EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

譚偉

摘?要：大學(xué)本科數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容和方法應(yīng)緊跟現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的步伐。我們可以利用EDA技術(shù)手段加強(qiáng)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)EDA的內(nèi)涵進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，探討了基于EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架模式，以及在實(shí)驗(yàn)中引入EDA的優(yōu)勢(shì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞:EDA技術(shù)?數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)?實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G632?????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????文章編號(hào)：1674-2117（2014）14-00-01

1?EDA概述

EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化簡(jiǎn)稱(chēng)。它是一門(mén)新興技術(shù)，涉及面廣泛，內(nèi)容豐富，學(xué)術(shù)界尚有爭(zhēng)議，目前還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的定義。但從EDA的技術(shù)內(nèi)涵來(lái)看，它以大規(guī)?？删幊炭刂破鳛橐劳?，以硬件描述語(yǔ)言為主要表達(dá)方式，以可編程器件、配套編程軟件、計(jì)算機(jī)為工具，通過(guò)相關(guān)的二次開(kāi)發(fā)軟件完成電子系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一門(mén)新技術(shù)。EDA技術(shù)功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)邏輯編譯、邏輯分割簡(jiǎn)化、邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)、邏輯布線規(guī)劃、邏輯仿真分析等。EDA技術(shù)的出現(xiàn)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)、集成電路和電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，至今已經(jīng)歷30多年的發(fā)展過(guò)程。EDA作為一個(gè)軟件，能夠幫助工程師設(shè)計(jì)硬件電子電路，它在產(chǎn)品的各個(gè)設(shè)計(jì)階段都起到了重要作用，為復(fù)雜電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供便捷。在21世紀(jì)，EDA技術(shù)必然會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

2?基于EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架

目前，國(guó)內(nèi)的一些專(zhuān)業(yè)公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，能夠借助它完成一整套數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。EDA賦予了虛擬實(shí)驗(yàn)非常豐富的內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)一些實(shí)際中難以開(kāi)展的電子模擬實(shí)驗(yàn)。

2.1?虛擬的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)構(gòu)架

以下選取幾種常用EDA開(kāi)發(fā)工具，簡(jiǎn)要講述虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建過(guò)程。改虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含兩部分：首先是實(shí)驗(yàn)仿真功能模塊，屬于以EDA為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)平臺(tái)；再者就是虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息的管理和功能評(píng)估。兩部分間需要進(jìn)行信息交換，進(jìn)而構(gòu)建起功能覆蓋面廣的EDA數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

2.2?各模塊框架

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)仿真功能有四個(gè)部分：①項(xiàng)目信息采集；②基礎(chǔ)教育；③虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)展；④實(shí)驗(yàn)結(jié)果后處理。實(shí)驗(yàn)參與者通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)獲取相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行一定的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，并選取合適的EDA工具，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表、仿真曲線、程序代碼進(jìn)行匯總，上傳到服務(wù)器，以便日后查閱。

基礎(chǔ)學(xué)習(xí)部分有四個(gè)元素：①軟件編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)；②EDA工具普及；③實(shí)驗(yàn)儀器操作明細(xì)；④理論知識(shí)儲(chǔ)備。常用的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。匯編語(yǔ)言和VHDL語(yǔ)言是應(yīng)用最多的編程語(yǔ)言。實(shí)驗(yàn)器具以常用數(shù)字芯片為主。此外，通過(guò)局域網(wǎng)還可以下載完整的數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例，包含了詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路，以及系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，便于學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)深入理解，對(duì)于提升設(shè)計(jì)能力大有裨益。

同樣，管理評(píng)估模塊也包含四個(gè)部分：①實(shí)驗(yàn)內(nèi)容發(fā)布；②實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目審批；③實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤；④實(shí)驗(yàn)信息匯總管理。管理者要將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放到平臺(tái)上，告知相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員。實(shí)驗(yàn)人員完成任務(wù)后，需要將結(jié)果拷貝到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3?在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入EDA的優(yōu)勢(shì)

