EDA技術(shù)在電子信息工程專業(yè)中的應(yīng)用研究

白楠 孫延輝

（遼寧石油化工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院，遼寧撫順 113001）

電子信息工程專業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門學(xué)科。為了推進(jìn)學(xué)科發(fā)展，更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和學(xué)生的就業(yè)需要，必須制定切實(shí)可行的有針對性的培養(yǎng)計(jì)劃，課程的設(shè)置要符合人才發(fā)展的需要，要適應(yīng)市場的需求，EDA技術(shù)課程是一門電子信息工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課，在學(xué)科計(jì)劃中起到承上啟下的作用，EDA技術(shù)課相比于其他電路設(shè)計(jì)類課程具有明顯的新穎性和實(shí)用性，在當(dāng)前已經(jīng)開設(shè)此課程的電子信息工程專業(yè)建設(shè)中起到了良好的推動作用，具有良好的教學(xué)效果。

1 EDA技術(shù)概述

EDA（Electronics Design Automation）技術(shù)是電子設(shè)計(jì)自動化的縮略語，在上世紀(jì)末開始，從輔助設(shè)計(jì)到輔助制造，再到輔助測試，層層遞進(jìn)發(fā)展而來。它借助于計(jì)算機(jī)仿真平臺，應(yīng)用其特有的編程語言，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)、人工智能技術(shù)等技術(shù)綜合運(yùn)用，將編寫的代碼通過計(jì)算機(jī)平臺下載到可編程邏輯器件PLD中，經(jīng)過功能仿真、邏輯綜合、邏輯仿真和布局布線等，完成電子產(chǎn)品的自動化設(shè)計(jì)過程。這種電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方式目前已成為硬件設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，有著重大的實(shí)際意義。

EDA技術(shù)自上世紀(jì)70年代出現(xiàn)萌芽以來，逐漸地凸顯其優(yōu)勢，它能夠最大限度減少硬件設(shè)計(jì)產(chǎn)品的完成時間，使產(chǎn)品能夠盡快投向市場；具有提高性能價格比的優(yōu)勢，并能夠促進(jìn)電子產(chǎn)品的功能全面快速的達(dá)成。

2 EDA技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

EDA技術(shù)應(yīng)用廣泛，涉及到設(shè)計(jì)業(yè)和制造業(yè)各領(lǐng)域均有不同的應(yīng)用。本文從以下幾方面闡述EDA技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展:

（1）科研方面。EDA技術(shù)主要是利用電路仿真工具(Multisim或Pspice)對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。使用虛擬儀器進(jìn)行一些產(chǎn)品測試；將FPGA和CPLD器件實(shí)際應(yīng)用于儀器設(shè)備中，設(shè)計(jì)PCB和ASIC等。（2）教學(xué)方面。EDA技術(shù)幾乎是所有理工科高等教育院校，尤其是在電子信息領(lǐng)域的高校的必開課。主要目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)和了解EDA技術(shù)的基本概念和原理。能夠以相對標(biāo)準(zhǔn)的方式編寫和使用VHDL語言。掌握邏輯綜合的基本理論和算法；使用EDA技術(shù)工具在一些相對簡單的電子電路課程中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。并能設(shè)計(jì)一些簡單的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。學(xué)生們學(xué)會利用電路的仿真工具（比如Multisim和Pspice）和PLD開發(fā)工具（如Altera/Xilinx的器件結(jié)構(gòu)以及開發(fā)的系統(tǒng)）的使用，以此為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，讓他們能夠贏在起跑線上。（3）產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造。包括了系統(tǒng)級仿真；寄存器級仿真；電路級仿真等各個環(huán)節(jié)。

如PCB的生產(chǎn)，電子設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)，焊接電路板，ASIC的生產(chǎn)等是其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈。從EDA技術(shù)的使用的領(lǐng)域觀察來看，EDA技術(shù)早已經(jīng)深刻地融入到了各行各業(yè)之中，包括電子、化工、礦物、生物、醫(yī)學(xué)、通信、軍事、航天航空等各個極其重要的領(lǐng)域，都有EDA技術(shù)的應(yīng)用。

