EDA技術及應用課程教學模式改革

王宏斌等

摘 要： 文章通過對EDA技術及應用課程的理論教學、實驗教學、實踐教學等方面的研究，根據近幾年的教學經驗，針對目前高校EDA技術教學中存在的各種缺點，并結合實際教學，提出教學練一體化模式的教學改革。

關鍵詞： EDA 應用課程 教學模式改革

引言

EDA（electronic design automation，電子設計自動化）技術就是依靠功能強大的電子計算機，在EDA工具軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL（Hardware Description Language）為系統邏輯描述手段完成的設計文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、仿真，直至下載到可編程邏輯器件CPLD/FPGA或專用集成電路ASIC（Application Specific Integrated Circuit）芯片中，實現既定的電子電路設計功能。EDA技術使得電子電路設計者的工作僅限于利用硬件描述語言和EDA軟件平臺實現系統硬件功能，極大地提高設計效率，減少設計周期，節省設計成本。

在高校電子類專業的實踐教學中，幾乎所有理工科（特別是電子信息類）高校的電子實驗都使用EDA軟件，主要是讓學生使用軟件進行電子電路課程的模擬仿真實驗，既能使設計出的電子系統具有高可靠性，又經濟、快速、容易實現、修改便利，還能大大提高學生的實踐動手能力、創新能力和計算機應用能力，為今后工作打下基礎。

1.教學內容

《EDA技術及應用》是通信工程、電子信息工程等有關電子類專業的一門非常重要的專業基礎課程，對后續專業課程的綜合設計和工程設計實踐發揮重要作用。如今，EDA技術已經成為電子設計的重要工具，無論是設計芯片還是設計系統，如果沒有EDA工具的支持都將難以完成。EDA工具已經成為現代電路設計師的重要武器，正在起著越來越重要的作用。如果學生能很好地掌握這門技術進行電路的設計，對畢業以后就業會有很大幫助。

2.傳統教學存在的弊端

傳統教學模式是理論教學和實驗教學獨立開課，學生先學習理論知識，然后到實驗室做實驗。這種教學模式對于EDA課程教學有一定的弊端，由于第一次接觸EDA語言和軟件，大部分學生反映在上理論課的過程中存在許多難以理解的內容，在做實驗的過程中難以將理論知識運用到實踐中，為此，在上實驗課時，為了讓學生更好地明確實驗目的，理解實驗內容，實驗教師還要花較多時間講解實驗內容，這樣就導致實驗時間不夠充分，學生無法完成《EDA技術與應用》課程實驗內容，更談不上讓學生動腦思考問題、解決問題，實驗效果達不到預期目的，長期使用這種教學模式會導致學生依賴性增強，不利于培養學生的實踐動手能力和創新能力。

3.改進教學模式

在授課模式上，針對EDA課程具有很強應用性的特點，應更注重培養學生的實際操作能力。結合現代教育中“練為主，學為次、教為輔”的教學理念，將授課地點安排在實驗室，教學練一體化教學。課堂中圍繞教學任務先講解30至40分鐘，講解本節課的主要內容，舉例對具體設計內容進行分析，編程演示。講解之后安排相關的實驗內容讓學生編程。在學生編程遇到問題時，老師及時解決。通過這樣一個過程，學生可以基本掌握VHDL語言的結構和語句的使用，以及這樣的語句可以綜合成什么功能，并且通過自己編寫程序，消除對實際編程做設計的畏懼心理，同時調動學習這門課的積極性，激發進行深度探索學習的欲望。從硬件條件看，EDA實驗室具有40套康芯公司的PK2EDA實驗箱，可供容量為40人的班級每人一臺機器進行編程練習。該實驗箱采用ALTER公司的芯片，外圍配備數碼管，蜂鳴器、AD、DA、鍵盤、液晶顯示、串口等電路單元，能在滿足學生課內實驗要求的同時滿足部分學生進行科技制作、創新實驗的需求。

4.實踐教學的重要性

EDA技術是一門編程實現的課程，在理論課程結束后，安排為期一周的EDA實習環節，以項目的形式讓學生完成，這樣可以極大地激發學生的熱情和競爭意識，從而讓學生從硬件原理設計、編程實現及硬件調試整各方面熟悉EDA的整個設計流程。讓學生三人一組，每個項目不僅要求學生在硬件上實現功能，而且要求寫設計報告、現場演示及PPT匯報。通過學生作品功能完整性、合理性、文檔的條理性及匯報情況決定學生的得分。

5.結語

目前EDA技術的應用越來越廣泛，EDA技術更新很快，新的可編程邏輯器件不斷涌現，要求高校EDA技術的教學能夠為社會培養具有一定實踐和創新能力的EDA人才。EDA技術課程在高校電子類專業教育中發揮著不容忽視的作用，通過“練為主”的教學嘗試，實驗室教學、實戰教學等措施，極大地培養學生的學習興趣，訓練學生的動手實踐能力，培養學生主動獲取知識、靈活運用知識的能力。

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