3.1?提高實(shí)驗(yàn)可靠性

EDA融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的可信度，直觀反映出現(xiàn)有的電路設(shè)計(jì)存在的錯(cuò)誤和冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)。在實(shí)際中，各個(gè)門(mén)電路由于延時(shí)，會(huì)引發(fā)電路冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)，正常信號(hào)混進(jìn)不正常尖峰脈沖，但受到設(shè)備采樣精度的影響，這種現(xiàn)象難以觀察。EDA軟件能夠?qū)⑦@些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)，并通過(guò)仿真技術(shù)找到問(wèn)題解決方案。

3.2?提高學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力

數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)周期短、調(diào)試方便、電路更改快捷，這些能夠幫助學(xué)生快速掌握電子設(shè)計(jì)要領(lǐng)，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)以及后續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，事半功倍。這不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能幫助學(xué)生盡可能將新知識(shí)、新方法提升到實(shí)踐階段，并為學(xué)生留下想象發(fā)揮的余地，有利于后續(xù)深入研究的開(kāi)展。

3.3?實(shí)驗(yàn)開(kāi)放性較好

EDA仿真在時(shí)空上不受課時(shí)和器材制約。大部分工作借助計(jì)算機(jī)完成，設(shè)計(jì)工作可以走出實(shí)驗(yàn)室，完成后直接保存實(shí)驗(yàn)文件，測(cè)試芯片的實(shí)際運(yùn)行特性，從而大大提高實(shí)驗(yàn)的靈活度。學(xué)生可以主動(dòng)提出問(wèn)題，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不必?fù)?dān)心損壞儀器，迅速進(jìn)行仿真，這能夠大大提升教學(xué)水平。

3.4?提高實(shí)驗(yàn)效率

復(fù)雜實(shí)驗(yàn)涉及的參數(shù)眾多，任何一個(gè)操作失誤都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果南轅北轍。EDA技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)操作變得簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件調(diào)整較為方便，同樣時(shí)間可完成多種方案比較，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

3.5?彌補(bǔ)客觀教學(xué)條件的短缺

不少學(xué)校因?yàn)榻?jīng)費(fèi)問(wèn)題無(wú)法購(gòu)置成套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，制約了某些實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。EDA仿真讓學(xué)生能夠在電腦上完成一系列實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)接近的體會(huì)，豐富感知，而且不用擔(dān)心損壞儀器所產(chǎn)生的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡朝.利用EDA技術(shù)改造數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].孝感學(xué)院學(xué)報(bào),2002(06).

[2]艾明晶,康光宇.EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)與傳感器,2002(10).

[3]李清峰.對(duì)EDA課程教學(xué)的思考[J].湖南商學(xué)院學(xué)報(bào),2001(06).

endprint

摘?要：大學(xué)本科數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容和方法應(yīng)緊跟現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的步伐。我們可以利用EDA技術(shù)手段加強(qiáng)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)EDA的內(nèi)涵進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，探討了基于EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架模式，以及在實(shí)驗(yàn)中引入EDA的優(yōu)勢(shì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞:EDA技術(shù)?數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)?實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G632?????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????文章編號(hào)：1674-2117（2014）14-00-01

1?EDA概述

EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化簡(jiǎn)稱(chēng)。它是一門(mén)新興技術(shù)，涉及面廣泛，內(nèi)容豐富，學(xué)術(shù)界尚有爭(zhēng)議，目前還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的定義。但從EDA的技術(shù)內(nèi)涵來(lái)看，它以大規(guī)?？删幊炭刂破鳛橐劳校杂布枋稣Z(yǔ)言為主要表達(dá)方式，以可編程器件、配套編程軟件、計(jì)算機(jī)為工具，通過(guò)相關(guān)的二次開(kāi)發(fā)軟件完成電子系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一門(mén)新技術(shù)。EDA技術(shù)功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)邏輯編譯、邏輯分割簡(jiǎn)化、邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)、邏輯布線規(guī)劃、邏輯仿真分析等。EDA技術(shù)的出現(xiàn)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)、集成電路和電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，至今已經(jīng)歷30多年的發(fā)展過(guò)程。EDA作為一個(gè)軟件，能夠幫助工程師設(shè)計(jì)硬件電子電路，它在產(chǎn)品的各個(gè)設(shè)計(jì)階段都起到了重要作用，為復(fù)雜電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供便捷。在21世紀(jì)，EDA技術(shù)必然會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

