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集成電路課程設(shè)計(jì)范文1
關(guān)鍵詞:EDA;數(shù)字電路;硬件描述語(yǔ)言
引言
《數(shù)字電路》 是高等院校電氣、電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,具有理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。優(yōu)化該課程的實(shí)踐教學(xué) ,對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,電子類(lèi)高新技術(shù)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)也更加依賴(lài)于EDA技術(shù)的應(yīng)用。
1傳統(tǒng)數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)方法的不足
傳統(tǒng)數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)方法是基于固定功能的標(biāo)準(zhǔn)芯片,“自下而上” 地構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)。這種方法缺乏靈活性,實(shí)現(xiàn)單一,電路連線(xiàn)復(fù)雜,查錯(cuò)比較困難。學(xué)生一部分精力牽制在復(fù)雜的連線(xiàn)上,因此感到枯燥、乏味。可見(jiàn)傳統(tǒng)方法在一定程度上制約了學(xué)生個(gè)性和創(chuàng)新思維的發(fā)展,必須引入新技術(shù)。
2 EDA技術(shù)概述
2.1 EDA的概念
EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化),是以計(jì)算機(jī)為平臺(tái),硬件描述語(yǔ)言(VHDL)為設(shè)計(jì)語(yǔ)言,可編程邏輯器件為實(shí)驗(yàn)載體,以ASIC/SOC芯片為目標(biāo)器件進(jìn)行必要的元件建模和系統(tǒng)仿真的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程。
2.2 TOP-DOWN的設(shè)計(jì)方法
EDA技術(shù)采用TOP-DOWN(自頂向下)設(shè)計(jì)方法。這種方法從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手,在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在方框圖一級(jí)進(jìn)行仿真、糾錯(cuò),并用硬件描述語(yǔ)言對(duì)高層次的系統(tǒng)行為進(jìn)行描述,在系統(tǒng)一級(jí)進(jìn)行驗(yàn)證,然后用邏輯綜合優(yōu)化工具生成具體門(mén)級(jí)電路網(wǎng)表。 設(shè)計(jì)人員可不受芯片結(jié)構(gòu)約束,集中精力開(kāi)發(fā)產(chǎn)品,并且采用的是結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)手段。
2.3設(shè)計(jì)語(yǔ)言
在EDA技術(shù)中多采用硬件描述語(yǔ)言(HDL)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)只需知道系統(tǒng)要做什么(What to do),而不必關(guān)心怎樣做(How to do)。VHDL幾乎覆蓋了以往所有各種硬件描述語(yǔ)言的功能,整個(gè)自頂向下或自底向上的電路設(shè)計(jì)過(guò)程都可以用它來(lái)完成。
3 EDA技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例
以智能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)為例,討論EDA技術(shù)在數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。
3.1 設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生遞增斜波、遞減斜波、階梯波、正弦波、方波等多種波形,并可通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇輸出波形的多功能函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。
3.2 方案構(gòu)思
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,本系統(tǒng)主要分為以下幾個(gè)模塊:
(1)波形發(fā)生模塊:主要包括分別產(chǎn)生遞增斜波、遞減斜波、階梯波、正弦波、方波等波形的子模塊。
(2)多路選擇模塊:根據(jù)選擇信號(hào)的不同取值,判斷選擇輸出對(duì)應(yīng)的波形。
(3)D/A轉(zhuǎn)換模塊。
3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.3.1 設(shè)計(jì)輸入
頂層原理圖如圖1所示,其中各模塊可由VHDL實(shí)現(xiàn),輸出端Q[7..0]后面接D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端。
圖1 系統(tǒng)頂層原理圖
3.3.2編譯、仿真
1.編譯過(guò)程
建立頂層文件SIGNAL_GEN.VHD,并按照?qǐng)D1所示構(gòu)建頂層設(shè)計(jì)文件,然后進(jìn)行整體編譯和仿真。
2.仿真結(jié)果
系統(tǒng)整體仿真當(dāng)SEL[2..0]=011時(shí),輸出為階梯波。
3.3.3下載驗(yàn)證
選擇實(shí)驗(yàn)箱N(xiāo)o.5模式進(jìn)行下載,并將各跳線(xiàn)帽置于正確位置,然后將輸出信號(hào)送至示波器,改變CLK或者SEL[2..0],可以看出輸出信號(hào)的情況正好達(dá)到了預(yù)期功能。
4 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐表明,在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)引入EDA 技術(shù),克服了傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的種種弊端,不僅極大地豐富選題、擴(kuò)展功能,而且同一課題出現(xiàn)多種實(shí)現(xiàn)方案,提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。
參考文獻(xiàn):
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集成電路課程設(shè)計(jì)范文2
關(guān)鍵詞:Multism;仿真;數(shù)字電路;課程設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9599 (2011) 23-0000-01
Implementation of Multism-based Digital Alarm in Digital Circuits Curriculum Design
Li Yan1,Zhang Yiyang2
(1. Information Engineering School of Jilin Business and Technology College,Changchun 130062,China;2.Armored Force Institute of Technology, Changchun 130031,China)
Abstract:In this paper,digital teaching specific content,for example,specify Multism simulation software in teaching digital circuit applications.
