EDA技術在數字電子技術實驗中的應用

譚偉

摘?要：大學本科數字電子技術教學內容和方法應緊跟現代科學技術進步的步伐。我們可以利用EDA技術手段加強數字電子技術課程的教學環節。本文主要對EDA的內涵進行了簡要介紹，探討了基于EDA技術的實驗構架模式，以及在實驗中引入EDA的優勢等內容。

關鍵詞:EDA技術?數字電子技術教學?實驗應用

中圖分類號：G632?????????文獻標識碼：A????????文章編號：1674-2117（2014）14-00-01

1?EDA概述

EDA是電子設計自動化簡稱。它是一門新興技術，涉及面廣泛，內容豐富，學術界尚有爭議，目前還沒有一個準確的定義。但從EDA的技術內涵來看，它以大規模可編程控制器為依托，以硬件描述語言為主要表達方式，以可編程器件、配套編程軟件、計算機為工具，通過相關的二次開發軟件完成電子系統、硬件系統設計的一門新技術。EDA技術功能強大，可實現邏輯編譯、邏輯分割簡化、邏輯優化設計、邏輯布線規劃、邏輯仿真分析等。EDA技術的出現離不開計算機、集成電路和電子系統的飛速發展，至今已經歷30多年的發展過程。EDA作為一個軟件，能夠幫助工程師設計硬件電子電路，它在產品的各個設計階段都起到了重要作用，為復雜電路系統設計提供便捷。在21世紀，EDA技術必然會對社會經濟發展做出巨大貢獻。

2?基于EDA技術的實驗構架

目前，國內的一些專業公司已經開發出了虛擬實驗臺，能夠借助它完成一整套數字電子技術實驗。EDA賦予了虛擬實驗非常豐富的內容，能夠實現一些實際中難以開展的電子模擬實驗。

2.1?虛擬的數字電子技術實驗構架

以下選取幾種常用EDA開發工具，簡要講述虛擬數字電子技術實驗平臺的搭建過程。改虛擬數字電子技術實驗平臺包含兩部分：首先是實驗仿真功能模塊，屬于以EDA為基礎的學習平臺；再者就是虛擬實驗平臺，實現實驗平臺信息的管理和功能評估。兩部分間需要進行信息交換，進而構建起功能覆蓋面廣的EDA數字電子技術實驗平臺。實驗平臺架構圖見圖1。

2.2?各模塊框架

該實驗平臺的實驗仿真功能有四個部分：①項目信息采集；②基礎教育；③虛擬實驗開展；④實驗結果后處理。實驗參與者通過虛擬實驗臺獲取相關的實驗要求，進行一定的基礎學習準備，并選取合適的EDA工具，完成實驗任務，對實驗數據、圖表、仿真曲線、程序代碼進行匯總，上傳到服務器，以便日后查閱。

基礎學習部分有四個元素：①軟件編程語言學習；②EDA工具普及；③實驗儀器操作明細；④理論知識儲備。常用的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。匯編語言和VHDL語言是應用最多的編程語言。實驗器具以常用數字芯片為主。此外，通過局域網還可以下載完整的數字實驗設計案例，包含了詳細的設計思路，以及系統關鍵技術，便于學習者對系統有一個深入理解，對于提升設計能力大有裨益。

同樣，管理評估模塊也包含四個部分：①實驗內容發布；②實驗項目審批；③實驗項目進度跟蹤；④實驗信息匯總管理。管理者要將實驗內容放到平臺上，告知相關實驗人員。實驗人員完成任務后，需要將結果拷貝到數據庫中。

3?在實驗教學中引入EDA的優勢

3.1?提高實驗可靠性

EDA融入實驗教學，能夠揚長避短，提高實驗教學效率，而且實驗結果有較好的可信度，直觀反映出現有的電路設計存在的錯誤和冒險競爭。在實際中，各個門電路由于延時，會引發電路冒險競爭，正常信號混進不正常尖峰脈沖，但受到設備采樣精度的影響，這種現象難以觀察。EDA軟件能夠將這些實驗現象直觀呈現，并通過仿真技術找到問題解決方案。

3.2?提高學生現場實踐動手能力

數字電子實驗平臺的開發周期短、調試方便、電路更改快捷，這些能夠幫助學生快速掌握電子設計要領，再以此為基礎進行研究設計以及后續的綜合性實驗設計，事半功倍。這不僅能激發學生學習興趣，又能幫助學生盡可能將新知識、新方法提升到實踐階段，并為學生留下想象發揮的余地，有利于后續深入研究的開展。

