基于EDA技術推進數字邏輯課程改革和精品課程建設

　　摘要：介紹以EDA技術平臺為基礎，數字邏輯課程的教改方案和精品課程建設的探索與實踐，探討以培養能力為主導的教學改革思路。
　　關鍵詞：EDA技術；數字邏輯；能力培養
　　
　　隨著高科技的不斷發展，電子自動化設計平臺的功能也越來越強大，以前傳統的設計理念也需要跟隨時代的發展而進行相應轉換。
　　計算機硬件系列專業核心課程包括數字邏輯、計算機組成原理與匯編語言程序設計、微型計算機原理與接口技術、計算機系統結構、數字系統設計、嵌入式體系結構等課程。而數字邏輯又是這些課程的基礎和先導課程。在電子自動化迅速發展和成熟的今天，大規模數字系統設計中采用“軟件編程”方法來設計硬件電路的思想已深入人心，因此作為基礎核心課程，數字邏輯課程的改革勢必影響并帶動后續課程的更新和改革。
　　目前，在數字系統的工程設計中，已廣泛采用硬件描述語言(HDL)、電子設計自動化平臺(EDA)和可編程邏輯器件(PLD)等現代數字系統設計技術，而基于特定功能集成電路器件的傳統設計技術正在成為歷史。因此，以數字電路分析、設計和應用為主要教學內容的數字邏輯課程，必須改革陳舊的以中、小規模集成電路為核心的教學內容、教學方法和實驗手段，引入基于硬件描述語言的自主芯片設計方法和以自主芯片為核心的數字電路設計技術，強化基于EDA平臺的實驗環節，才能適應現代數字系統設計技術發展的要求，并為后續課程的學習打下堅實的基礎[1]。
　　1課程改革
　　傳統的數字邏輯課程是以中、小規模集成電路為主導來設計各種邏輯電路，由于硬件條件限制以及電路設計的繁瑣，很多學生沒有感知認識，學習沒有興趣，上課聽講也只是似懂非懂，并沒有真正掌握。
　　針對這一現狀，我們在教學內容上“以舊換新”，去除傳統的門電路設計方法，引進以電子自動化設計EDA為理念的現代設計方法，簡化比較繁瑣的邏輯代數化簡、公示證明、多輸出函數的化簡等，將基于門級、芯片級的邏輯電路設計轉換為基于硬件描述語言的邏輯設計方法。原先需要許多課時講述和推導邏輯電路的分析與設計過程，學生感覺很枯燥，不容易懂，現在采用Verilog HDL硬件描述語言，因為學生對C語言很熟悉，只需花很少的時間就能掌握。教師可以把大量的時間放在設計思想上，引導學生掌握設計方法和技巧，如此改革不但使學生的考試成績大幅提高，也使學生對數字邏輯這門課程有了很大興趣。
　　有了EDA平臺的支持，我們將硬件描述語言貫穿于整個數字邏輯的教學內容里，為了讓學生能夠很快掌握，在講解的過程中引導學生體會Verilog HDL硬件描述語言的精妙之處。例如，在講解Verilog HDL三種建模方式時，為了便于理解，以圖1為例從同一個邏輯電路引出不同的建模方法以及各自的特點和應用。
　　圖1電路實現的功能是，當sel=0時，out=a；當sel=1時，out=b；
　　通過對這個電路的分析，依次引入Verilog HDL三種建模方式：
　　1) 根據電路結構建模。
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