EDA技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

王 斌

摘要:文章介紹了EDA技術(shù)的相關(guān)背景,從EDA的技術(shù)特點(diǎn)入手,論述了EDA技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:EDA;教學(xué);虛擬仿真

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2009)20-0053-01

21世紀(jì),EDA技術(shù)在電子領(lǐng)域發(fā)揮的作用重大,成為了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的核心。利用EDA技術(shù),大量的設(shè)計(jì)工作都可以通過計(jì)算機(jī)虛擬完成,大大了提高了設(shè)計(jì)效率。目前,EDA技術(shù)已在電子產(chǎn)品企業(yè)、企事業(yè)單位和科研教學(xué)單位廣泛的使用。大部分高校的電子類相關(guān)專業(yè)也都開設(shè)了EDA的相關(guān)課程。EDA的一些工具軟件,如multisim7、PSPICE、OrCAD、Protel、Graphics、Synopsys、MicroSim等在教學(xué)和實(shí)際生產(chǎn)中都得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是EDA的仿真技術(shù)能打破專業(yè)教學(xué)上的一些局限性,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時保證了良好的教學(xué)效果。

1EDA技術(shù)與教學(xué)相適應(yīng)的特點(diǎn)

EDA技術(shù)不僅給電子產(chǎn)業(yè)帶來一場革命,也給傳統(tǒng)的教學(xué)方式帶來了便利和一些改變。EDA技術(shù)與教學(xué)相適應(yīng)的特點(diǎn)歸納有如下四種:

{1}虛擬儀器直觀形象,便于學(xué)生理解掌握。通過EDA的虛擬仿真軟件可以模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,完全符合教學(xué)的要求,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全性和利用率,降低實(shí)驗(yàn)室的管理難度,保證實(shí)驗(yàn)課的正常開展。

{2}系統(tǒng)可以聯(lián)網(wǎng),便于教學(xué)。通過EDA技術(shù)可以講計(jì)算機(jī)資源與儀器設(shè)備、DSP技術(shù)相結(jié)合,在系統(tǒng)內(nèi)共享軟硬件資源,教師也便于管理教學(xué)過程。

{3}元器件庫資源豐富,降低教學(xué)成本。EDA軟件如Protel可以為學(xué)生提供強(qiáng)大的元器件庫,里面有數(shù)以千計(jì)的各種電子元器件。這在實(shí)際教學(xué)中是很難達(dá)到的教學(xué)條件?？梢宰寣W(xué)生了解種電子元器件引腳,參數(shù)和性能,給學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

{4}利用軟件實(shí)現(xiàn)電路的物理形式,使教學(xué)更加便捷有效。EDA軟件可以設(shè)計(jì)各種電子電路,并且利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,利用軟件對電路進(jìn)行仿真測試。教師還可以電路設(shè)置一些故障,提高學(xué)生的分析能力和實(shí)踐能力。

2EDA技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

根據(jù)以上特點(diǎn),EDA在教學(xué)中有如下的應(yīng)用:

{1}實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備可以跟EDA的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺如multisim7相輔相成。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備達(dá)不到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件時,EDA的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺還可以起到補(bǔ)充和拓展的作用。

EDA軟件除了可以提供了實(shí)驗(yàn)常用的通用儀器,如萬用表、功率表、函數(shù)信號發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源,還能夠提供一般實(shí)驗(yàn)室少有的儀器,如波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等儀器。可以幫助學(xué)生完成對電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、時域分析和頻域分析、器件的線性分析和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅立葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析。

{2}在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。在教學(xué)過程中,基于SRAM的FPGA器件在編程下載完畢之后,可以利用EDA硬件開發(fā)平臺計(jì)驗(yàn)證器件的邏輯功能是否實(shí)現(xiàn)。根據(jù)EDA硬件開發(fā)平臺的操作模式要求,檢查輸出結(jié)果,驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路。 使學(xué)生掌握FPGA器件的設(shè)計(jì)和開發(fā),以及相關(guān)編程語言如VHDL,Verilog HDL。

{3}在電子設(shè)計(jì)大賽中的應(yīng)用。最近幾屆全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽題目所需的知識包含了更多的新技術(shù)、新器件的內(nèi)容。電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更注重高性能和高技術(shù)指標(biāo);如高速度、高精度、高可靠性、設(shè)計(jì)高效率以及低功耗等。而基于FPGA平臺及其相關(guān)的片上系統(tǒng)SOC設(shè)計(jì)技術(shù),成為評委青睞的解決方案。這也為教學(xué)和競賽輔導(dǎo)提出了更高要求的同時,能夠幫助學(xué)生提高就業(yè)的市場競爭力,

{4}在基于工作過程的課程開發(fā)體系中的應(yīng)用。根據(jù)EDA課程的內(nèi)涵和EDA技術(shù)的特點(diǎn),可講EDA技術(shù)引入到基于工作過程的課程開發(fā)體系當(dāng)中。根據(jù)EDA技術(shù)的一些應(yīng)用小項(xiàng)目,開發(fā)一些基于工作過程的教學(xué)步驟,設(shè)計(jì)電子開發(fā)的學(xué)習(xí)情境,以提升教學(xué)層次和拓寬教學(xué)思路

3結(jié) 語

隨著電子行業(yè)的不斷發(fā)展,EDA技術(shù)將會得到不斷地更新和成熟,引入EDA教學(xué)可以給傳統(tǒng)的教學(xué)帶來創(chuàng)新和提升。使得電子類專業(yè)教學(xué)更有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),更有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生與將來工作崗位的無縫對接。

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