關于FPGA技術教學下的電子技術試驗系統(tǒng)研究

李彩琴

摘? 要：FPGA技術全稱為Field-Programmable Gate Array，即現(xiàn)場可編程門陣列。FPGA技術目前被廣泛的應用在系統(tǒng)編程當中，而且其發(fā)展前景非常廣闊。目前FPGA技術教學在電子類專業(yè)教學中有些非常重要的地位，該門課程的教學成果對學生的未來職業(yè)發(fā)展也有著些舉足輕重的影響。另外FPGA技術教學是一門應用性比較強的學科，所以需要學生進行多次電子技術試驗研究才能夠真正掌握。該文探討了FPGA技術教學的相關內(nèi)容，并總結了目前的教學現(xiàn)狀和有效教學策略以供參考。

關鍵詞：FPGA技術教學? 電子技術試驗系統(tǒng)? 有效策略

中圖分類號：G652 ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）04（c）-0212-02

FPGA技術是目前電子技術專業(yè)學生必須要掌握的一門技術，其在電子技術試驗系統(tǒng)的研究中有著不可替代的作用。而且FPGA技術也能夠在各個領域發(fā)揮其作用，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國的FPGA技術已經(jīng)有了飛速的進展，技術手段幾乎達到了成熟的階段。但是在現(xiàn)階段的FPGA技術課堂教學當中，還存在很多問題制約著課程的效果提升。鑒于此種情況，相關人員需要探討有效解決策略，促進課程效果的提升。

1? FPGA技術教學的相關內(nèi)容

1.1 FPGA技術教學的基本概述

FPGA技術在我國出現(xiàn)的時間已經(jīng)達到了二十幾年，在這二十幾年的發(fā)展過程中，F(xiàn)PGA技術逐漸發(fā)展成熟，被電子科學技術界重視起來。現(xiàn)在這種技術已經(jīng)成為電子系統(tǒng)設計的主流技術，而且FPGA技術的使用方法更加便捷，相關人員在任何地方都可以進行編程，能夠有效的減少系統(tǒng)的生成時間節(jié)約系統(tǒng)開發(fā)的成本。因為FPGA技術的重要性，相關專業(yè)的學生也需要充分的掌握這項技術的使用方法，從而在未來的工作中良好運用。因為FPGA技術教學的應用性很強，所以在教學當中不能純粹地進行理論教學，而是應該帶領學生進行實踐操作，自由的運用FPGA技術進行編程，最終讓學生在實踐當中積累經(jīng)驗，獲得更好的未來職業(yè)發(fā)展。

1.2 FPGA技術教學內(nèi)容

FPGA技術教學內(nèi)容可以分成三個部分。首先是FPGA芯片結構，F(xiàn)PGA芯片結構是非常復雜的，一般由六部分組成。芯片的每一個組成部分都承擔著不同的功能，例如可編程輸入輸出單元承擔著芯片與外界電路交通，造成信號輸入和輸出的工作，他能夠高速的傳輸數(shù)據(jù)和信號，提升編程工作效率?？膳渲眠壿媺K是FPGA技術的基本邏輯單元，可以實現(xiàn)邏輯組合和時序邏輯。第二部分是硬件語言，學生通過硬件語言的學習可以描述電路的功能，并根據(jù)所需要的功能進行語言設計，目前比較常用的硬件語言是VHDL和Verilog VHDL。最后一部分是SOPC，即可編程片上系統(tǒng)。SOPC可以完成整個系統(tǒng)上的邏輯功能，也可以使用靈活的設計形式進行系統(tǒng)的編程。FPGA技術教學內(nèi)容的理論性非常強，也要求相關專業(yè)的學生具有很強的動手能力才能夠掌握這門課程的內(nèi)容。

1.3 FPGA技術教學順序

要想進行實用的FPGA技術教學，并且獲得很好的教學效果。首先應該讓學生了解到這項技術的發(fā)展歷程，明白每個階段的具體技術和手段，通過前人的思路了解更多相關的知識，并且養(yǎng)成很好的邏輯思維。其次還應該向學生介紹這項技術的發(fā)展趨勢，向學生描繪其寬闊的發(fā)展前景，吸引學生認真的對這門課程進行學習。隨后就可以進行些簡單的FPGA技術教學，并且結合一些小的實踐操作提升學生的信心，并對這一課程產(chǎn)生興趣。當為學生打好基礎之后，就可以開展較高難度的教學，例如芯片和硬件語言教學這些重要的知識內(nèi)容。經(jīng)過一段時間的學習之后，學生對FPGA技術已經(jīng)比較熟悉了，就可以結合這項技術的發(fā)展趨勢為學生介紹一些最先進的技術內(nèi)容，促使學生能夠接受到最先進的內(nèi)容，從而更好的在實踐當中應用。