3.3?實驗開放性較好

EDA仿真在時空上不受課時和器材制約。大部分工作借助計算機完成，設計工作可以走出實驗室，完成后直接保存實驗文件，測試芯片的實際運行特性，從而大大提高實驗的靈活度。學生可以主動提出問題，自主設計實驗，不必擔心損壞儀器，迅速進行仿真，這能夠大大提升教學水平。

3.4?提高實驗效率

復雜實驗涉及的參數眾多，任何一個操作失誤都會導致實驗結果南轅北轍。EDA技術讓實驗操作變得簡單，實驗條件調整較為方便，同樣時間可完成多種方案比較，提高實驗教學效率。

3.5?彌補客觀教學條件的短缺

不少學校因為經費問題無法購置成套實驗設備，制約了某些實驗的開展。EDA仿真讓學生能夠在電腦上完成一系列實驗，獲得與真實實驗接近的體會，豐富感知，而且不用擔心損壞儀器所產生的損失。

參考文獻：

[1]蔡朝.利用EDA技術改造數字電路實驗教學[J].孝感學院學報,2002(06).

[2]艾明晶,康光宇.EDA教學實驗平臺的設計與實現[J].儀表技術與傳感器,2002(10).

[3]李清峰.對EDA課程教學的思考[J].湖南商學院學報,2001(06).

endprint

摘?要：大學本科數字電子技術教學內容和方法應緊跟現代科學技術進步的步伐。我們可以利用EDA技術手段加強數字電子技術課程的教學環節。本文主要對EDA的內涵進行了簡要介紹，探討了基于EDA技術的實驗構架模式，以及在實驗中引入EDA的優勢等內容。

關鍵詞:EDA技術?數字電子技術教學?實驗應用

中圖分類號：G632?????????文獻標識碼：A????????文章編號：1674-2117（2014）14-00-01

1?EDA概述

EDA是電子設計自動化簡稱。它是一門新興技術，涉及面廣泛，內容豐富，學術界尚有爭議，目前還沒有一個準確的定義。但從EDA的技術內涵來看，它以大規模可編程控制器為依托，以硬件描述語言為主要表達方式，以可編程器件、配套編程軟件、計算機為工具，通過相關的二次開發軟件完成電子系統、硬件系統設計的一門新技術。EDA技術功能強大，可實現邏輯編譯、邏輯分割簡化、邏輯優化設計、邏輯布線規劃、邏輯仿真分析等。EDA技術的出現離不開計算機、集成電路和電子系統的飛速發展，至今已經歷30多年的發展過程。EDA作為一個軟件，能夠幫助工程師設計硬件電子電路，它在產品的各個設計階段都起到了重要作用，為復雜電路系統設計提供便捷。在21世紀，EDA技術必然會對社會經濟發展做出巨大貢獻。

2?基于EDA技術的實驗構架

目前，國內的一些專業公司已經開發出了虛擬實驗臺，能夠借助它完成一整套數字電子技術實驗。EDA賦予了虛擬實驗非常豐富的內容，能夠實現一些實際中難以開展的電子模擬實驗。

2.1?虛擬的數字電子技術實驗構架

以下選取幾種常用EDA開發工具，簡要講述虛擬數字電子技術實驗平臺的搭建過程。改虛擬數字電子技術實驗平臺包含兩部分：首先是實驗仿真功能模塊，屬于以EDA為基礎的學習平臺；再者就是虛擬實驗平臺，實現實驗平臺信息的管理和功能評估。兩部分間需要進行信息交換，進而構建起功能覆蓋面廣的EDA數字電子技術實驗平臺。實驗平臺架構圖見圖1。

2.2?各模塊框架

該實驗平臺的實驗仿真功能有四個部分：①項目信息采集；②基礎教育；③虛擬實驗開展；④實驗結果后處理。實驗參與者通過虛擬實驗臺獲取相關的實驗要求，進行一定的基礎學習準備，并選取合適的EDA工具，完成實驗任務，對實驗數據、圖表、仿真曲線、程序代碼進行匯總，上傳到服務器，以便日后查閱。