Keywords:Multism;Simulation;Digital circuit;Curriculum design
一、引言
數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)作為一門(mén)理論與實(shí)踐并重課程,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)字電子綜合設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和解決的能力,以提高學(xué)生在數(shù)字電子領(lǐng)域的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、方法等綜合技能。由于條件限制,目前數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)以理論分析為主,缺少相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。本文針對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置和學(xué)生實(shí)際情況,提出基于multisim虛擬課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法,以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)自主性,充分激發(fā)和挖崛學(xué)生創(chuàng)新潛力。
二、Multism簡(jiǎn)介
Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具,它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式,具有很廣泛的仿真分析能力。適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖,并對(duì)電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容,這樣工程師無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì),這也使其更適合電子學(xué)教育。通過(guò)Multisim和虛擬儀器技術(shù),PCB設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。
三、基于Multisim的計(jì)數(shù)報(bào)警器設(shè)計(jì)
(一)任務(wù)分析
1.總體方案確定。根據(jù)系統(tǒng)的邏輯關(guān)系將系統(tǒng)分解,畫(huà)出系統(tǒng)的原理框圖,確定框圖間各種信號(hào)的邏輯關(guān)系與時(shí)序關(guān)系。
2.課題分析與研究。。了解以上設(shè)計(jì)要求后,確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全部功能,要求及計(jì)數(shù)指標(biāo),熟悉控制對(duì)象和處理信號(hào)的各種參數(shù),特點(diǎn)和關(guān)系。
3.單元電路繪制與仿真。選擇合適的數(shù)字電路器件,用Multism仿真,并繪制各單元的邏輯電路圖。
4.分析電路。充分分析單元電路,尤其對(duì)控制信號(hào)要從邏輯關(guān)系,正反極性,時(shí)序幾個(gè)方面進(jìn)行深入考慮,確保不發(fā)生沖突,在深入分析的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)原設(shè)計(jì)電路的不斷修改,最后獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。
(二)方案論證
1.555定時(shí)器的連接。555定時(shí)器是一種功能強(qiáng)大的模擬數(shù)字混合集成電路,有二個(gè)比較器A1和A2,有一個(gè)RS觸發(fā)器,R和S高電平有效。三極管VT1對(duì)清零起跟隨作用,起緩沖作用。三極管VT2是放電管,將對(duì)外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個(gè)由三個(gè)5kW電阻組成的分壓器,由此可以獲得和兩個(gè)分壓值,一般稱(chēng)為閾值。555定時(shí)器的1腳是接地端GND,2腳是低觸發(fā)端TL,3腳是輸出端OUT,4腳是清除端Rd,5腳是電壓控制端CV,6腳是高觸發(fā)端TH,7腳是放電端DIS,8腳是電源端VCC。555定時(shí)器的輸出端電流可以達(dá)到200mA,因此可以直接驅(qū)動(dòng)與這個(gè)電流數(shù)值相當(dāng)?shù)呢?fù)載,如揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管等。
2.發(fā)光二極管的連接。LED產(chǎn)品的種類(lèi)繁多,有共陰極電路,還有共陽(yáng)極電路。本次設(shè)計(jì)采用共陽(yáng)極電路。
3.74ls192和74ls247。74ls192異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器這個(gè)計(jì)數(shù)器是十進(jìn)制的,在設(shè)計(jì)時(shí)電路比較簡(jiǎn)單,我們?cè)趯W(xué)習(xí)進(jìn)制設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)使用過(guò),基本了解它的各項(xiàng)功能。對(duì)于六進(jìn)制的設(shè)計(jì)不是很大的問(wèn)題,同時(shí)由于RST清零,L`D`的保持功能可以很方便的實(shí)現(xiàn)清零開(kāi)始,暫停繼續(xù)這兩個(gè)功能。因此我選用這種方案。
四、具體方案實(shí)施
1.利用數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)報(bào)警器,該計(jì)數(shù)報(bào)警器的設(shè)計(jì)采用的元件主要有譯碼器74LS247、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192、555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。該計(jì)數(shù)報(bào)警器計(jì)數(shù)最大值是99,當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)放出聲光報(bào)警,報(bào)警時(shí)間為10秒,計(jì)數(shù)脈沖由按鈕和555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生。數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時(shí)鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),其形式包括各種輸入接口電路。比如數(shù)字頻率計(jì)中,通過(guò)輸入電路對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大、整形,得到數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)則需要通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行處理。在設(shè)計(jì)輸入電路時(shí),必須首先了解輸入信號(hào)的性質(zhì),接口的條件,以設(shè)計(jì)合適的輸入接口電路。
