《EDA技術》教材改革的研究

徐金龍

摘要：分析了《EDA技術》教材的現狀，總結了現有的《EDA技術》教材存在一些問題，針對這些問題，提出了一種教材改革方案，對教材的結構和內容進行了改革。在教材結構上，提出了一種層次模型，分為初級篇、中級篇和高級篇，這種層次結構可以引導學生快速入門，節省時間，提高教學質量和學習效率。在教材內容上嚴謹、精簡、典型實用、新近，編程語言更全面，讓學生使用新近的工具和方法完成電子系統的設計。

關鍵詞：EDA技術；教材改革；層次模型；典型實用

中圖分類號：G642.3 文獻識別碼：A 文章編號：1674-9324（2017）49-0121-02

一、《EDA技術》教材改革的必要性

全國各高等院校正在為如何培養優秀的電子類人才進行深入細致的研究，專業課程教材建設是重點研究方向之一[1]。就目前電子類人才培養專業課程教材建設的現狀來看，這方面的教材也很多，很多高校的幾乎都有自己老師編寫的教材，但都存在一些問題，主要表現如下。

1.部分知識相對滯后，與現有的EDA技術有一定的差距，主要是開發軟件，這是一個普遍現象。因為現代電子技術的發展很快，特別是開發軟件，不同版本的開發軟件，使用有差異。開發軟件不一樣，設計的方法也會有所不同。

2.編程語言單一。EDA技術主要的編程語言有VHDL和Verilog，這兩種語言都被列為IEEE工業標準硬件描述語言，他們承擔了幾乎全部的數字系統設計任務，但很多教材都只寫了一種語言。相對來說，寫VHDL的教材要多一些，兩種語言都寫的教材很少。

3.對設計實例講解不是很仔細，沒有體現設計過程。很多書都是直接把設計程序和仿真波形給出來，而對設計實例的分析和方法講得太少，即使學生看懂了程序和仿真波形，換一個設計項目，就不會做了。

4.部分教材結構安排不是很合理。不符合人認識事物的認知規律。學生學習起來不容易理解，學習難度增大，學習的效率自然會降低。

因此，《EDA技術》教材必須進行改革。

二、《EDA技術》教材改革的目標

《EDA技術》教材改革的目標是便于學生學習，提高學習效率和實踐能力。主要體現在教材內容和結構上，教材內容要求嚴謹精簡、典型實用；教材結構上，要求符合人學習知識的接受過程，從簡單到復雜，符合邏輯。分為三個層次，初級、中級和高級，能夠引導學生自主學習，可使不懂學習方法的學生和不愛聽課的學生也能自主學習，節省時間和精力，讓學生變得輕松，從而對這門課程感興趣，達到快速入門的目的。也提供進階的學習內容，適合于各層次的學生。這樣的教材結構既能使學生完成學分，有能有更多的時間去參加實踐和提高，如參加全國大學生電子競賽、大學生創新項目、當老師的科研助手、考研等。

三、《EDA技術》教材改革方案

現有的《EDA技術》教材版本很多[2-5]，基礎內容差不多，盡管有一些層次結構的輪廓，但不清晰，有不少內容要重新調整才能形成明確的層次結構。在層次結構上的改革，希望能達到引導學生快速入門、提高教學質量和效率、節省時間的目的，具體方案如下。

（一）初級篇

1.第一章：緒論。本章主要講述EDA技術的相關基礎知識，簡單介紹EDA技術。只要求學生了解的內容，簡單介紹即可，不能講深講多。要求學生掌握的內容，要詳細講。主要包括EDA技術、EDA技術的主要構成要素、設計流程、學習工具、學習方法。

2.第二章：Quartus II入門。要求使用該軟件完成一個簡單設計，掌握設計流程。要求軟件版本是新近的，10.0以后的版本。

3.第三章：VHDL語言。（1）VHDL基礎語法，包括VHDL程序的基本結構，常用概念如數據對象、數據類型、庫、程序包、順序語句和并行語句等。常用的語句，如賦值語句、IF語句、CASE語句、PROCESS語句、元件例化語句等，講深講透，包括語句的功能和使用方法，要求完全掌握這些常用的語句。注意語句的差別，如IF語句和CASE語句的區別，IF語句和PROCESS語句功能剖析、順序語句和并行語句內涵，信號和變量的區別等。（2）簡單組合邏輯電路和時序邏輯電路的設計。如編碼器、譯碼器、多路選擇器、加法器、鎖存器、D觸發器、計數器和移位寄存器等。

4.第四章：Verilog HDL語言。講授方法與VHDL語言一樣，先講語法基礎，然后講簡單邏輯電路的設計。

（二）中級篇

1.第五章：宏功能模塊及IP核應用。要求掌握LPM模塊的使用。

2.第六章：狀態機的設計。要求能用狀態機完成簡單電路的設計。

3.第七章：VHDL設計進階。要求掌握常見應用的設計方法，如設計分頻器、復雜計數器、數碼管動態顯示、雙向端口設計、串并轉換和并串轉換等。

（三）高級篇

1.第八章：綜述?？梢员容^詳細地講述EDA技術的概念、歷史和發展趨勢、技術前沿、器件內部結構、JTAG測試規范、ASIC設計流程、自頂向下的設計方法、SOPC設計介紹等內容。

2.第九章：VHDL系統設計。講述在大規模復雜系統設計中的思路和方法、系統設計和系統仿真、第三方EDA軟件的使用等。

3.第十章：EDA技術實踐。講述常見設計的高級技巧和應用，如流水線操作、IP核應用、嵌入式資源的應用、與單片機的接口等，可以面向電子競賽，多舉實例。

四、結束語

本文對《EDA技術》教材的結構和內容進行了改革。在結構上，提出三層式結構層次模型，更符合學生學習知識的接受過程，這種層次結構可以引導學生快速入門，節省時間，提高教學質量和學習效率。在內容上，教材內容更新和實用，讓學生接受一些新近的開發工具，使學生可以完成一些簡單的電子系統的設計。編程語言更全面，把兩種VHDL和Verilog語言都介紹，學生可以根據自己的情況，選擇自己喜歡的語言學習，有助于提高學習興趣和學習效率。通過本教材的學習，使學生掌握EDA技術在數字系統設計中的應用，能使用新近的工具和方法完成電子系統的設計。培養學生綜合應用、系統分析與設計、自主學習等多方面能力與素質，提高學生工程實踐能力。

參考文獻：

[1]譚會生.基于EDA技術的研究性教學探討[J].中國電力教育，2012，（17）：36-37.

[2]潘松，黃繼業.EDA技術使用教程（第三版）[M].北京：科學出版社，2006.

[3]吳延海，等.EDA技術及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2012.

[4]鄒彥，等.EDA技術與數字系統設計[M].北京：電子工業出版社，2008.

[5]唐俊英.EDA技術應用實例教程[M].北京：電子工業出版社，2008.endprint