基礎學習部分有四個元素：①軟件編程語言學習；②EDA工具普及；③實驗儀器操作明細；④理論知識儲備。常用的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。匯編語言和VHDL語言是應用最多的編程語言。實驗器具以常用數字芯片為主。此外，通過局域網還可以下載完整的數字實驗設計案例，包含了詳細的設計思路，以及系統關鍵技術，便于學習者對系統有一個深入理解，對于提升設計能力大有裨益。

同樣，管理評估模塊也包含四個部分：①實驗內容發布；②實驗項目審批；③實驗項目進度跟蹤；④實驗信息匯總管理。管理者要將實驗內容放到平臺上，告知相關實驗人員。實驗人員完成任務后，需要將結果拷貝到數據庫中。

3?在實驗教學中引入EDA的優勢

3.1?提高實驗可靠性

EDA融入實驗教學，能夠揚長避短，提高實驗教學效率，而且實驗結果有較好的可信度，直觀反映出現有的電路設計存在的錯誤和冒險競爭。在實際中，各個門電路由于延時，會引發電路冒險競爭，正常信號混進不正常尖峰脈沖，但受到設備采樣精度的影響，這種現象難以觀察。EDA軟件能夠將這些實驗現象直觀呈現，并通過仿真技術找到問題解決方案。

3.2?提高學生現場實踐動手能力

數字電子實驗平臺的開發周期短、調試方便、電路更改快捷，這些能夠幫助學生快速掌握電子設計要領，再以此為基礎進行研究設計以及后續的綜合性實驗設計，事半功倍。這不僅能激發學生學習興趣，又能幫助學生盡可能將新知識、新方法提升到實踐階段，并為學生留下想象發揮的余地，有利于后續深入研究的開展。

3.3?實驗開放性較好

EDA仿真在時空上不受課時和器材制約。大部分工作借助計算機完成，設計工作可以走出實驗室，完成后直接保存實驗文件，測試芯片的實際運行特性，從而大大提高實驗的靈活度。學生可以主動提出問題，自主設計實驗，不必擔心損壞儀器，迅速進行仿真，這能夠大大提升教學水平。

3.4?提高實驗效率

復雜實驗涉及的參數眾多，任何一個操作失誤都會導致實驗結果南轅北轍。EDA技術讓實驗操作變得簡單，實驗條件調整較為方便，同樣時間可完成多種方案比較，提高實驗教學效率。

3.5?彌補客觀教學條件的短缺

不少學校因為經費問題無法購置成套實驗設備，制約了某些實驗的開展。EDA仿真讓學生能夠在電腦上完成一系列實驗，獲得與真實實驗接近的體會，豐富感知，而且不用擔心損壞儀器所產生的損失。

參考文獻：

[1]蔡朝.利用EDA技術改造數字電路實驗教學[J].孝感學院學報,2002(06).

[2]艾明晶,康光宇.EDA教學實驗平臺的設計與實現[J].儀表技術與傳感器,2002(10).

[3]李清峰.對EDA課程教學的思考[J].湖南商學院學報,2001(06).

endprint

摘?要：大學本科數字電子技術教學內容和方法應緊跟現代科學技術進步的步伐。我們可以利用EDA技術手段加強數字電子技術課程的教學環節。本文主要對EDA的內涵進行了簡要介紹，探討了基于EDA技術的實驗構架模式，以及在實驗中引入EDA的優勢等內容。

關鍵詞:EDA技術?數字電子技術教學?實驗應用

中圖分類號：G632?????????文獻標識碼：A????????文章編號：1674-2117（2014）14-00-01

1?EDA概述

EDA是電子設計自動化簡稱。它是一門新興技術，涉及面廣泛，內容豐富，學術界尚有爭議，目前還沒有一個準確的定義。但從EDA的技術內涵來看，它以大規模可編程控制器為依托，以硬件描述語言為主要表達方式，以可編程器件、配套編程軟件、計算機為工具，通過相關的二次開發軟件完成電子系統、硬件系統設計的一門新技術。EDA技術功能強大，可實現邏輯編譯、邏輯分割簡化、邏輯優化設計、邏輯布線規劃、邏輯仿真分析等。EDA技術的出現離不開計算機、集成電路和電子系統的飛速發展，至今已經歷30多年的發展過程。EDA作為一個軟件，能夠幫助工程師設計硬件電子電路，它在產品的各個設計階段都起到了重要作用，為復雜電路系統設計提供便捷。在21世紀，EDA技術必然會對社會經濟發展做出巨大貢獻。

