徐 雷，孫長智

（亳州師范高等?？茖W校理化系，安徽亳州 236800）

EDA應用技術項目化教學體系的構建

徐 雷，孫長智

（亳州師范高等專科學校理化系，安徽亳州 236800）

針對EDA應用技術教學現(xiàn)狀，把項目化教學體系的內容分解為基礎型項目、提高型項目和綜合型項目等三個層次，學生在課堂學習中得到工程項目體驗，提高了分析問題、解決問題的能力，從而完善了自己的知識體系，掌握了處理工程項目的方法和技巧。

EDA；項目化；教學體系

電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）應用技術是電子信息類專業(yè)的專業(yè)必修課，該課程是在學生學習了C語言程序設計和數(shù)字電子技術基礎課程之后，開設的后續(xù)專業(yè)課程。在內容上，EDA應用技術重點介紹了EDA技術、原理圖輸入法、硬件描述語言的語法結構、FPGA開發(fā)應用及相關知識，是一門綜合性強、內容先進、實踐性強的電子類專業(yè)課程［1-3］。該課程的目的是使學生在掌握基本的EDA開發(fā)流程和硬件描述語言的基礎上，能夠根據(jù)實際利用EDA軟件平臺對數(shù)字電路系統(tǒng)進行分析和設計。

EDA應用技術在教學的分類上大多分為理論教學和實驗教學兩環(huán)節(jié)。在理論教學環(huán)節(jié)，教師往往是按照教材理論知識架構的特點，先介紹EDA技術和原理圖輸入法，接著講解EDA軟件開發(fā)平臺和整個設計流程，再講解硬件描述語言的語法結構以及簡單的程序設計例題，最后講解CPLD和FPGA的硬件結構。這些繁多復雜的理論內容使學生產(chǎn)生厭學心理，并對該課程失去信心，從而影響教學的效果。實驗教學環(huán)節(jié)，教師把所有的學生安排在實驗室做實驗，實驗操作的內容往往是書本內容的一種重復，和實際應用聯(lián)系不大，無法激起學生的學習興趣，最終還是沒有達到教學目的。造成理論課程教學和實驗教學嚴重脫節(jié)的主要原因：一，在于人才培養(yǎng)方案制定不合理?，F(xiàn)有人才培養(yǎng)方案限制了EDA課程教學的理論課時數(shù)和實驗課時數(shù)，并且要求任課教師按照授課計劃在規(guī)定的時間內講授完眾多復雜繁瑣的理論知識，以及具體的實驗內容。二、電子類專業(yè)學生數(shù)量遠遠三倍于實驗器材量，無法做到邊理論邊實踐的教學，造成實驗理論課程重復理論課程中講到的知識點，根本沒有把理論和實際工程應用相結合，忽略了對學生工程應用能力的培養(yǎng)。

因此，為了使學生在沒有走出校門之前就能學到實際工程中需要的知識和技能，增強其就業(yè)實力，我們提出EDA課程的項目化教學模式，以彌補傳統(tǒng)教學方式的不足，使EDA課程的教學更符合教學規(guī)律，更有利于學生綜合能力的培養(yǎng)［4］。EDA應用技術整個項目化教學體系分為基礎型項目、提高型項目、綜合型項目三個層次，該教學體系層次由易到難、由淺入深，著眼于應用，將理論教學和實踐教學融為一體。

1 基礎型項目

基礎型項目教學主要是讓學生掌握Quartus II等EDA軟件工具的使用、面向FPGA項目開發(fā)的整個流程、試驗箱的使用方法以及層次化設計方法，熟悉Verilog硬件描述語言的語法內容的基本語法知識和程序設計的基本思想。具體開設的基礎型項目如表1所示。

表1 基礎型項目一覽表

Quartus II軟件是EDA項目化應用中的主流軟件之一，整個教學都是在此軟件平臺上進行的，因此把此軟件的使用作為基礎型項目的第一項目，通過此項目的教學，希望達到消除學生對英文軟件的抵觸情緒，項目2和項目3是對Quartus II軟件的鞏固練習，同時也是EDA開發(fā)流程中一個重要的輸入方法。其余的基礎型項目都是數(shù)字電子技術課中的組合邏輯電路，學生在具有了數(shù)字電子技術知識的基礎上，學習起來比較簡單，同時在完成此類項目后，學生會具有成就感，增強其學習信心。在基礎型項目的實施過程中，部分學生可能會不明白Quartus II軟件中的每一步操作中英文提示的意思，在教學中可以把每一步的英文提示介紹多遍，在下面的其他項目中，同樣會反復的提示每一步英文的意思，經(jīng)過反復提示，學生遇到這些常用的英文提示就會自己明白其意思了。同時為了使學生克服對英語的恐懼心理，建議每個人在其電腦上安裝有道詞典，遇到不懂的單詞就查。在講解原理圖輸入法和文本輸入法時，要對比講解，讓學生在對比的過程中找到共同點和不同點。原理圖輸入法的重點是如何從原理圖庫中找到元器件，而文本輸入法的教學要結合學生已有的數(shù)字電子技術基礎知識講解，遇到學生對基礎知識不懂的地方，還要及時補充相關知識點。

