王宏斌等

摘 要： 文章通過(guò)對(duì)EDA技術(shù)及應(yīng)用課程的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等方面的研究，根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)目前高校EDA技術(shù)教學(xué)中存在的各種缺點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際教學(xué)，提出教學(xué)練一體化模式的教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞： EDA 應(yīng)用課程 教學(xué)模式改革

引言

EDA（electronic design automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)就是依靠功能強(qiáng)大的電子計(jì)算機(jī)，在EDA工具軟件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語(yǔ)言HDL（Hardware Description Language）為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、仿真，直至下載到可編程邏輯器件CPLD/FPGA或?qū)Ｓ眉呻娐稟SIC（Application Specific Integrated Circuit）芯片中，實(shí)現(xiàn)既定的電子電路設(shè)計(jì)功能。EDA技術(shù)使得電子電路設(shè)計(jì)者的工作僅限于利用硬件描述語(yǔ)言和EDA軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件功能，極大地提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)周期，節(jié)省設(shè)計(jì)成本。

在高校電子類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中，幾乎所有理工科（特別是電子信息類）高校的電子實(shí)驗(yàn)都使用EDA軟件，主要是讓學(xué)生使用軟件進(jìn)行電子電路課程的模擬仿真實(shí)驗(yàn)，既能使設(shè)計(jì)出的電子系統(tǒng)具有高可靠性，又經(jīng)濟(jì)、快速、容易實(shí)現(xiàn)、修改便利，還能大大提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，為今后工作打下基礎(chǔ)。

1.教學(xué)內(nèi)容

《EDA技術(shù)及應(yīng)用》是通信工程、電子信息工程等有關(guān)電子類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的綜合設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐發(fā)揮重要作用。如今，EDA技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的重要工具，無(wú)論是設(shè)計(jì)芯片還是設(shè)計(jì)系統(tǒng)，如果沒(méi)有EDA工具的支持都將難以完成。EDA工具已經(jīng)成為現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)師的重要武器，正在起著越來(lái)越重要的作用。如果學(xué)生能很好地掌握這門技術(shù)進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，對(duì)畢業(yè)以后就業(yè)會(huì)有很大幫助。

2.傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端

傳統(tǒng)教學(xué)模式是理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立開(kāi)課，學(xué)生先學(xué)習(xí)理論知識(shí)，然后到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式對(duì)于EDA課程教學(xué)有一定的弊端，由于第一次接觸EDA語(yǔ)言和軟件，大部分學(xué)生反映在上理論課的過(guò)程中存在許多難以理解的內(nèi)容，在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中難以將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，為此，在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，為了讓學(xué)生更好地明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)教師還要花較多時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這樣就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)間不夠充分，學(xué)生無(wú)法完成《EDA技術(shù)與應(yīng)用》課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更談不上讓學(xué)生動(dòng)腦思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)效果達(dá)不到預(yù)期目的，長(zhǎng)期使用這種教學(xué)模式會(huì)導(dǎo)致學(xué)生依賴性增強(qiáng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

3.改進(jìn)教學(xué)模式

在授課模式上，針對(duì)EDA課程具有很強(qiáng)應(yīng)用性的特點(diǎn)，應(yīng)更注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。結(jié)合現(xiàn)代教育中“練為主，學(xué)為次、教為輔”的教學(xué)理念，將授課地點(diǎn)安排在實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)練一體化教學(xué)。課堂中圍繞教學(xué)任務(wù)先講解30至40分鐘，講解本節(jié)課的主要內(nèi)容，舉例對(duì)具體設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行分析，編程演示。講解之后安排相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容讓學(xué)生編程。在學(xué)生編程遇到問(wèn)題時(shí)，老師及時(shí)解決。通過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程，學(xué)生可以基本掌握VHDL語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句的使用，以及這樣的語(yǔ)句可以綜合成什么功能，并且通過(guò)自己編寫程序，消除對(duì)實(shí)際編程做設(shè)計(jì)的畏懼心理，同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)這門課的積極性，激發(fā)進(jìn)行深度探索學(xué)習(xí)的欲望。從硬件條件看，EDA實(shí)驗(yàn)室具有40套康芯公司的PK2EDA實(shí)驗(yàn)箱，可供容量為40人的班級(jí)每人一臺(tái)機(jī)器進(jìn)行編程練習(xí)。該實(shí)驗(yàn)箱采用ALTER公司的芯片，外圍配備數(shù)碼管，蜂鳴器、AD、DA、鍵盤、液晶顯示、串口等電路單元，能在滿足學(xué)生課內(nèi)實(shí)驗(yàn)要求的同時(shí)滿足部分學(xué)生進(jìn)行科技制作、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的需求。

4.實(shí)踐教學(xué)的重要性

EDA技術(shù)是一門編程實(shí)現(xiàn)的課程，在理論課程結(jié)束后，安排為期一周的EDA實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，以項(xiàng)目的形式讓學(xué)生完成，這樣可以極大地激發(fā)學(xué)生的熱情和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，從而讓學(xué)生從硬件原理設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)及硬件調(diào)試整各方面熟悉EDA的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。讓學(xué)生三人一組，每個(gè)項(xiàng)目不僅要求學(xué)生在硬件上實(shí)現(xiàn)功能，而且要求寫設(shè)計(jì)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)演示及PPT匯報(bào)。通過(guò)學(xué)生作品功能完整性、合理性、文檔的條理性及匯報(bào)情況決定學(xué)生的得分。

5.結(jié)語(yǔ)

目前EDA技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，EDA技術(shù)更新很快，新的可編程邏輯器件不斷涌現(xiàn)，要求高校EDA技術(shù)的教學(xué)能夠?yàn)樯鐣?huì)培養(yǎng)具有一定實(shí)踐和創(chuàng)新能力的EDA人才。EDA技術(shù)課程在高校電子類專業(yè)教育中發(fā)揮著不容忽視的作用，通過(guò)“練為主”的教學(xué)嘗試，實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、實(shí)戰(zhàn)教學(xué)等措施，極大地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。

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