EDA技术与开启EDA教学

第１１卷第２期（２００６）　寸音南秆子拒　Ｖｏ１．ＩＩＮｏ．２（２００６）　ＥＤＡ技术与开启ＥＤＡ教学　丁永军　兰才会　张晶晶　（兰州城市学院，甘肃兰州７３００７０）　摘要：随着电子计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计已深入到电子电路系统设计领域，形成了极具潜能　的ＥＤＡ技术。本文从ＥＤＡ技术的概要入手，结合在ＥＤＡ教学尝试中的体会，提出一些在我校积极稳妥开启ＥＤＡ　教学的建议。　关键词：ＥＤＡ；教学；建议　中图分类号：Ｈｔ７２．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９０２０｛２００６）Ｏ２—０７１—００２　一、ＥＤＡ技术概述　等；电路板级设计工具常见的有ＰｍｔｅＬ９９ＳＥ、Ｐｏｗｅｒ　ＰＣＢ　根据电子系统设计中ＣＡＤ技术介人的程度，电子系统　等；可编程器件开发工具常见的有ｉｓｐＬＥＶＥＲ．ＭａｘＰｌｕｓ　ＩＩ、　的设计可分为传统的人工设计方法和ＥＤＡ设计方法。ＥＤＡ　Ｑｕａｒｔｕｓ　ＩＩ、Ｆｕｎｄａｔｉｏｎ、Ｍａｔｌａｂ／ＤＳＰ　Ｂｕｉｌｄｅｒ等。　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）即电子设计自动化，它是以　通常典型的基于ＶＨＤＬ语言的ＥＤＡ设计流程为在系统　计算机软、硬件为工作平台，汇集电路与系统、图形学、　级功能分析、划分、建模的基础上利用ＥＤＡ工具软件集成　计算数学、优化理论及人工智能等多种学科的最新科技成　的ＨＤＬ编辑器进行硬件描述，生成ｖｈｄ文件。再使用特定　果而形成的技术。利用ＥＤＡ平台，可以轻松实现复杂电子　的ＨＤＬ编译器对上述ｖｈｄ文件进行编译并将结果调入逻辑　系统的原理图输入、模拟验证、逻辑综合、芯片布图、ＰＣＢ　综合软件进行综合，生成门电路级的网表（Ｎｅｔｌｉｓｔ）。接着　布线。在原理图设计、芯片设计、电路板设计等不同设计　把网表文件调入ＰＬＤ厂家提供的软件中进行布线，即把设　阶段帮助电气工程设计人员自动完成电子系统的设计。从　计好的逻辑安放到ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ内，生成用于烧写（缟程　而大大减轻了电子设计的工作量和难度。同时，基于可编　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）的编程文件。之后利用在布线中获得的精确　程逻辑器件的设计能够大大减少系统芯片的数量，缩小系　参数，用仿真软件进行时序仿真，验证设计要求。最后则　统体积，提高系统的可靠性。　可以对ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ器件进行烧写（缟程），完成系统设　表１　传统设计方法和ＥＤＡ设计方法的比较　计。　传统设计方法　ＥＤＡ设计方法　二、ＥＤＡ教学实践　目前，国内外许多高校在电子类、信息类学生的培养　自底向上　自顶向下　中都引入了ＥＤＡ内容，特别是在数字电路和逻辑设计等课　手工设计　自动设计　程中，利用ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ为教学实验带来了极大的方便。　硬软件分离　打破硬软件屏障　然而我校当前电子类课程的教学内容和实践环节还相对薄　原理图方式设计　原理图、ＶＨＤＬ语言等多种设计方式　弱，现代化教学设备以及适合教学的ＥＤＡ工具软件也较缺　系统功能固定　系统功能易变　乏，教学内容还不能适应电子系统设计技术的发展，所以　不易仿真　易仿真　我们认为如何积极稳妥地启动ＥＤＡ教学，推动电子技术课　难测试修改　易测试修改　程教学的改革是我校面临的一个迫在眉睫的问题。为此我　们在我系三年级学生中选拔了５名成绩突出，计算机应用　模块难移置共享　设计工作标准化，模块可移置共享　能力较强，对电子电路设计感兴趣并具有较强自学能力的　设计周期长　设计周期短　同学，在现有设备和能力的基础上，在数字电路、计算机　当前ＥＤＡ工具和技术已大量应用于电子产品开发中，　组成原理等课程的教学中作了ＥＤＡ教学的初步探索。在教　势必对高校的电子技术教学产生巨大的影响，随之涌现了　学过程中，我们本着理论讲授为辅，上机练习实践为主的　ＥＤＡ工具支持下的教学活动。ＥＤＡＩ具包括电路仿真工具、　原则；遵循“可编程器件原理＋ＥＤＡ设计工具软件＋数字　电路板级设计工具、可编程器件开发工具。其中，电路仿　系统设计方法”的思路，系统介绍了ＥＤＡ技术。