件設計很快在計算機平臺上通過仿真實現(xiàn)，讓學生對理論知識的掌握有切身的體會。這樣理論與實踐能有效地結(jié)合起來，對學生所學能夠達到舉一反三、事半功倍的效果。從而能夠提升教師的教學水平。

關鍵詞：EDA技術；仿真；教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

EDA即（Electronic Design Automatic）電子設計自動化的英文簡稱，是現(xiàn)代電子通信工程領域的一門新技術， 隨著計算機技術的高速發(fā)展與不斷完善，它為電子工程師及計算機通信設計工程師提供了電子系統(tǒng)的一種全新的設計方法.同時在高校為實驗教學提供了一種嶄新的模式。掌握EDA技術是電子通信類高校學生在高科技類企業(yè)就業(yè)的一個基本條件。我校在計算機實驗中心和電工電子實驗中心都有EDA的實驗室，到目前都沒有發(fā)揮她的應有作用。

一、將EDA技術引入電子類相關課程教學的必要性

模擬電路和數(shù)字電路，是電子信息類相關專業(yè)的專業(yè)基礎課程，我有幸先后教過電子系計算機系的學生，他們對理論知識通過實驗仿真非常感興趣。該課程教學效果的好壞直接影響到后讀專業(yè)課程的教學。所以學好這門課也尤為重要。同時，該課程既有很強的理論性，也有很強的實踐性，要學好這門課程，不是一件容易的事情。只有在有了好的教學方法、教學手段，配合一定數(shù)量的實驗（含課堂教學中的演示實驗）和實踐環(huán)節(jié)，才能使學生領會、理解、掌握課程內(nèi)容，做到融會貫通、學以致用，收到好的教學效果。然而在電子電工技術課程的教學中，過去一直存在著教學手段單一、教學方法呆板、實驗資源不足等問題，致使教學效果不盡人意。

經(jīng)過幾年的探索與實踐，我們認識到將EDA引入電子類相關專業(yè)課程教學中去，是解決教學中上述問題、提升教學質(zhì)量行之有效的方法。

二、將EDA技術引入電子類相關課程教學的可行性

電子EDA技術發(fā)展迅猛，逐漸在教學、科研、產(chǎn)品設計與制造等各方面都發(fā)揮著巨大的作用。在教學方面：幾乎所有理工科（特別是電子信息）類的高校都開設了EDA課程。主要是讓學生了解EDA的基本原理和基本概念、鱗握用佃L描述系統(tǒng)邏輯的方法、使用扔A工具進行電子電路課程的模擬仿真實驗并在作畢業(yè)設計時從事簡單電子系統(tǒng)的設計，為今后工作打下基礎。具有代表性的是全國每兩年舉辦一次大學生電子設計競賽活動。

三、EDA技術在電子類相關專業(yè)課堂與實驗教學中的應用

EDA技術是一門新興的電子信息技術學科。屬于電子技術等基礎學科與計算機技術和智能化技術的交叉前沿學科門類。該課程立足于電子硬件設計，但同時以計算機軟件作為設計的工具和輔助手段。隨著大規(guī)模集成電路的廣泛應用，EDA已經(jīng)成為電子設計的主要手段，使工程師們在高效設計的同時，可以進行精確的硬件抽象和仿真，保證產(chǎn)品開發(fā)的短周期和高質(zhì)量。

由于本EDA課程是以可編程邏輯芯片為基礎，所以，在教學中首先會介紹硬件基本知識和相關設計技術，讓學生在進入后續(xù)課程的學習前，具備充分的硬件設計思想。在硬件描述語言課程的講述過程中，同時配合相應的上機試驗，加深學生的理解，使學生具備基本的EDA設計能力。同時，還會引入部分較為復雜的案例作為參考分析，使學生獲得一定難度的技術知識和系統(tǒng)設計的思想。在整個教學過程中，學生的知識獲取有相當?shù)撵`活性。在完成基本試驗之外，學生可以與指導教師交流并參與相關更高難度項目設計，提高技術水平。

EDA設計的發(fā)展依附于相關硬件的技術提高和計算機技術及智能技術的發(fā)展?，F(xiàn)在大規(guī)模的FPGA 器件已經(jīng)相當普及，電路規(guī)模從最初的K（千）門級發(fā)展到現(xiàn)在的M（百萬）門級，對應的邏輯單元也數(shù)量巨大。而制造集成電路的技術也一日千里，最新的半導體蝕刻技術已經(jīng)可以達到0.09或0.06微米，保證了在同樣大小的半導體材料上可以集成更多的單元。而多層金屬互聯(lián)和單元參雜技術的進步，產(chǎn)生出更多相同功能但是工作原理不同的基本單元，為大規(guī)模，低能耗，高度集成鋪平了道路。FPGA內(nèi)部也開始集成CPU軟核或硬核，同時提供復雜DSP的專用電路IP，在某些領域，可以替代CPU+DSP，提供更高性價比的解決方案，使得SOPC的設計思想成為一個發(fā)展的方向。

相關技術的發(fā)展隨時都在牽動EDA技術，我們的課堂教學內(nèi)容在保證EDA技術的基本要點講解的同時，專門安排了本課程的前沿動態(tài)的講座，使同學能夠及時掌握EDA技術發(fā)展的動態(tài)，了解由此帶來的系統(tǒng)的新方法、新思路。同時我們也對EDA實驗室進行了改造，使實驗室同時具備基礎實驗的要求，也能夠開設SOPC的前沿性設計內(nèi)容的創(chuàng)新性實驗。

四、EDA技術虛擬實驗應出現(xiàn)的歷史背景。

EDA是電子設計自動化，在20世紀90年代初從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。

總之，隨著現(xiàn)代電子科技型企業(yè)對綜合復合性人才需要，作為培養(yǎng)理工科人才的高等院校，我們要通過不斷地探索EDA技術可作為高等院校和高職高專院校應用電子技術、通信技術、自動化技術、電子與信息技術、機電類等專業(yè)的專業(yè)基礎課教材。

參考文獻：

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[2]鄧肖粵，胡曉云.EDA在電子技術教學中的應用[J]實驗與探索，2000（12）.

[3]鄒尚智.研究性學習指南[M].北京：中國人事出版社，2002.

[作者簡介]姜欽云，電子工程系任教，研究方向：電子信息工程技術 ，江西科技師范大學通信與電子學院，研究方向：信號與信息處理。