關于FPGA技術教學下的電子技術試驗系統研究

李彩琴

摘? 要：FPGA技術全稱為Field-Programmable Gate Array，即現場可編程門陣列。FPGA技術目前被廣泛的應用在系統編程當中，而且其發展前景非常廣闊。目前FPGA技術教學在電子類專業教學中有些非常重要的地位，該門課程的教學成果對學生的未來職業發展也有著些舉足輕重的影響。另外FPGA技術教學是一門應用性比較強的學科，所以需要學生進行多次電子技術試驗研究才能夠真正掌握。該文探討了FPGA技術教學的相關內容，并總結了目前的教學現狀和有效教學策略以供參考。

關鍵詞：FPGA技術教學? 電子技術試驗系統? 有效策略

中圖分類號：G652 ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2019）04（c）-0212-02

FPGA技術是目前電子技術專業學生必須要掌握的一門技術，其在電子技術試驗系統的研究中有著不可替代的作用。而且FPGA技術也能夠在各個領域發揮其作用，經過多年的發展，我國的FPGA技術已經有了飛速的進展，技術手段幾乎達到了成熟的階段。但是在現階段的FPGA技術課堂教學當中，還存在很多問題制約著課程的效果提升。鑒于此種情況，相關人員需要探討有效解決策略，促進課程效果的提升。

1? FPGA技術教學的相關內容

1.1 FPGA技術教學的基本概述

FPGA技術在我國出現的時間已經達到了二十幾年，在這二十幾年的發展過程中，FPGA技術逐漸發展成熟，被電子科學技術界重視起來。現在這種技術已經成為電子系統設計的主流技術，而且FPGA技術的使用方法更加便捷，相關人員在任何地方都可以進行編程，能夠有效的減少系統的生成時間節約系統開發的成本。因為FPGA技術的重要性，相關專業的學生也需要充分的掌握這項技術的使用方法，從而在未來的工作中良好運用。因為FPGA技術教學的應用性很強，所以在教學當中不能純粹地進行理論教學，而是應該帶領學生進行實踐操作，自由的運用FPGA技術進行編程，最終讓學生在實踐當中積累經驗，獲得更好的未來職業發展。

1.2 FPGA技術教學內容

FPGA技術教學內容可以分成三個部分。首先是FPGA芯片結構，FPGA芯片結構是非常復雜的，一般由六部分組成。芯片的每一個組成部分都承擔著不同的功能，例如可編程輸入輸出單元承擔著芯片與外界電路交通，造成信號輸入和輸出的工作，他能夠高速的傳輸數據和信號，提升編程工作效率。可配置邏輯塊是FPGA技術的基本邏輯單元，可以實現邏輯組合和時序邏輯。第二部分是硬件語言，學生通過硬件語言的學習可以描述電路的功能，并根據所需要的功能進行語言設計，目前比較常用的硬件語言是VHDL和Verilog VHDL。最后一部分是SOPC，即可編程片上系統。SOPC可以完成整個系統上的邏輯功能，也可以使用靈活的設計形式進行系統的編程。FPGA技術教學內容的理論性非常強，也要求相關專業的學生具有很強的動手能力才能夠掌握這門課程的內容。

1.3 FPGA技術教學順序

要想進行實用的FPGA技術教學，并且獲得很好的教學效果。首先應該讓學生了解到這項技術的發展歷程，明白每個階段的具體技術和手段，通過前人的思路了解更多相關的知識，并且養成很好的邏輯思維。其次還應該向學生介紹這項技術的發展趨勢，向學生描繪其寬闊的發展前景，吸引學生認真的對這門課程進行學習。隨后就可以進行些簡單的FPGA技術教學，并且結合一些小的實踐操作提升學生的信心，并對這一課程產生興趣。當為學生打好基礎之后，就可以開展較高難度的教學，例如芯片和硬件語言教學這些重要的知識內容。經過一段時間的學習之后，學生對FPGA技術已經比較熟悉了，就可以結合這項技術的發展趨勢為學生介紹一些最先進的技術內容，促使學生能夠接受到最先進的內容，從而更好的在實踐當中應用。