2?基于EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架

目前，國(guó)內(nèi)的一些專(zhuān)業(yè)公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，能夠借助它完成一整套數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。EDA賦予了虛擬實(shí)驗(yàn)非常豐富的內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)一些實(shí)際中難以開(kāi)展的電子模擬實(shí)驗(yàn)。

2.1?虛擬的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)構(gòu)架

以下選取幾種常用EDA開(kāi)發(fā)工具，簡(jiǎn)要講述虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建過(guò)程。改虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含兩部分：首先是實(shí)驗(yàn)仿真功能模塊，屬于以EDA為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)平臺(tái)；再者就是虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息的管理和功能評(píng)估。兩部分間需要進(jìn)行信息交換，進(jìn)而構(gòu)建起功能覆蓋面廣的EDA數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

2.2?各模塊框架

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)仿真功能有四個(gè)部分：①項(xiàng)目信息采集；②基礎(chǔ)教育；③虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)展；④實(shí)驗(yàn)結(jié)果后處理。實(shí)驗(yàn)參與者通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)獲取相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行一定的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，并選取合適的EDA工具，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表、仿真曲線、程序代碼進(jìn)行匯總，上傳到服務(wù)器，以便日后查閱。

基礎(chǔ)學(xué)習(xí)部分有四個(gè)元素：①軟件編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)；②EDA工具普及；③實(shí)驗(yàn)儀器操作明細(xì)；④理論知識(shí)儲(chǔ)備。常用的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。匯編語(yǔ)言和VHDL語(yǔ)言是應(yīng)用最多的編程語(yǔ)言。實(shí)驗(yàn)器具以常用數(shù)字芯片為主。此外，通過(guò)局域網(wǎng)還可以下載完整的數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例，包含了詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路，以及系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，便于學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)深入理解，對(duì)于提升設(shè)計(jì)能力大有裨益。

同樣，管理評(píng)估模塊也包含四個(gè)部分：①實(shí)驗(yàn)內(nèi)容發(fā)布；②實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目審批；③實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤；④實(shí)驗(yàn)信息匯總管理。管理者要將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放到平臺(tái)上，告知相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員。實(shí)驗(yàn)人員完成任務(wù)后，需要將結(jié)果拷貝到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3?在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入EDA的優(yōu)勢(shì)

3.1?提高實(shí)驗(yàn)可靠性

EDA融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的可信度，直觀反映出現(xiàn)有的電路設(shè)計(jì)存在的錯(cuò)誤和冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)。在實(shí)際中，各個(gè)門(mén)電路由于延時(shí)，會(huì)引發(fā)電路冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)，正常信號(hào)混進(jìn)不正常尖峰脈沖，但受到設(shè)備采樣精度的影響，這種現(xiàn)象難以觀察。EDA軟件能夠?qū)⑦@些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)，并通過(guò)仿真技術(shù)找到問(wèn)題解決方案。

3.2?提高學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力

數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)周期短、調(diào)試方便、電路更改快捷，這些能夠幫助學(xué)生快速掌握電子設(shè)計(jì)要領(lǐng)，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)以及后續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，事半功倍。這不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能幫助學(xué)生盡可能將新知識(shí)、新方法提升到實(shí)踐階段，并為學(xué)生留下想象發(fā)揮的余地，有利于后續(xù)深入研究的開(kāi)展。

3.3?實(shí)驗(yàn)開(kāi)放性較好

EDA仿真在時(shí)空上不受課時(shí)和器材制約。大部分工作借助計(jì)算機(jī)完成，設(shè)計(jì)工作可以走出實(shí)驗(yàn)室，完成后直接保存實(shí)驗(yàn)文件，測(cè)試芯片的實(shí)際運(yùn)行特性，從而大大提高實(shí)驗(yàn)的靈活度。學(xué)生可以主動(dòng)提出問(wèn)題，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不必?fù)?dān)心損壞儀器，迅速進(jìn)行仿真，這能夠大大提升教學(xué)水平。