2? FPGA教學現(xiàn)狀及問題

2.1 FPGA教學難度大，學生基礎薄弱

在FPGA技術教學中，因為這門課程的內(nèi)容比較困難，學生的基礎相對比較薄弱，所以很難達到理想的效果。而且很多授課教師經(jīng)常急于求成，在學生沒有對FPGA技術進行深入的了解的時候，就向學生傳授較高難度的內(nèi)容，學生的基礎還很薄弱，對于這些高層次的內(nèi)容并不能很好的吸收和理解，這樣不僅會打擊學生的學習信心，學生的學習也是一知半解，并不能達到很好的教學效果。

2.2 FPGA教學缺少實踐，學生對理論性內(nèi)容理解不夠

FPGA技術雖然理論性很強，但是同樣也需要大量的實踐和實操來積累經(jīng)驗。但是很多學校的教育經(jīng)費比較有限，難以為學生提供很好地實驗場地和實驗器材，這就導致學生的學習缺少時間，難以理解比較抽象的內(nèi)容。而且現(xiàn)在很多授課教師的思想意識還不先進，受到傳統(tǒng)教學思想的影響，教師只注重學生的考試成績，卻并不關心學生的技術掌握程度，這樣就會忽視對學生的操作能力培養(yǎng)，讓學生難以從實踐當中積累經(jīng)驗，達到很好的實踐效果。

2.3 FPGA教學手段落后，學生興趣不高

FPGA技術是目前系統(tǒng)編程當中比較先進的技術，內(nèi)容形式多樣。但是很多學校的教學手段落后，不能為學生提供最佳的教學設施，教學的手段也很落后，主要就是講授為主，難以為學生提供實踐機會，幾乎將理論和實踐完全分離。這樣學生難以體驗到FPGA技術帶來的便捷和先進，從而對這門課程失去興趣。

3? FPGA技術教學下的電子技術試驗系統(tǒng)教學有效策略

3.1 理論實踐完美結合，提升學生動手能力

FPGA技術教學的主要目的是為了學生在未來工作當中能夠充分地發(fā)揮該項技術的優(yōu)勢，設計出更好的電子技術試驗系統(tǒng)。為了讓學生更好的應用這項技術，授課教師必須要將這門課程的理論和實踐完美結合。在進行過理論知識講授之后，找到合適的時間帶領學生進行實際的編程操作，讓學生在實際的演練當中不斷的積累經(jīng)驗，提升學生的動手能力。

3.2 活用教材和教學系統(tǒng)，轉變課程教學手段

FPGA技術教學中教師不可以完全照搬教材進行課程講授，但是也不能完全的脫離教材胡編濫造。所以教師應該活用教材，在課前進行認真的備課，并且轉變傳統(tǒng)的教學手段，采用創(chuàng)新的教學方法吸引學生的學習興趣。教師可以在課堂上進行編程的操作，并且利用設計出的軟件進行相關知識的講解和演示，加深學生的印象。

3.3 進行考試改革，多方位檢測學生學習成果

在現(xiàn)代化的FPGA技術教學當中，試卷化的考試內(nèi)容并不能真正的判斷學生的學習成果。所以需要對這門課程進行考試改革，從多方面檢測學生的學習成果。首先可以將學生的平時表現(xiàn)納入到考核標準當中，根據(jù)學生的平時表現(xiàn)進行打分。

4? 結語

綜上所述，F(xiàn)PGA技術在電子技術試驗系統(tǒng)研究中的作用不可替代。而且電子相關專業(yè)學生也需要對這項技術有著較深的了解才能夠獲得更好的職業(yè)發(fā)展。目前高校的FPGA技術教學遇到了一些瓶頸，教學的效果并不理想。這主要是因為FPGA技術教學理論性過強和學生缺少實踐經(jīng)驗導致的。所以在今后FPGA技術課程教學當中，教師需要對課程進行全方位的創(chuàng)新設計，通過更多的實踐活動讓學生充分的了解這項技術，并且在講解當中避免過于理論性的講授，創(chuàng)新教學手段，活躍課堂氣氛，最終獲得更好的課程教學效果。

參考文獻

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