2? FPGA教學現狀及問題

2.1 FPGA教學難度大，學生基礎薄弱

在FPGA技術教學中，因為這門課程的內容比較困難，學生的基礎相對比較薄弱，所以很難達到理想的效果。而且很多授課教師經常急于求成，在學生沒有對FPGA技術進行深入的了解的時候，就向學生傳授較高難度的內容，學生的基礎還很薄弱，對于這些高層次的內容并不能很好的吸收和理解，這樣不僅會打擊學生的學習信心，學生的學習也是一知半解，并不能達到很好的教學效果。

2.2 FPGA教學缺少實踐，學生對理論性內容理解不夠

FPGA技術雖然理論性很強，但是同樣也需要大量的實踐和實操來積累經驗。但是很多學校的教育經費比較有限，難以為學生提供很好地實驗場地和實驗器材，這就導致學生的學習缺少時間，難以理解比較抽象的內容。而且現在很多授課教師的思想意識還不先進，受到傳統教學思想的影響，教師只注重學生的考試成績，卻并不關心學生的技術掌握程度，這樣就會忽視對學生的操作能力培養，讓學生難以從實踐當中積累經驗，達到很好的實踐效果。

2.3 FPGA教學手段落后，學生興趣不高

FPGA技術是目前系統編程當中比較先進的技術，內容形式多樣。但是很多學校的教學手段落后，不能為學生提供最佳的教學設施，教學的手段也很落后，主要就是講授為主，難以為學生提供實踐機會，幾乎將理論和實踐完全分離。這樣學生難以體驗到FPGA技術帶來的便捷和先進，從而對這門課程失去興趣。

3? FPGA技術教學下的電子技術試驗系統教學有效策略

3.1 理論實踐完美結合，提升學生動手能力

FPGA技術教學的主要目的是為了學生在未來工作當中能夠充分地發揮該項技術的優勢，設計出更好的電子技術試驗系統。為了讓學生更好的應用這項技術，授課教師必須要將這門課程的理論和實踐完美結合。在進行過理論知識講授之后，找到合適的時間帶領學生進行實際的編程操作，讓學生在實際的演練當中不斷的積累經驗，提升學生的動手能力。

3.2 活用教材和教學系統，轉變課程教學手段

FPGA技術教學中教師不可以完全照搬教材進行課程講授，但是也不能完全的脫離教材胡編濫造。所以教師應該活用教材，在課前進行認真的備課，并且轉變傳統的教學手段，采用創新的教學方法吸引學生的學習興趣。教師可以在課堂上進行編程的操作，并且利用設計出的軟件進行相關知識的講解和演示，加深學生的印象。

3.3 進行考試改革，多方位檢測學生學習成果

在現代化的FPGA技術教學當中，試卷化的考試內容并不能真正的判斷學生的學習成果。所以需要對這門課程進行考試改革，從多方面檢測學生的學習成果。首先可以將學生的平時表現納入到考核標準當中，根據學生的平時表現進行打分。

4? 結語

綜上所述，FPGA技術在電子技術試驗系統研究中的作用不可替代。而且電子相關專業學生也需要對這項技術有著較深的了解才能夠獲得更好的職業發展。目前高校的FPGA技術教學遇到了一些瓶頸，教學的效果并不理想。這主要是因為FPGA技術教學理論性過強和學生缺少實踐經驗導致的。所以在今后FPGA技術課程教學當中，教師需要對課程進行全方位的創新設計，通過更多的實踐活動讓學生充分的了解這項技術，并且在講解當中避免過于理論性的講授，創新教學手段，活躍課堂氣氛，最終獲得更好的課程教學效果。

參考文獻

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