關于EDA教學改革的研究與探索

楊藝敏 劉 濤

（桂林電子科技大學信息科技學院，廣西 桂林 541004）

關于EDA教學改革的研究與探索

楊藝敏 劉 濤

（桂林電子科技大學信息科技學院，廣西 桂林 541004）

文章分析了EDA技術及應用在電子信息類專業教學中的重要性，結合電子信息類專業特色，對EDA課程的授課形式、教學內容改革和考核方式組成進行了探討。實踐證明，此項課程改革激發了學生的學習興趣和提高了學生的動手實踐能力。

EDA；實踐教學；教學改革

EDA(Electronic Design Automation- 電子設計自動化)是以Verilog、VHDL等為硬件描述語言 ，以CPLD、FPGA 等可編程邏輯芯片為載體，將電子系統的軟件仿真與硬件設計電路相結合的一門電子設計技術,是現代電子設計技術的主流。

EDA課程一門技術性和實踐性很強的專業基礎課，偏重數字電路與系統的工程設計。對于相應的EDA設計方法和設計工具要及時進行更新，同時教師也要不斷進行理論知識充實和相關技術的學習，從而使課堂教學內容更加豐富和生動。EDA課程的目的是為了讓學生能更好的掌握理論知識和培養學生的動手能力，這就需要教師把理論和實踐相結合在一起，同時在教學過程中必須突出“學習為主，教學為輔”的思想，使學生能夠在實踐中加深理論知識，同時能在理論指導下對實踐進行驗證。本文從以下幾個方面對EDA教學改革展開研究和探索。

1 機房授課，加深理論與實踐的結合

EDA課程是一門實踐性很強的課程，讓學生及時掌握課程內容并把理論直接指導踐就具有一定的難度。如果能將教學地點設置在機房，那么就可以解決這個問題。信息科技學院有四個機房，其中一個還是與Altera公司共同組建的聯合實驗室，教師共同開發了一套 FPGA的開發板，軟件使用Quatrus。在機房上課，為學生訓練提供了十分必要的場所，保證每個學生都能單獨用電腦學習，獨立完成自己的實驗。教師在上課過程中可以做到邊講邊演示，讓學生能有充足的時間練習每一個設計，同時教師也可以在講解的過程中及時發現學生存在的問題。

例如，在設計 Verilog-HDL程序的時候，Verilog-HDL文件的命名、工程的命名以及下載器件芯片類型和型號的選擇等這些細微但又重要的問題，學生通常覺得比較簡單。但是當他們自己設計程序和調試的時候，很多學生還是會忽視這些問題，而導致程序設計失敗。在這過程當中，如果教師能及時指導，那么學生便能對這些細節牢記不忘。

2 聯系教學內容，將設計實例引入教學中

在EDA傳統教學中，教師更多注重Verilog-HDL語言要素的講解，學生很難一下就理解這些語言要素內容。教師應針對硬件描述表達形式多樣，語言語法豐富的特點，結合大量的應用實例來對編程要點進行說明，從而使學生能更容易理解和掌握。例如，在always塊語句當中，對于敏感信號表達式的講解，就可以結合十進制計數器這個設計來加深了解。首先，根據采用不同的敏感信號設計出不同的十進制計數器；然后在Quartus軟件平臺上對不同的設計進行編譯，仿真，并對仿真進行分析；最終下載到硬件平臺上進行硬件功能驗證，實現任務要求。

EDA教學內容應根據專業特點和學生情況，建立多層次的實驗教學內容：包含基礎實驗和綜合性實驗[2]?；A性實驗包括組合邏輯電路實驗(如全加器-數據選擇器)、時序邏輯電路實驗(如各類觸發器、鎖存器)和脈沖電路實驗。綜合性實驗包括電壓表、頻率計、波形發生器等實驗。在基礎實驗當中，學生通過EDA仿真軟件進行仿真分析和設計，掌握了電路的設計方法，又對實驗的原理加深了理解。在綜合性實驗當中，可以進一步提高學生的實際電路調試能力。首先，學生要分析出各個子模塊的原理；然后，在Quartus軟件平臺上把各個子模塊整合在一起構成一個系統，再對系統進行整體調試；最后，編譯、仿真、下載到硬件平臺上，從而實現任務要求。

3 引入EDA實訓教學及改進考核方式

為了更好的學習EDA課程，引入了EDA實訓教學。在EDA實訓教學中推出大量的EDA應用題目，這些題目的難度能滿足不同層次的學生。學生可以自己的能力和興趣選擇不同類型題目，然后查閱相關資料，編寫程序，完成設計任務。在這個實訓教學過程當中，主要是培養學生系統的設計思想和規范的研究方法[3]。

對于考核方式，用試卷來進行考核是比較合適理論教學的，但是對于EDA教學來說，并不合適。EDA這門課程是以實踐為主的，如果讓學生在學習完這門課程之后，掌握的僅僅是幾個關鍵詞和Verilog-HDL的語法規則，那并不能滿足對學生的要求。所以，對學生興趣的培養，讓他們用直觀性的動手實踐比抽象性的試卷更為合適。因此EDA的考核方式由以下幾部分組成：

（1）平時成績考核(40%)：平時成績由課后作業、出勤率、和課堂測驗組成。

（2）上機綜合設計(60%)：授課教師以課堂所講例題和課后布置作業題為基礎，增加一些簡單的功能，做成題簽，讓學生在規定的50分鐘內以硬件描述語言的方法實現，并進行波形仿真和下載驗證，只要正確即滿分。

根據以上的考核方式，學生在上課的時候就明確了解考核方式的組成，在上課過程當中就會多動手實踐，從而掌握了一些設計技巧，自然而然就會對這門課程產生興趣。

4 結束語

EDA技術的迅速發展，是信息社會發展必不可缺的動力之一，我們要及時掌握EDA的最新技術，并對EDA的課程進行調整改進，從而調動學生學習積極性和主動性，為我國培養出更多的人才。

[1] 江國強.EDA 技術與應用(第二版)[M].北京:電子工業出版社,2010.

[2] 楊敏.改進實驗 加強 EDA教學[J].實驗室研究與探索,2008,27(2):110-112.

[3] 任志平,黨瑞榮.EDA 教學改革與創新實踐研究[J].中國電力教育,2011,(26):104-105.

Study and exploration on the teaching reform of EDA

The importance of EDA technology and its application in the teaching of electronic information major were analyzed, combined with electronic information specialty, EDA course modes of teaching, reform of teaching content and composition of assessment method were discussed. Practice proved that this curriculum reform had stimulated students' interest in learning and improved student hands-on skills

EDA; practice teaching; teaching reform

G423.07

A

1008-1151(2012)06-0184-02

2012-04-30

楊藝敏（1983－），女，桂林電子科技大學信息科技學院教師，研究生，研究方向為信號與信息處理；劉濤（1983－），男，桂林電子科技大學信息科技學院教師，工程碩士研究生，研究方向為通信工程。