徐金龍

摘要：分析了《EDA技術(shù)》教材的現(xiàn)狀，總結(jié)了現(xiàn)有的《EDA技術(shù)》教材存在一些問題，針對這些問題，提出了一種教材改革方案，對教材的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進行了改革。在教材結(jié)構(gòu)上，提出了一種層次模型，分為初級篇、中級篇和高級篇，這種層次結(jié)構(gòu)可以引導(dǎo)學(xué)生快速入門，節(jié)省時間，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。在教材內(nèi)容上嚴謹、精簡、典型實用、新近，編程語言更全面，讓學(xué)生使用新近的工具和方法完成電子系統(tǒng)的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；教材改革；層次模型；典型實用

中圖分類號：G642.3 文獻識別碼：A 文章編號：1674-9324（2017）49-0121-02

一、《EDA技術(shù)》教材改革的必要性

全國各高等院校正在為如何培養(yǎng)優(yōu)秀的電子類人才進行深入細致的研究，專業(yè)課程教材建設(shè)是重點研究方向之一[1]。就目前電子類人才培養(yǎng)專業(yè)課程教材建設(shè)的現(xiàn)狀來看，這方面的教材也很多，很多高校的幾乎都有自己老師編寫的教材，但都存在一些問題，主要表現(xiàn)如下。

1.部分知識相對滯后，與現(xiàn)有的EDA技術(shù)有一定的差距，主要是開發(fā)軟件，這是一個普遍現(xiàn)象。因為現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展很快，特別是開發(fā)軟件，不同版本的開發(fā)軟件，使用有差異。開發(fā)軟件不一樣，設(shè)計的方法也會有所不同。

2.編程語言單一。EDA技術(shù)主要的編程語言有VHDL和Verilog，這兩種語言都被列為IEEE工業(yè)標準硬件描述語言，他們承擔(dān)了幾乎全部的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)，但很多教材都只寫了一種語言。相對來說，寫VHDL的教材要多一些，兩種語言都寫的教材很少。

3.對設(shè)計實例講解不是很仔細，沒有體現(xiàn)設(shè)計過程。很多書都是直接把設(shè)計程序和仿真波形給出來，而對設(shè)計實例的分析和方法講得太少，即使學(xué)生看懂了程序和仿真波形，換一個設(shè)計項目，就不會做了。

4.部分教材結(jié)構(gòu)安排不是很合理。不符合人認識事物的認知規(guī)律。學(xué)生學(xué)習(xí)起來不容易理解，學(xué)習(xí)難度增大，學(xué)習(xí)的效率自然會降低。

因此，《EDA技術(shù)》教材必須進行改革。

二、《EDA技術(shù)》教材改革的目標

《EDA技術(shù)》教材改革的目標是便于學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率和實踐能力。主要體現(xiàn)在教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上，教材內(nèi)容要求嚴謹精簡、典型實用；教材結(jié)構(gòu)上，要求符合人學(xué)習(xí)知識的接受過程，從簡單到復(fù)雜，符合邏輯。分為三個層次，初級、中級和高級，能夠引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，可使不懂學(xué)習(xí)方法的學(xué)生和不愛聽課的學(xué)生也能自主學(xué)習(xí)，節(jié)省時間和精力，讓學(xué)生變得輕松，從而對這門課程感興趣，達到快速入門的目的。也提供進階的學(xué)習(xí)內(nèi)容，適合于各層次的學(xué)生。這樣的教材結(jié)構(gòu)既能使學(xué)生完成學(xué)分，有能有更多的時間去參加實踐和提高，如參加全國大學(xué)生電子競賽、大學(xué)生創(chuàng)新項目、當(dāng)老師的科研助手、考研等。

三、《EDA技術(shù)》教材改革方案

現(xiàn)有的《EDA技術(shù)》教材版本很多[2-5]，基礎(chǔ)內(nèi)容差不多，盡管有一些層次結(jié)構(gòu)的輪廓，但不清晰，有不少內(nèi)容要重新調(diào)整才能形成明確的層次結(jié)構(gòu)。在層次結(jié)構(gòu)上的改革，希望能達到引導(dǎo)學(xué)生快速入門、提高教學(xué)質(zhì)量和效率、節(jié)省時間的目的，具體方案如下。

