论文部分内容阅读
摘要：目前《EDA技术实验》课程的教学内容存在很多问题，主要体现在：该课程内容与其他课程结合少、实现项目没有突显专业特色、实验手段单一、实验内容与生产实际结合不紧密以及实验创新性不强等问题，本文提出采用与多门课程相结合，增加专业特色实验项目，引入Nios、Multisim和SignalTap II工具，引入生产实践内容以及增加创新性项目，以培养“理论基础实、专业技术精、实践能力强、综合素质高”的应用型人才。
关键词：EDA；SignalTap II；生产实例；创新实验
TN02-4
《电子设计自动化（EDA）技术》是电子科学与技术、电子信息工程、信息对抗技术、自动化、光信息科学与技术、信息显示与光电技术、生物医学工程、微电子学、集成电路设计与集成系统等电类专业基础主干课程。该课程开设的目的是使学生掌握采用硬件描述语言、借助EDA工具进行电子电路设计的方法。该课的实践性极强，实验环节在整个教学中占的比重很大，对培养学生动手能力和电路设计知识的综合运用能力能起到较强的作用，学生普遍反映该课的开设对就业有较大帮助，被誉为“饭碗”课程。
一、与多门课程相结合
目前《EDA技术实验》课程的实验项目往往只是专门针对于《EDA技术》课程，很少与其他课程联系在一起的项目。EDA技术的应用领域是非常广泛的，在电子、通信、医疗、军事、机械以及生物等领域都有应用。如果实验项目中没有与这些领域相关课程联系在一起的项目，会导致学生学了这门技术却不知道如何应用。因此，将《EDA技术实验》课程与多门课程相结合，有利于学生将EDA技术应用于各个领域。可以与以下课程相结合：
1.与《单片机技术》课程结合，如利用FPGA和单片机实现DDS信号发生器；
2.与《通信原理》课程结合，如2FSK（二进制频移键控）的FPGA实现、帧同步的实现等通信有关的简单算法实验；
3.与《数字信号处理》课程结合，如利用FPGA实现FFT（快速傅里叶变换）；
4.与《嵌入式系统》课程结合，设计FPGA与ARM芯片协同工作的项目，以达到速度、面积等各方面的性能需求。
二、针对不同的专业，增加与专业相关的特色实验项目
《EDA技术实验》课程是强电类专业（如自动化专业、电气工程专业）和弱电类专业（如电子信息工程、通信工程专业）学生必修的一门实验课，但是目前该课程不同专业的实验项目却完全一样，没有针对不同的专业而开设一些特色的实验项目。有的学校这门课的实验项目没有一个是针对强电类的实验项目，导致强电类的学生认为这门课对他们不重要，无法将这门技术应用于自己的专业，不利于应用型人才的培养。因此，可以增加与专业相关的特色实验项目，比如对于通信工程专业，可以增加利用VHDL实现QPSK（四相相移键控）、伪随机序列以及直接序列通信系统的设计，对于电子信息工程专业，可以增加信号发生器、电子元件测量仪以及多路数据采集系统等的设计，对于电气工程及其自动化专业，可以增加利用FPGA控制步进电机等内容。
三、引入Nios、Multisim设计内容，利用SignalTap II逻辑分析仪
目前《EDA技术实验》课程的实验项目大多都是利用Quartus II软件的基本功能实现，手段太单一，学生只掌握了Quartus II软件的基本操作。事实上，Quartus II软件的功能十分强大，可以与Nios、Multisim结合，完成目前最热门的技术—SOPC嵌入式系统的设计，还可以在没有逻辑分析仪的情况下，利用SignalTap II完成电路逻辑分析。而手段单一的实验项目，导致学生无法掌握Quartus II软件的这些非常有用的功能。因此，可以增加基于SOPC的Nios实验，并利用Multisim对电路进行仿真，利用SignalTap II对硬件进行逻辑分析，以达到设计要求。基于Nios的嵌入式系统设计近年来是EDA技术的热门方向之一，有必要让学生了解基于Nios的FPGA系统设计，Multisim有着强大的电路仿真功能，是电路设计不可或缺的利器，而SignalTap II是在没有逻辑分析仪的实验环境下最好的硬件逻辑分析工具。
四、 引入生产实际应用实例