3.4?提高實(shí)驗(yàn)效率

復(fù)雜實(shí)驗(yàn)涉及的參數(shù)眾多，任何一個(gè)操作失誤都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果南轅北轍。EDA技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)操作變得簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件調(diào)整較為方便，同樣時(shí)間可完成多種方案比較，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

3.5?彌補(bǔ)客觀教學(xué)條件的短缺

不少學(xué)校因?yàn)榻?jīng)費(fèi)問(wèn)題無(wú)法購(gòu)置成套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，制約了某些實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。EDA仿真讓學(xué)生能夠在電腦上完成一系列實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)接近的體會(huì)，豐富感知，而且不用擔(dān)心損壞儀器所產(chǎn)生的損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡朝.利用EDA技術(shù)改造數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].孝感學(xué)院學(xué)報(bào),2002(06).

[2]艾明晶,康光宇.EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].儀表技術(shù)與傳感器,2002(10).

[3]李清峰.對(duì)EDA課程教學(xué)的思考[J].湖南商學(xué)院學(xué)報(bào),2001(06).

endprint

摘?要：大學(xué)本科數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容和方法應(yīng)緊跟現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的步伐。我們可以利用EDA技術(shù)手段加強(qiáng)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)EDA的內(nèi)涵進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，探討了基于EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架模式，以及在實(shí)驗(yàn)中引入EDA的優(yōu)勢(shì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞:EDA技術(shù)?數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)?實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G632?????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????文章編號(hào)：1674-2117（2014）14-00-01

1?EDA概述

EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化簡(jiǎn)稱(chēng)。它是一門(mén)新興技術(shù)，涉及面廣泛，內(nèi)容豐富，學(xué)術(shù)界尚有爭(zhēng)議，目前還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的定義。但從EDA的技術(shù)內(nèi)涵來(lái)看，它以大規(guī)模可編程控制器為依托，以硬件描述語(yǔ)言為主要表達(dá)方式，以可編程器件、配套編程軟件、計(jì)算機(jī)為工具，通過(guò)相關(guān)的二次開(kāi)發(fā)軟件完成電子系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一門(mén)新技術(shù)。EDA技術(shù)功能強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)邏輯編譯、邏輯分割簡(jiǎn)化、邏輯優(yōu)化設(shè)計(jì)、邏輯布線規(guī)劃、邏輯仿真分析等。EDA技術(shù)的出現(xiàn)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)、集成電路和電子系統(tǒng)的飛速發(fā)展，至今已經(jīng)歷30多年的發(fā)展過(guò)程。EDA作為一個(gè)軟件，能夠幫助工程師設(shè)計(jì)硬件電子電路，它在產(chǎn)品的各個(gè)設(shè)計(jì)階段都起到了重要作用，為復(fù)雜電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供便捷。在21世紀(jì)，EDA技術(shù)必然會(huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

2?基于EDA技術(shù)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)架

目前，國(guó)內(nèi)的一些專(zhuān)業(yè)公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，能夠借助它完成一整套數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。EDA賦予了虛擬實(shí)驗(yàn)非常豐富的內(nèi)容，能夠?qū)崿F(xiàn)一些實(shí)際中難以開(kāi)展的電子模擬實(shí)驗(yàn)。

2.1?虛擬的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)構(gòu)架

以下選取幾種常用EDA開(kāi)發(fā)工具，簡(jiǎn)要講述虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建過(guò)程。改虛擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包含兩部分：首先是實(shí)驗(yàn)仿真功能模塊，屬于以EDA為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)平臺(tái)；再者就是虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)信息的管理和功能評(píng)估。兩部分間需要進(jìn)行信息交換，進(jìn)而構(gòu)建起功能覆蓋面廣的EDA數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