首先选择　真工具主要用于模拟电路和数字电路的仿真，常见的有　具有代表性的Ｌａｔｔｉｃｅ公司的ｉｓｐＬＳＩ系列产品，讲述了　ＳＰＩＣＥ／ＰＳＰＩＣＥ　ＯｒＣａｄ１　ＸＳｐｉｃｅ　Ｔｉｎａ１　ＥＷＢ１　ＭｕｌｔｉＳＩＭ　ＣＰＬＤ￣＇ＰＧＡ器件的结构、原理、工艺以及相关技术，然后　收稿日期：２００５—１１—１４　作者简介：丁永军（１９７８一），男，陕西绥德人，兰州城市学院计算机科学教育系助教师。　７１　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１１卷第２期（２００６）　丁永军　兰才会　张晶晶：ＥＤＡ技术与开启ＥＤＡ教学　Ｖｏ１．１ｌＮｏ．２（２００６）　从源文件的基本结构人手讲述了ＶＨＤＬ语言的语法规则，　并且结合上机实践使学生逐步掌握一种ＥＤＡ工具（即　Ｑｕａｒｔｕｓ　ＩＩ软件），最后通过两组实例（即正弦信号发生器、　基于ＤＤＳ的数字移相信号发生器）的设计使学生对电子系　统的设计流程、方法有了比较全面的了解。使他们能对系　统进行功能仿真、时序仿真，能进行适配和逻辑优化。　在本次实践中老师主要负责引导和答疑，充分调动同　学的积极性，让学生自己动手实践，互相讨论，使他们既　掌握了这门技术，又培养了创新精神，独立解决问题的能　力以及团结合作的精神。达到了预期的教学目的，收到了　良好的教学效果。　三、关于我校开展ＥＤＡ教学的建议　鉴于ＥＤＡ技术已广泛应用于现代电子系统设计工程　中，在其他高校电子类、信息类专业教学中也被广泛开展，　这不仅促进了ＥＤＡ技术的可持续发展也开拓了学生的视　野，培养了他们的创新意识。所以在我校逐步开展ＥＤＡ教　学是内涵发展及加强教学质量的必由之路。　１、建立完善的ＥＤＡ课程体系　在课程体系的建设上应以满足社会实际需要为基础，　树立以学生为本、为学生服务的思想，创建有利于学生素　质教育和创新能力培养的多样化的教学模式。明确培养目　标，确保教学活动的顺利进行。要考虑学科知识的联系性、　完整性和实用性，将先进技术和方法贯穿于教学的整个过　程。从而构成一个开放的、动态的“ＥＤＡ课程体系”。　我们建议在物理系、工学系应进一步加强电子线路　ａ　方面的教学比重，以电子线路图及ＰＣＢ版图设计工具　Ｐｒｏｔｅｌ为重点。使学生熟练掌握在计算机上完成电子线路的　输入与设计、ＰＣＢ版图的自动化设计；在ＥＤＡ仿真技术方　面，考虑到物理学科的特点则更要突出具有模拟／数字及混　合型电路设计与仿真的电子工作平台ＥＷＢ的教学。在计算　机科学教育系则应开启硬件描述语言、ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ、嵌入　式系统和可编程片上系统的教学；在ＥＤＡ仿真技术方面，　考虑到计算机学科的特点应突出具有强大数值计算和分析　功能的ＭＡＴＬＡＢ／Ｉ３ＳＰ　Ｂｕｉｌｄｅｒ的教学。　２、进一步完善电子技术实验室　７２　ＥＤＡ技术是一门实践性很强的课程，学生应从实践中　发现问题。解决问题，在教师的指导下，提高解决实际问　题的能力。所以应进一步完善电子技术实验室，加强ＥＤＡ　实验室的软硬件建设。一个基本的ＥＤＡ实验室教学环境应　包括有一定规模的微机网络，必要的ＥＤＡ软件以及相应的　ＰＬＤ下载实验设备和输出设备。若在财政紧张的情况下可　以采取分期采购的办法，甚至可以鼓励教师自行设计开发　可编程逻辑实验板。在实验内容的安排上应减少验证性实　验。增加综合性的设计实验，还可以分层次的安排部分教　师科研中的课题。在明细实验室制度的前提下逐步开放　ＥＤＡ实验室，最大限度地给学生创造电子设计的条件。　３、加强师资培养，建立高素质的教师队伍。　开展ＥＤＡ教学。还应该加强师资培养。学校应当积极　鼓励教师接受新观念掌握新技术。委托有实力的院校、科　研单位培养；积极鼓励教师参加与ＥＤＡ相关的学术会议、　研讨班；积极争取ＥＤＡ方面的科研项目；积极参与同社会　企业的合作。　四、结束语　总而言之。ＥＤＡ技术是众多高新技术发展的产物，是　２１世纪电子设计师必备的技能，势必会在高等院校电子信　息类专业的教学和科研工作中占有越来越重要的地位和作　用。我校应顺应技术发展的潮流，积极稳妥地开启ＥＤＡ教　学。　参考文献：　［１］沈建国等．可编程逻辑器件课程的探索与实践．　高等理科教育．２００４．　［２］柳秀山．ＥＤＡ教学与现代化电子设计能力的培养．　广东技术师范学院．２００４．　［３］包明等．开展ＥＤＡ教学培养高素质创新人才．重　庆工学院学报．２００４．　［４］马建国等．电子设计自动化技术基础．清华出版　社．２００４．　［５］任中华等．ＥＤＡ技术及其应用．黑龙江交通科技，　２００４．　责任编辑：谢继国