2.選擇74ls192兩片、74ls247兩片、74ls04一片、數(shù)碼管兩枚、電阻若干、電容若干、開(kāi)關(guān)一個(gè)。首先根據(jù)74ls192的功能表的功能,將兩片74ls192連成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,是輸出的數(shù)字為從1到99,然后清零。用相應(yīng)電阻和電容以及555組成單諧振蕩器,和74ls192相連,根據(jù)74ls247的功能,分別將兩片74ls247連接到兩片74ls192的相應(yīng)端,然后將共陽(yáng)極數(shù)碼管兩枚分別于兩片74ls247相連,中間加100歐電阻,先在草稿紙上繪制實(shí)現(xiàn)功能的草圖,經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改論證,以期達(dá)到最理想的狀態(tài)。然后用multism軟件根據(jù)原先繪制的電路圖繪制各單元的相應(yīng)邏輯電路圖,進(jìn)行仿真。
3.用multism軟件根據(jù)原先繪制的電路圖繪制各單元的相應(yīng)邏輯電路圖后,進(jìn)行仿真,期間可能會(huì)出現(xiàn)不能正常實(shí)現(xiàn)原先所設(shè)定的功能,但經(jīng)過(guò)思考與修改,設(shè)計(jì)出能正常實(shí)現(xiàn)所要求的功能的電路圖,用multism進(jìn)行仿真,得出所要的結(jié)果。在各單元電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,用multism軟件把各單元電路連接起來(lái),繪制出符合軟件要求的系統(tǒng)整體邏輯電路圖。系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)完成后,對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行仿真,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。
五、結(jié)論
針對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置和學(xué)生實(shí)際情況,并通過(guò)基于multisim虛擬課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法,使學(xué)生對(duì)數(shù)電這門(mén)課有了更深的了解,鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力,以及把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的生活當(dāng)中去的能力,并進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)自主性,充分激發(fā)和挖崛學(xué)生創(chuàng)新潛力。
參考文獻(xiàn):
集成電路課程設(shè)計(jì)范文3
【關(guān)鍵詞】集成電路;EDA;項(xiàng)目化
0 前言
21世紀(jì)是信息時(shí)代,信息社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)集成電路設(shè)計(jì)人才的需求激增。我國(guó)高校開(kāi)設(shè)集成電路設(shè)計(jì)課程的相關(guān)專(zhuān)業(yè),每年畢業(yè)的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)的需求,因此加大相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)力度是各大高校的當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)這種市場(chǎng)需求,我校電子信息工程專(zhuān)業(yè)電子方向致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),工程實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的集成電路設(shè)計(jì)人才[1]。
針對(duì)集成電路設(shè)計(jì)課程體系,進(jìn)行課程教學(xué)改革。教學(xué)改革的核心是教學(xué)課程體系的改革,包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革,旨在改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量,現(xiàn)已做了大量的實(shí)際工作,取得了一定的教學(xué)成效。改革以集成電路設(shè)計(jì)流程為主線(xiàn),通過(guò)對(duì)主流集成電路開(kāi)發(fā)工具Tanner Pro EDA設(shè)計(jì)工具的學(xué)習(xí)和使用,讓學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和方法,理論與實(shí)踐并重,熟悉從系統(tǒng)建模到芯片版圖設(shè)計(jì)的全過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生具備從簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)到復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力,具備進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。
1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革
