EDA技術方法的研究

王麗霞 姜鈞 付曉輝 付軍榮 任小軍 魏寧萍

(北京信息科技大學信控中心,北京 100101)

EDA技術方法的研究

王麗霞 姜鈞 付曉輝 付軍榮 任小軍 魏寧萍

(北京信息科技大學信控中心,北京 100101)

隨著EDA(電子設計自動化)技術的迅猛發展,社會對EDA設計人才的需求。各大高校都在開設相關的課程,針對我校自動化、智能科學與技術和電氣及其自動化三個專業的EDA技術課程的教學安排、教學內容、教學模式和考核方式提出了一些改進。通過這些改進提高學生的學習興趣和動手實踐能力。

EDA技術 教學困境 改進措施

電子技術和計算機技術的迅猛發展推動了現代電子設計技術的不斷發展。EDA(Electrontic Design Automation)技術成為了現代電子設計的重要方式。用人單位對EDA設計人才有了大量的需求。為適應學校培養高素質應用型、創新性人才的辦學宗旨和社會的需求，我校也開設了“EDA技術”課程，課程的性質是專業選修課。

1 “EDA技術”課程的現狀

傳統的課程是以理論教學為主，實踐教學為輔，以老師教為主，學生學為輔的模式。但是“EDA技術”課程的實踐性非常的強，這個課程更注重動手和創新能力的培養。如果以傳統的方式進行EDA技術課程的教學，培養出的學生會存動手能力差、遇到實際問題就不知所措的問題。針對教學中存在的問題和現狀，在我校自動化、智能科學與技術和電氣及其自動化專業近些年的EDA教學中，針對“EDA技術”課程的特點做出了一些探索。

2 教學安排與教學內容的改革

“數字電子技術”課程是自動化、智能科學與技術和電氣及其自動化專業的一門專業基礎課，主要是學習利用半導體器件設計電路板級的數字系統。EDA技術是利用軟件在大規模可編程邏輯器件(CPLD或FPGA)上實現數字系統。兩門課程有著千絲萬縷的練習，如果數字電路基礎沒有打好或是兩門課程開設的間隔較長，那么在EDA技術的學習過程中也會遇到較多的困難。

例如我校在10級電氣及其自動化專業對“EDA技術”課程的設置在大四上半學期而“數字電子技術”課程是在大學二年級上半學期就已經學習了，這樣在講課中涉及到數字電路的知識學生有很多已經遺忘，給講課帶來了很多困難。

為此，對于12級以后的學生，在教學安排上確定的方案是在“數字電子技術”開課后的第一學期學習“EDA技術”。這樣學生在具有較強的數電知識的條件下進行EDA技術的學習，學習效果有了明顯的提升。

EDA技術作為一門利用全新的方式進行電子系統設計的課程，其設計方法與利用中小規模器件進行電路設計的方法有很大的不同。考慮到學生學習的過渡。為此，我校在課程內容的設置中也進行了調整，在“數字電子技術”課程的學習中加入了利用EDA技術的原理圖的設計方法設計數字電路的內容，讓學生提前接觸EDA設計方式，設計思維逐漸轉變，降低EDA技術課程的學習難度。

3 教學模式的改革

作為專業選修課，EDA技術的學時非常有限，以我校電氣工程及其自動化專業為例，該專業10級的理論學時只有24學時。而在傳統的EDA技術教學中，采用的方式是以講解VHDL語言為主要內容，按部就班的介紹EDA的設計方法。因此只有突出重點才能有效的控制學時，因此以實驗實踐為主，以引導性教學為主。

在教學中以電子線路設計為基點，從實例介紹中引出VHDL語句的語法內容。在內容的設置中把數字系統設計中常用的電路分成不同的層次，由簡單到復雜。每一個層次又分模塊電路介紹，在講解時首先給一個簡單的例子，從這個例子中引出相關的VHDL語句的語法講解，再提出相對復雜的例子要求學生用學過的語句進行設計。以數據選擇器為例，在介紹時給出了一個2選1的數據選擇器的實例，并且用不同的VHDL語句去實現，通過這個例子講解了不同的語句和語法，再讓學生動手設計一個4選1的數據選擇器，并且要求用不同的VHDL語句實現，通過這樣的教學方式提高了學生的學習興趣。隨著案例的增多，學生逐步掌握了EDA的設計流程。

這門課程是實踐性比較強的課程，考慮學生如果能一邊學習理論課一邊動手實踐的話，學習效果會更好。因此，我們采用了在實驗室授課的方式。當然這種方式要求小班授課，學生人數不能太多，因此在選課的時候采取了限制選課人數，先選先得的方式。

以數據選擇器的講解為例，教師首先講解一個2選1數據選擇器的不同實現。緊接著由學生在自己的電腦上按照教師的講解和要求設計并輸入一個4選1的數據選擇器，接下來由教師分析信號并繪制波形圖進行仿真，隨后學生也進行同樣的工作。在此過程中，學生遇到的問題教師可以及時指導解決，教師也可以及時發現學生的學習情況，快速做出應變。通過這樣一個過程，學生在課堂上學習理論的同時就掌握了利用QUARTUSⅡ軟件進行設計輸入和波形仿真的方法，增強了學生學習的積極性，教學效果明顯增強。

4 考核方式的改革

以往在課程結束后，對于學生成績的評定方式通常采用書面考試的形式，最終的考試成績包括平時成績、實驗成績和考試成績相結合。平時成績包括考勤及作業，占20%;實驗成績占20%;考試成績占60%。這樣評定方式不利于學生的發揮，造成了平時動手和實踐能力還比較好的學生最后成績不理想。為此采取了平時成績+實驗成績+大作業成績相結合的方式。其中大作業成績的評定采用項目報告+答辯成績相結合的方式，在項目評定時由學生當場演示自己的設計成果并講解自己的設計。老師提出相關問題要求學生回答，根據學生回答和講解情況給出答辯成績。這樣的考核方式即提高了學生的動手實踐、答辯能力和撰寫項目報告的能力。提高了學生的綜合素質。

5 結語

“EDA技術”教學對實踐性要求較高，因此對教學安排、教學內容及教學模式進行了改革和創新。通過一系列的改革有效調動了學生學習的積極性，大大增強了學生的綜合能力。EDA教學探索中還存在很多問題需要解決，還需要我們相關的任課教師進行不斷的研究和探討。

[1] 潘松,黃繼業.EDA技術實用程(第三版)[M].北京:科學出版社,2006.

[2] 張利,等.EDA 技術課程教學模式改革探索[J].中國電力教育,2011,(14):80-81.

[3] 郭超,等.“EDA技術”教學的改革探索[J].中國電力教育,2012,(33):45-46.