《EDA技术实验》课程实验教学内容没有或较少向生产应用延伸，当学生走出校门，面对社会实践，无从下手，缺乏把所学知识应用于社会实践的能力，不能很快地为生产实际服务。因此，可以增加生产实际应用项目和相关研究新进展，培养 “专业技术精、实践能力强”的应用型人才。如引入基于FPGA的出租车计费器、交通灯控制系统、洗衣机控制器、波形发生器、频率测量仪等等的设计项目。
五、增加开设综合创新性实验
由于目前部分EDA技术实验指导书的内容过于详尽，学生只要按照指导书步骤就能得到实验结果，使的实验演变成输入程序连接导线的“机械性实验”，难于调动学生对实验的积极性，不利于活跃学生思维，使的学生缺乏独立分析问题、解决问题的能力，难于提高实践动手能力。因此这样的实验很难发挥学生学习的主动性和能动性，阻碍了学生创新思维的发挥和实践能力的提高。因此，可以增加开设综合创新性实验，如数字电子钟、电子万年历、智能密码锁、数字化语音存储与回放系统、以及数字幅频均衡功率放大器等等。根据EDA技术主要面向工程实际的特点和电子设计的自主创新性，在实验过程中注重学生自主设计能力和创新能力的培养，以及与工程实际相结合的动手能力的培养。
六、结语
通过对EDA技术实验课程的教学改革与实践，改善目前EDA技术实验课程中存在的一些问题，从而提高EDA技术实验课程的教学效果，提高学生的实践动手能力，促进学生所学知识与生产实际紧密结合，使学生成为名符其实的应用型人才。
参考文献：
[1]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].3版.北京：科学出版社，2006.
[2]张波.“EDA技术”课程的创新性实验教学[J].实验室科学，2013，16（4）：71-73.
[3]譚菊.项目驱动模式下EDA技术课程改革探索[J].教育教学论坛，2014（9）：186.
[4]吕晓兰， 左敬龙. 应用型本科院校EDA课程实验教学改革探索 [J].中国电力教育，2013，34：147-149.
[5]金宁治，李文娟，高晗璎，周美兰. 电气专业“EDA技术”课程实验教学的改革[J].电气电子学报，2015，37（4）：86-88.
作者简介：
凌云（1986.07），女，湖南衡阳人，硕士，讲师，研究方向：电子设计自动化与测试。
关键词：EDA；SignalTap II；生产实例；创新实验
TN02-4
《电子设计自动化（EDA）技术》是电子科学与技术、电子信息工程、信息对抗技术、自动化、光信息科学与技术、信息显示与光电技术、生物医学工程、微电子学、集成电路设计与集成系统等电类专业基础主干课程。该课程开设的目的是使学生掌握采用硬件描述语言、借助EDA工具进行电子电路设计的方法。该课的实践性极强，实验环节在整个教学中占的比重很大，对培养学生动手能力和电路设计知识的综合运用能力能起到较强的作用，学生普遍反映该课的开设对就业有较大帮助，被誉为“饭碗”课程。
一、与多门课程相结合
目前《EDA技术实验》课程的实验项目往往只是专门针对于《EDA技术》课程，很少与其他课程联系在一起的项目。EDA技术的应用领域是非常广泛的，在电子、通信、医疗、军事、机械以及生物等领域都有应用。如果实验项目中没有与这些领域相关课程联系在一起的项目，会导致学生学了这门技术却不知道如何应用。因此，将《EDA技术实验》课程与多门课程相结合，有利于学生将EDA技术应用于各个领域。可以与以下课程相结合：
1.与《单片机技术》课程结合，如利用FPGA和单片机实现DDS信号发生器；
2.与《通信原理》课程结合，如2FSK（二进制频移键控）的FPGA实现、帧同步的实现等通信有关的简单算法实验；
3.与《数字信号处理》课程结合，如利用FPGA实现FFT（快速傅里叶变换）；
4.与《嵌入式系统》课程结合，设计FPGA与ARM芯片协同工作的项目，以达到速度、面积等各方面的性能需求。
二、针对不同的专业，增加与专业相关的特色实验项目