圖1 EDA開發(fā)流程圖

除此之外，EDA技術(shù)的軟件的功效日益壯大，原本的功能非常單一，現(xiàn)今也豐富了數(shù)不勝數(shù)的新的用途。如機(jī)械制造、建筑設(shè)計(jì)等都可以使用它的軟件。目前EDA技術(shù)的發(fā)展趨勢是由于廣泛應(yīng)用的多樣性、功能強(qiáng)大的軟件支持、開發(fā)工具的不斷更新，這和政府的關(guān)注與支持是分不開的。

EDA技術(shù)的發(fā)展極其迅速猛烈，簡直就可以說是日新月異。EDA技術(shù)的應(yīng)用極其廣泛，現(xiàn)今已經(jīng)深深地融入了世界各地的各行各業(yè)之中。不斷地提高EDA技術(shù)的水平，設(shè)計(jì)的工具也被發(fā)展得日漸完美，EDA的市場日臻成熟。

3 EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程

EDA的設(shè)計(jì)流程是“自頂向下”的設(shè)計(jì)思路。這使得設(shè)計(jì)者能夠更好地從宏觀去把控自己的設(shè)計(jì)，更好地完成設(shè)計(jì)需求，提高整體的設(shè)計(jì)效率。其設(shè)計(jì)開發(fā)流程圖如圖1所示。

4 EDA技術(shù)對電子信息工程專業(yè)教學(xué)的作用

電子信息工程專業(yè)實(shí)際教學(xué)工作中，涉及到多門類課程的教學(xué)活動，有基礎(chǔ)課類，有專業(yè)基礎(chǔ)課類，有專業(yè)必修課類還有專業(yè)選修課類別。這些類別中的大部分課程都是傳統(tǒng)意義上的課程，采用按部就班，依照教材的灌輸式授課方式，對這類課程學(xué)生大多數(shù)已經(jīng)失去了興趣，課堂學(xué)習(xí)效果不是十分理想。而EDA技術(shù)課程作為實(shí)踐類課程代表，采用計(jì)算機(jī)為教具，課堂教學(xué)是以確定目標(biāo)為導(dǎo)向的，將所學(xué)理論與實(shí)物演練實(shí)地結(jié)合起來，能直觀、形象地展現(xiàn)出豐富的教學(xué)內(nèi)容。相比于傳統(tǒng)的理論課程，這類課程更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，EDA技術(shù)課程的學(xué)習(xí)中，摒棄了那種重復(fù)性的學(xué)習(xí)過程，可以采用全新的教學(xué)模式，通過科學(xué)合理的教學(xué)模式設(shè)計(jì)，提升課程的趣味性和實(shí)用性。并且EDA課程的展開都是理論課結(jié)合實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行的，由理論到實(shí)際，由淺入深，由表及里的方式能更好地提升整體的學(xué)習(xí)效果。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要扎實(shí)的理論功底，很強(qiáng)的動手能力，要多次進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)工作，不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，全面提升自己的學(xué)習(xí)能力和動手實(shí)踐能力。通過EDA技術(shù)課程的教學(xué)，讓學(xué)生開展各種開放型實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)過程中，牢固地掌握理論知識，并形成良好的編程能力和解決實(shí)際問題的動手能力和實(shí)踐能力。通過教師向?qū)W生提前布置設(shè)計(jì)任務(wù)，增強(qiáng)教師和學(xué)生雙方的主觀能動性，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型。EDA課程在電子信息工程專業(yè)中的設(shè)置，能夠更好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生的創(chuàng)造能力。

5 結(jié)語

綜上所述，EDA技術(shù)以其出現(xiàn)的合理性，發(fā)展的迅猛性，是當(dāng)前信息化時代發(fā)展的必然趨勢，其應(yīng)用日趨廣泛，涉及多個行業(yè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代電子電路設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，在現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮著重大的作用。電子信息工程專業(yè)作為工科學(xué)術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一個重要學(xué)科，EDA技術(shù)在該學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用不容忽視，需要積極地進(jìn)行EDA課程設(shè)計(jì)，將理論知識更生動的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，加強(qiáng)學(xué)生對理論的吸收掌握。這樣可以提高教學(xué)效果，也可以培養(yǎng)學(xué)生對問題的探究能力和解決能力，使電子信息專業(yè)的教學(xué)跟上時代發(fā)展的步伐，培養(yǎng)更多社會所需要的人才。