集成電路設(shè)計(jì)課程的主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體制造工藝、半導(dǎo)體器件原理、模擬電路設(shè)計(jì)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及Tanner EDA工具等內(nèi)容,涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統(tǒng)的理論課程教學(xué)方式,以教師講解為主,板書(shū)教學(xué),但由于課程所具有的獨(dú)特性,在介紹半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體工藝時(shí),主要靠教師的描述,不直觀形象,因此引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充和完善,以多媒體教學(xué)為主,結(jié)合板書(shū)教學(xué),以圖片形式展現(xiàn)各種形態(tài)的半導(dǎo)體材料,以動(dòng)畫(huà)的形式播放集成電路的制造工藝流程,每一種基本電路結(jié)構(gòu)都給出其典型的版圖照片,使學(xué)生對(duì)集成電路建立直觀的感性認(rèn)識(shí),充分激發(fā)教師和學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主動(dòng)性和互動(dòng)性,提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革
實(shí)踐教學(xué)的目的是依托主流的集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),讓學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)流程和基本的集成電路設(shè)計(jì)能力,為今后走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是老師提前編好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求,一步步來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式不能很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,再加上考核方式比較單一,學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的概念和流程比較模糊,為了打破這種局面,實(shí)踐環(huán)節(jié)采用與企業(yè)密切相關(guān)的工程項(xiàng)目來(lái)完成。項(xiàng)目化實(shí)踐環(huán)節(jié)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,使學(xué)生能夠積極參與到教學(xué)當(dāng)中,從而更好的完成教學(xué)目標(biāo),同時(shí)也能夠增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和合作意識(shí)。
實(shí)踐環(huán)節(jié)選取CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源作為本次實(shí)踐教學(xué)的項(xiàng)目。該項(xiàng)目來(lái)源于企業(yè),是數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)重要的組成模塊。本項(xiàng)目從電路設(shè)計(jì)、電路仿真、版圖設(shè)計(jì)、版圖驗(yàn)證等流程對(duì)學(xué)生做全面的訓(xùn)練,使學(xué)生對(duì)集成電路設(shè)計(jì)流程有深刻的認(rèn)識(shí)。學(xué)生要理解CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源的原理,參與到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行仿真測(cè)試,驗(yàn)證其功能的正確性,然后進(jìn)行各個(gè)元件的設(shè)計(jì)及布局布線(xiàn),最后對(duì)版圖進(jìn)行了規(guī)則檢查和一致性檢查,完成整個(gè)電路的版圖設(shè)計(jì)和版圖原理圖比對(duì),生成GDS II文件用于后續(xù)流片[2]。
CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計(jì)項(xiàng)目可分為四個(gè)部分啟動(dòng)電路、提供偏置電路、運(yùn)算放大器和帶隙基準(zhǔn)的核心電路部分。電路設(shè)計(jì)可由以下步驟來(lái)完成:
1)子功能塊電路設(shè)計(jì)及仿真;
2)整體電路參數(shù)調(diào)整及優(yōu)化;
3)基本元器件NMOS/PMOS的版圖;
4)基本單元與電路的版圖;
5)子功能塊版圖設(shè)計(jì)和整體版圖設(shè)計(jì);
6)電路設(shè)計(jì)與版圖設(shè)計(jì)比對(duì)。
在整個(gè)項(xiàng)目化教學(xué)過(guò)程,參照企業(yè)項(xiàng)目合作模式將學(xué)生分為4個(gè)項(xiàng)目小組,每個(gè)小組完成一部分電路設(shè)計(jì)及版圖設(shè)計(jì),每個(gè)小組推選一名專(zhuān)業(yè)能力較強(qiáng)且具有一定組織能力的同學(xué)擔(dān)任組長(zhǎng)對(duì)小組進(jìn)行管理。這樣做可以在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的同時(shí),加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中,以學(xué)生探索和討論為主,教師起引導(dǎo)作用,給學(xué)生合理的建議,引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題的方法。項(xiàng)目完成后,根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
3 教學(xué)改革效果與創(chuàng)新
理論教學(xué)改革采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),以多媒體教學(xué)為主,結(jié)合板書(shū)教學(xué),對(duì)集成電路材料和工藝有直觀感性的認(rèn)識(shí),學(xué)生的課堂效率明顯提高,課堂氣氛活躍,師生互動(dòng)融洽。實(shí)踐環(huán)節(jié)改革通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)方式,學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高,設(shè)計(jì)目標(biāo)明確,在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)了查找文獻(xiàn)資料,學(xué)會(huì)與人交流,溝通的能力也得到提高。同時(shí)項(xiàng)目化教學(xué)方式使學(xué)生對(duì)集成電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)流程有了整體的認(rèn)識(shí)和把握,對(duì)元件的版圖設(shè)計(jì)流程有了一定的認(rèn)識(shí)。學(xué)生已經(jīng)初步掌握了集成電路的設(shè)計(jì)方法,但要達(dá)到較高的設(shè)計(jì)水平,設(shè)計(jì)出性能良好的器件,還需要在以后的工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[3]。