《EDA技术实验》课程是强电类专业（如自动化专业、电气工程专业）和弱电类专业（如电子信息工程、通信工程专业）学生必修的一门实验课，但是目前该课程不同专业的实验项目却完全一样，没有针对不同的专业而开设一些特色的实验项目。有的学校这门课的实验项目没有一个是针对强电类的实验项目，导致强电类的学生认为这门课对他们不重要，无法将这门技术应用于自己的专业，不利于应用型人才的培养。因此，可以增加与专业相关的特色实验项目，比如对于通信工程专业，可以增加利用VHDL实现QPSK（四相相移键控）、伪随机序列以及直接序列通信系统的设计，对于电子信息工程专业，可以增加信号发生器、电子元件测量仪以及多路数据采集系统等的设计，对于电气工程及其自动化专业，可以增加利用FPGA控制步进电机等内容。
三、引入Nios、Multisim设计内容，利用SignalTap II逻辑分析仪
目前《EDA技术实验》课程的实验项目大多都是利用Quartus II软件的基本功能实现，手段太单一，学生只掌握了Quartus II软件的基本操作。事实上，Quartus II软件的功能十分强大，可以与Nios、Multisim结合，完成目前最热门的技术—SOPC嵌入式系统的设计，还可以在没有逻辑分析仪的情况下，利用SignalTap II完成电路逻辑分析。而手段单一的实验项目，导致学生无法掌握Quartus II软件的这些非常有用的功能。因此，可以增加基于SOPC的Nios实验，并利用Multisim对电路进行仿真，利用SignalTap II对硬件进行逻辑分析，以达到设计要求。基于Nios的嵌入式系统设计近年来是EDA技术的热门方向之一，有必要让学生了解基于Nios的FPGA系统设计，Multisim有着强大的电路仿真功能，是电路设计不可或缺的利器，而SignalTap II是在没有逻辑分析仪的实验环境下最好的硬件逻辑分析工具。
四、 引入生产实际应用实例
《EDA技术实验》课程实验教学内容没有或较少向生产应用延伸，当学生走出校门，面对社会实践，无从下手，缺乏把所学知识应用于社会实践的能力，不能很快地为生产实际服务。因此，可以增加生产实际应用项目和相关研究新进展，培养 “专业技术精、实践能力强”的应用型人才。如引入基于FPGA的出租车计费器、交通灯控制系统、洗衣机控制器、波形发生器、频率测量仪等等的设计项目。
五、增加开设综合创新性实验
由于目前部分EDA技术实验指导书的内容过于详尽，学生只要按照指导书步骤就能得到实验结果，使的实验演变成输入程序连接导线的“机械性实验”，难于调动学生对实验的积极性，不利于活跃学生思维，使的学生缺乏独立分析问题、解决问题的能力，难于提高实践动手能力。因此这样的实验很难发挥学生学习的主动性和能动性，阻碍了学生创新思维的发挥和实践能力的提高。因此，可以增加开设综合创新性实验，如数字电子钟、电子万年历、智能密码锁、数字化语音存储与回放系统、以及数字幅频均衡功率放大器等等。根据EDA技术主要面向工程实际的特点和电子设计的自主创新性，在实验过程中注重学生自主设计能力和创新能力的培养，以及与工程实际相结合的动手能力的培养。
六、结语
通过对EDA技术实验课程的教学改革与实践，改善目前EDA技术实验课程中存在的一些问题，从而提高EDA技术实验课程的教学效果，提高学生的实践动手能力，促进学生所学知识与生产实际紧密结合，使学生成为名符其实的应用型人才。
参考文献：
[1]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].3版.北京：科学出版社，2006.
[2]张波.“EDA技术”课程的创新性实验教学[J].实验室科学，2013，16（4）：71-73.
[3]譚菊.项目驱动模式下EDA技术课程改革探索[J].教育教学论坛，2014（9）：186.
[4]吕晓兰， 左敬龙. 应用型本科院校EDA课程实验教学改革探索 [J].中国电力教育，2013，34：147-149.
[5]金宁治，李文娟，高晗璎，周美兰. 电气专业“EDA技术”课程实验教学的改革[J].电气电子学报，2015，37（4）：86-88.
作者简介：
凌云（1986.07），女，湖南衡阳人，硕士，讲师，研究方向：电子设计自动化与测试。