（一）初級篇

1.第一章：緒論。本章主要講述EDA技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)知識，簡單介紹EDA技術(shù)。只要求學(xué)生了解的內(nèi)容，簡單介紹即可，不能講深講多。要求學(xué)生掌握的內(nèi)容，要詳細講。主要包括EDA技術(shù)、EDA技術(shù)的主要構(gòu)成要素、設(shè)計流程、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)方法。

2.第二章：Quartus II入門。要求使用該軟件完成一個簡單設(shè)計，掌握設(shè)計流程。要求軟件版本是新近的，10.0以后的版本。

3.第三章：VHDL語言。（1）VHDL基礎(chǔ)語法，包括VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)，常用概念如數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)類型、庫、程序包、順序語句和并行語句等。常用的語句，如賦值語句、IF語句、CASE語句、PROCESS語句、元件例化語句等，講深講透，包括語句的功能和使用方法，要求完全掌握這些常用的語句。注意語句的差別，如IF語句和CASE語句的區(qū)別，IF語句和PROCESS語句功能剖析、順序語句和并行語句內(nèi)涵，信號和變量的區(qū)別等。（2）簡單組合邏輯電路和時序邏輯電路的設(shè)計。如編碼器、譯碼器、多路選擇器、加法器、鎖存器、D觸發(fā)器、計數(shù)器和移位寄存器等。

4.第四章：Verilog HDL語言。講授方法與VHDL語言一樣，先講語法基礎(chǔ)，然后講簡單邏輯電路的設(shè)計。

（二）中級篇

1.第五章：宏功能模塊及IP核應(yīng)用。要求掌握LPM模塊的使用。

2.第六章：狀態(tài)機的設(shè)計。要求能用狀態(tài)機完成簡單電路的設(shè)計。

3.第七章：VHDL設(shè)計進階。要求掌握常見應(yīng)用的設(shè)計方法，如設(shè)計分頻器、復(fù)雜計數(shù)器、數(shù)碼管動態(tài)顯示、雙向端口設(shè)計、串并轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換等。

（三）高級篇

1.第八章：綜述。可以比較詳細地講述EDA技術(shù)的概念、歷史和發(fā)展趨勢、技術(shù)前沿、器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、JTAG測試規(guī)范、ASIC設(shè)計流程、自頂向下的設(shè)計方法、SOPC設(shè)計介紹等內(nèi)容。

2.第九章：VHDL系統(tǒng)設(shè)計。講述在大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計中的思路和方法、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)仿真、第三方EDA軟件的使用等。

3.第十章：EDA技術(shù)實踐。講述常見設(shè)計的高級技巧和應(yīng)用，如流水線操作、IP核應(yīng)用、嵌入式資源的應(yīng)用、與單片機的接口等，可以面向電子競賽，多舉實例。

四、結(jié)束語

本文對《EDA技術(shù)》教材的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進行了改革。在結(jié)構(gòu)上，提出三層式結(jié)構(gòu)層次模型，更符合學(xué)生學(xué)習(xí)知識的接受過程，這種層次結(jié)構(gòu)可以引導(dǎo)學(xué)生快速入門，節(jié)省時間，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。在內(nèi)容上，教材內(nèi)容更新和實用，讓學(xué)生接受一些新近的開發(fā)工具，使學(xué)生可以完成一些簡單的電子系統(tǒng)的設(shè)計。編程語言更全面，把兩種VHDL和Verilog語言都介紹，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況，選擇自己喜歡的語言學(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。通過本教材的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握EDA技術(shù)在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用，能使用新近的工具和方法完成電子系統(tǒng)的設(shè)計。培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用、系統(tǒng)分析與設(shè)計、自主學(xué)習(xí)等多方面能力與素質(zhì)，提高學(xué)生工程實踐能力。

參考文獻：

[1]譚會生.基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)探討[J].中國電力教育，2012，（17）：36-37.

[2]潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)使用教程（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[3]吳延海，等.EDA技術(shù)及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.

[4]鄒彥，等.EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[5]唐俊英.EDA技術(shù)應(yīng)用實例教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.endprint