2 提高型項目

通過基礎型項目的訓練，學生不論是在軟件的使用還是在基礎知識的掌握方面都有了一定的提高，在此基礎上，為了激發(fā)學生的求知欲，要對學生提出新的要求，提高型項目是在基礎型項目的基礎上，引導學生完成若干個相對復雜電路模塊的設計，其目的重在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力［5］。具體開設的提高型項目如表2所示。

表2 提高型項目一覽表

基礎型項目讓學生在掌握了軟件的使用以及兩種輸入法的同時，能對數(shù)字電子技術基礎中組合邏輯電路進行設計，而提高型項目則是對數(shù)字電子技術基礎組合邏輯和數(shù)字邏輯電路的實現(xiàn)。在實施過程中，觸發(fā)器的實現(xiàn)要講解的詳細，如果這個基礎知識學生不能理解，后續(xù)的項目將無法進行。教學中所有的項目都是緊密相關的，只有在前期項目完成的基礎上，后續(xù)項目才可能完成，所以在教學過程中，要保證多數(shù)同學能完成具體的項目要求，對極個別的能順利完成提高型項目的同學，可以采取綜合性強的項目來提高其項目設計能力。

3 綜合型項目

基礎型項目和提高型項目把已有的數(shù)字電子技術中的一些電路進行了實現(xiàn)，并在試驗箱中進行了驗證，而這些和實際的工作需求還是有很大區(qū)別的。為了使教學更貼近實際工程需求，需設計一些綜合型項目。綜合型項目在教學時要按照實際工程項目的工作要求，引導學生進行項目要求分析，進行系統(tǒng)方案的設計和算法描述，接著提示學生編寫RTL代碼，并進行功能仿真。邏輯綜合后要求學生進行后仿真，直到配置文件下載到的實驗板，完成項目的要求。相對于基礎型和提高型項目來說，綜合型項目對學生的要求較高，其目的在于提高學生的創(chuàng)新思維和動手能力，讓其掌握處理工程項目的方法和技巧。

具體開設的綜合型項目如表3所示。

表3 綜合型項目一覽表

4 總 結

針對EDA課程的教學實際，按照由易到難、由簡單到復雜的設計思路，構建了項目化教學體系，此類課程體系可以做到教、學、做相結合，真正實現(xiàn)理論和實踐融為一體。項目化教學體系要想能夠順利實施，需在同一場所（如實驗室）開展教學環(huán)節(jié)和實驗環(huán)節(jié)，教學場所要具備EDA軟件平臺和對應的實驗板。

［1］潘松，王芳，張筱云.EDA技術及其應用［M］.北京：科學出版社，2011.

［2］龍海燕，董曉紅，王姝.項目導入法在EDA教學中的探索［J］.成都航空職業(yè)技術學院學報，2011，27（2）：29-31，44.

［3］粱洪衛(wèi)，高丙坤，王秀芳，等.EDA技術與應用課程實驗與實踐教學研究［J］.實驗室科學，2010，13（3）：40-41.

［4］韋英華.EDA仿真實訓在相關電類教學中的應用［J］.科技視界，2012（15）：138-139.

［5］高金定，鄔書躍，孫彥彬，等.EDA技術創(chuàng)新型實驗室教學體系的構建與實踐［J］.實驗技術與管理，2011，28（2）：158-160.

The Construction of Project Teaching System of EDA Application Technology

XU Lei，SUN Chang-zhi
（Department of chemical and physical，Bozhou Teachers College，Bozhou 236800 China）

According to current situation of EDA teaching，the EDA teaching system is divided into three levels，such as foundation project，enhanced projectand comprehensive project.In thisproject，students learn experience，and improve the ability of analyzing and solving problems，and thus perfect the system of knowledge andmaster the processingmethods and techniques of the project.

EDA，project，teaching system

G712

A

1007-4260（2014）03-0138-02

時間：2014-9-15 16：07 網(wǎng)絡出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2014.03.034.html

2013-09-22

《單片機應用技術》項目化教學研究項目（BSJY201408）和安徽省優(yōu)秀青年人才基金項目（2012SQRL274）資助。

徐雷，男，安徽亳州人，碩士，亳州師范高等專科學校教師，主要從事單片機和EDA應用技術的教學和研究。