2.2?各模塊框架

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)仿真功能有四個(gè)部分：①項(xiàng)目信息采集；②基礎(chǔ)教育；③虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)展；④實(shí)驗(yàn)結(jié)果后處理。實(shí)驗(yàn)參與者通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)獲取相關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行一定的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，并選取合適的EDA工具，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表、仿真曲線、程序代碼進(jìn)行匯總，上傳到服務(wù)器，以便日后查閱。

基礎(chǔ)學(xué)習(xí)部分有四個(gè)元素：①軟件編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)；②EDA工具普及；③實(shí)驗(yàn)儀器操作明細(xì)；④理論知識(shí)儲(chǔ)備。常用的EDA工具包括QuartusⅡ、Protel和Matlab等。匯編語(yǔ)言和VHDL語(yǔ)言是應(yīng)用最多的編程語(yǔ)言。實(shí)驗(yàn)器具以常用數(shù)字芯片為主。此外，通過(guò)局域網(wǎng)還可以下載完整的數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例，包含了詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路，以及系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，便于學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)深入理解，對(duì)于提升設(shè)計(jì)能力大有裨益。

同樣，管理評(píng)估模塊也包含四個(gè)部分：①實(shí)驗(yàn)內(nèi)容發(fā)布；②實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目審批；③實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤；④實(shí)驗(yàn)信息匯總管理。管理者要將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放到平臺(tái)上，告知相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員。實(shí)驗(yàn)人員完成任務(wù)后，需要將結(jié)果拷貝到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3?在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入EDA的優(yōu)勢(shì)

3.1?提高實(shí)驗(yàn)可靠性

EDA融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的可信度，直觀反映出現(xiàn)有的電路設(shè)計(jì)存在的錯(cuò)誤和冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)。在實(shí)際中，各個(gè)門(mén)電路由于延時(shí)，會(huì)引發(fā)電路冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)，正常信號(hào)混進(jìn)不正常尖峰脈沖，但受到設(shè)備采樣精度的影響，這種現(xiàn)象難以觀察。EDA軟件能夠?qū)⑦@些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀呈現(xiàn)，并通過(guò)仿真技術(shù)找到問(wèn)題解決方案。

3.2?提高學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力

數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)周期短、調(diào)試方便、電路更改快捷，這些能夠幫助學(xué)生快速掌握電子設(shè)計(jì)要領(lǐng)，再以此為基礎(chǔ)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)以及后續(xù)的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，事半功倍。這不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又能幫助學(xué)生盡可能將新知識(shí)、新方法提升到實(shí)踐階段，并為學(xué)生留下想象發(fā)揮的余地，有利于后續(xù)深入研究的開(kāi)展。

3.3?實(shí)驗(yàn)開(kāi)放性較好

EDA仿真在時(shí)空上不受課時(shí)和器材制約。大部分工作借助計(jì)算機(jī)完成，設(shè)計(jì)工作可以走出實(shí)驗(yàn)室，完成后直接保存實(shí)驗(yàn)文件，測(cè)試芯片的實(shí)際運(yùn)行特性，從而大大提高實(shí)驗(yàn)的靈活度。學(xué)生可以主動(dòng)提出問(wèn)題，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不必?fù)?dān)心損壞儀器，迅速進(jìn)行仿真，這能夠大大提升教學(xué)水平。

3.4?提高實(shí)驗(yàn)效率

復(fù)雜實(shí)驗(yàn)涉及的參數(shù)眾多，任何一個(gè)操作失誤都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果南轅北轍。EDA技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)操作變得簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)條件調(diào)整較為方便，同樣時(shí)間可完成多種方案比較，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

3.5?彌補(bǔ)客觀教學(xué)條件的短缺

不少學(xué)校因?yàn)榻?jīng)費(fèi)問(wèn)題無(wú)法購(gòu)置成套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，制約了某些實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。EDA仿真讓學(xué)生能夠在電腦上完成一系列實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)接近的體會(huì)，豐富感知，而且不用擔(dān)心損壞儀器所產(chǎn)生的損失。

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