EDA教學改革思考

摘要：在數(shù)字電子技術課程中引入EDA技術是EDA課程改革的方向。本文對電子設計自動化（EDA）技術進行了介紹，說明了其發(fā)展歷程和技術特點，以及將其納入教學內(nèi)容的必要性。同時，介紹了本校EDA教學的嘗試，提出了教學以及課程內(nèi)容設置的改革方案。

關鍵詞：EDA技術 數(shù)字電子技術 教學內(nèi)容

EDA英文全稱為“Electronic Design Automation”，意即“電子設計自動化”的縮寫。它是以計算機技術為基礎，綜合了電路、數(shù)據(jù)庫、圖形學、計算數(shù)學等眾多學科理論而形成的技術。利用它可以完成集成電路的設計、布線等工作。也可以通過原理圖輸入、邏輯綜合、布局布線、模擬仿真、邏輯映射、程序下載，將一個集成電路濃縮到一塊小小的FPGA/CPLD芯片上。

1 EDA教學的重要性

EDA是以計算機為工作平臺，以EDA軟件工具為開發(fā)平臺，以硬件描述語言HDL為設計語言，以大規(guī)模可編程器件FPGA/CPLD為載體，以ASIC/SOC芯片為目標器件，以電子系統(tǒng)設計為應用方向的電子產(chǎn)品自動化設計新技術。隨著集成電路的發(fā)展，傳統(tǒng)的電路設計方法已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)代電路設計的要求。而EDA技術在面對當今電子產(chǎn)品生命周期縮短、集成度高、需要及時融入新技術表現(xiàn)出了很好的適應性。因此，EDA技術已經(jīng)成為當今電子設計的新手段，代表了電子設計的新潮流。 據(jù)了解，在很多西方國家，EDA技術已經(jīng)融入教學并且占有重要地位。不管從科技發(fā)展還是從培養(yǎng)人才的角度，還是為了我國電子行業(yè)能與國際上形成更有力的競爭，我們都應該引進和學習新的EDA技術，培養(yǎng)更多這方面專業(yè)素質的人才適應競爭的需要。因此，我們應該在高校開設EDA課程，而且應該在教學內(nèi)容、教學方法和手段上狠下一番功夫，深入電子類專業(yè)課程體系，做出一番深入的探索。

2 本校EDA教學的實施

從2007年開始，我校在電子類兩個專業(yè)開設了《EDA技術》這門專業(yè)課，開始了EDA教學嘗試。由于我們是職業(yè)院校，給學生定下的培養(yǎng)目標是：具有看懂或組建EDA電子系統(tǒng)的初步能力；具有利用EDA及其VHDL語言設計電子系統(tǒng)的初步能力。

在教學內(nèi)容的安排上，我們將其劃分為六個單元。第一單元我們講述EDA技術基本概況、CPLD/FPGA的結構及原理；第二單元介紹EDA的設計工具軟件Quartus II以及原理圖設計方法；第三單元講述VHDL語言以及簡單邏輯電路的設計；第四單元講述組合邏輯電路系統(tǒng)設計；第五單元講述時序邏輯電路系統(tǒng)設計；第六單元為有限狀態(tài)機設計。在整個課程過程中，我們把重點放在了“如何去設計一個邏輯電路，怎樣去設計，以及如何將設計好的電路通過CPLD/FPGA器件來實現(xiàn)”上，希望通過學生了解一種器件，掌握一門語言，熟悉一種設計工具。

本課程屬于實踐性很強的課程，為了實踐環(huán)節(jié)的順利實施。在學校及分院領導的重視下，我們配置了EDA實訓室。該實訓室共50臺學生機以及1臺教師機，并配備投影儀及實物展臺。同時我們將課程開設在實訓室，通過教師一邊講解，學生一邊練習的理實一體的授課模式，讓學生增強動手能力。

經(jīng)過幾年的教學實踐，我們培養(yǎng)了一些不錯的EDA人才。與此同時，考慮到EDA課程的重要性，我們將其開設到微電子專業(yè)，同時將編程語言更改為更接近于高級設計語言的Verilog HDL，并將實驗設備主要器件從早期的CPLD更新為FPGA，滿足EDA技術發(fā)展的需求。

3 EDA教學改革

EDA技術作為一門獨立的課程教學在高校中已經(jīng)存在了好多年。在所有的電子類專業(yè)中，我們都需要開設數(shù)字電子技術這門專業(yè)基礎課，它的理論性以及工程實踐性很強。在職業(yè)院校里，它的任務是為培養(yǎng)應用型高技能人才提供必要的基礎理論和實驗技能。在數(shù)字電子技術課程實施過程中，我們通常會安排若干個實驗項目，有時會利用仿真軟件multisim做模擬，有時會直接利用實驗箱。在利用實驗箱進行實驗的過程中，存在接觸點不穩(wěn)定、損耗大、實驗功能單一等等諸多的缺點。而且由于元器件不斷重復使用，加上連線的可靠性變差，容易產(chǎn)生接觸不良等諸多問題。我們可以嘗試將EDA技術與數(shù)字電子技術融合而成一門專業(yè)課，在講授數(shù)字電路的同時，通過EDA技術，讓學生掌握設計以及實現(xiàn)的方法。將EDA引入數(shù)字電路是現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢。通過計算機輔助軟件來進行數(shù)字系統(tǒng)設計和模擬仿真，這種實現(xiàn)方法易于修改、易于實現(xiàn)并且安全，同時排除了學生對設備安全的擔憂。利用EDA工具，學生可以在學習的過程中充分發(fā)揮創(chuàng)造力，做不同的嘗試，大大激發(fā)學生的興趣，培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

4 結束語

EDA教學在高校中具有至關重要的地位，圍繞EDA教學的改革始終爭論著，我們只有遵循教學規(guī)律，不斷改革創(chuàng)新，為培養(yǎng)出高素質的應用技術型人才而努力。

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作者簡介：王波，無錫職業(yè)技術學院物聯(lián)網(wǎng)學院教師，主要研究方向：嵌入式、IP通信、電子技術。