2?基于EDA技術的實驗構架

目前，國內的一些專業公司已經開發出了虛擬實驗臺，能夠借助它完成一整套數字電子技術實驗。EDA賦予了虛擬實驗非常豐富的內容，能夠實現一些實際中難以開展的電子模擬實驗。

2.1?虛擬的數字電子技術實驗構架

以下選取幾種常用EDA開發工具，簡要講述虛擬數字電子技術實驗平臺的搭建過程。改虛擬數字電子技術實驗平臺包含兩部分：首先是實驗仿真功能模塊，屬于以EDA為基礎的學習平臺；再者就是虛擬實驗平臺，實現實驗平臺信息的管理和功能評估。兩部分間需要進行信息交換，進而構建起功能覆蓋面廣的EDA數字電子技術實驗平臺。實驗平臺架構圖見圖1。

2.2?各模塊框架

該實驗平臺的實驗仿真功能有四個部分：①項目信息采集；②基礎教育；③虛擬實驗開展；④實驗結果后處理。實驗參與者通過虛擬實驗臺獲取相關的實驗要求，進行一定的基礎學習準備，并選取合適的EDA工具，完成實驗任務，對實驗數據、圖表、仿真曲線、程序代碼進行匯總，上傳到服務器，以便日后查閱。

基礎學習部分有四個元素：①軟件編程語言學習；②EDA工具普及；③實驗儀器操作明細；④理論知識儲備。常用的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。匯編語言和VHDL語言是應用最多的編程語言。實驗器具以常用數字芯片為主。此外，通過局域網還可以下載完整的數字實驗設計案例，包含了詳細的設計思路，以及系統關鍵技術，便于學習者對系統有一個深入理解，對于提升設計能力大有裨益。

同樣，管理評估模塊也包含四個部分：①實驗內容發布；②實驗項目審批；③實驗項目進度跟蹤；④實驗信息匯總管理。管理者要將實驗內容放到平臺上，告知相關實驗人員。實驗人員完成任務后，需要將結果拷貝到數據庫中。

3?在實驗教學中引入EDA的優勢

3.1?提高實驗可靠性

EDA融入實驗教學，能夠揚長避短，提高實驗教學效率，而且實驗結果有較好的可信度，直觀反映出現有的電路設計存在的錯誤和冒險競爭。在實際中，各個門電路由于延時，會引發電路冒險競爭，正常信號混進不正常尖峰脈沖，但受到設備采樣精度的影響，這種現象難以觀察。EDA軟件能夠將這些實驗現象直觀呈現，并通過仿真技術找到問題解決方案。

3.2?提高學生現場實踐動手能力

數字電子實驗平臺的開發周期短、調試方便、電路更改快捷，這些能夠幫助學生快速掌握電子設計要領，再以此為基礎進行研究設計以及后續的綜合性實驗設計，事半功倍。這不僅能激發學生學習興趣，又能幫助學生盡可能將新知識、新方法提升到實踐階段，并為學生留下想象發揮的余地，有利于后續深入研究的開展。

3.3?實驗開放性較好

EDA仿真在時空上不受課時和器材制約。大部分工作借助計算機完成，設計工作可以走出實驗室，完成后直接保存實驗文件，測試芯片的實際運行特性，從而大大提高實驗的靈活度。學生可以主動提出問題，自主設計實驗，不必擔心損壞儀器，迅速進行仿真，這能夠大大提升教學水平。

3.4?提高實驗效率

復雜實驗涉及的參數眾多，任何一個操作失誤都會導致實驗結果南轅北轍。EDA技術讓實驗操作變得簡單，實驗條件調整較為方便，同樣時間可完成多種方案比較，提高實驗教學效率。

3.5?彌補客觀教學條件的短缺

不少學校因為經費問題無法購置成套實驗設備，制約了某些實驗的開展。EDA仿真讓學生能夠在電腦上完成一系列實驗，獲得與真實實驗接近的體會，豐富感知，而且不用擔心損壞儀器所產生的損失。

參考文獻：

[1]蔡朝.利用EDA技術改造數字電路實驗教學[J].孝感學院學報,2002(06).

[2]艾明晶,康光宇.EDA教學實驗平臺的設計與實現[J].儀表技術與傳感器,2002(10).

[3]李清峰.對EDA課程教學的思考[J].湖南商學院學報,2001(06).

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