4 存在問(wèn)題及今后改進(jìn)方向
集成電路設(shè)計(jì)課程改革雖然取得了一定的成果,但仍存在一些問(wèn)題:由于微電子技術(shù)發(fā)展速度很快,最新的行業(yè)技術(shù)在課堂教學(xué)中體現(xiàn)較少;學(xué)生實(shí)踐能力不高,動(dòng)手能力不強(qiáng)。
針對(duì)上述問(wèn)題,我們提出如下解決方法:
1)在課堂教學(xué)中及時(shí)引進(jìn)行業(yè)最新發(fā)展趨勢(shì)和(下轉(zhuǎn)第220頁(yè))(上接第235頁(yè))技術(shù),使學(xué)生能夠及時(shí)接觸到行業(yè)前沿知識(shí),增加與企業(yè)的合作;
2)加大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度,建立一個(gè)開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生在課余時(shí)間自由使用,為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會(huì),并且鼓勵(lì)能力較強(qiáng)的學(xué)生參與到教師研項(xiàng)目當(dāng)中。
【參考文獻(xiàn)】
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集成電路課程設(shè)計(jì)范文4
關(guān)鍵字:EDA;時(shí)鐘;數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.41?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A?搖 文章編號(hào):1674-9324(2014)04-0245-02
《數(shù)字電路》是高等院校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,其課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分,它給學(xué)生提供了理論聯(lián)系實(shí)際、加深認(rèn)識(shí)、開(kāi)拓思維的機(jī)會(huì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)方式在很多方面落后于現(xiàn)代教育形式的發(fā)展,成為現(xiàn)代化教育和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的阻力。進(jìn)入21世紀(jì)后,EDA技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中引入EDA技術(shù)的新教學(xué)模式成為必然趨勢(shì)。本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)工作,舉例闡述了基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法,實(shí)踐證明其對(duì)提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才都有重要作用。
一、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中引入EDA技術(shù)的必要性
數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中要求學(xué)生運(yùn)用電子技術(shù)課程中有關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法完成一些綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題。目前在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)教學(xué)中,有些院校仍然采用74系列固定功能標(biāo)準(zhǔn)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。在了解課題原理和熟悉標(biāo)準(zhǔn)芯片功能的基礎(chǔ)上,“自底而上”地設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)計(jì)的數(shù)字電路系統(tǒng)比較復(fù)雜,需要多個(gè)集成芯片和大量連線(xiàn)時(shí),就增加了設(shè)計(jì)電路板的難度和故障調(diào)試難度,延長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí).常用中小規(guī)模集成芯片的大量重復(fù)使用也大大增加了設(shè)計(jì)成本。特別是隨著學(xué)生數(shù)量的劇增,由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)的原因而無(wú)法提供足量的所需芯片,再加上實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的制約,以及輔導(dǎo)教師的缺少等因素,使得課程設(shè)計(jì)題目受限制,設(shè)計(jì)方案雷同,缺少個(gè)性,設(shè)計(jì)過(guò)程枯燥,學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)嚴(yán)重受到阻力,課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)不能很好的實(shí)現(xiàn)。因此在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中引入EDA技術(shù),改革傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。IspLever是Lattice公司最新推出的一套EDA軟件。設(shè)計(jì)輸入可采用原理圖、硬件描述語(yǔ)言、混合輸入三種方式,能對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字電子系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真和時(shí)序仿真。編譯器是此軟件的核心,能進(jìn)行邏輯優(yōu)化,將邏輯映射到器件中去,自動(dòng)完成布局與布線(xiàn),并生成編程所需要的熔絲圖文件。軟件中的Constraints Editor工具允許經(jīng)由一個(gè)圖形用戶(hù)接口選擇I/O設(shè)置和引腳分配。軟件包含Synolicity公司的Synplify綜合工具和Lattice的ispVM器件編程工具。IspLever軟件提供給開(kāi)發(fā)者一個(gè)簡(jiǎn)單而有力的工具,其界面友好,集成化程度高,是最易學(xué)、最易用的可編程邏輯器件開(kāi)發(fā)軟件。利用它所配備的編輯、編譯、仿真、綜合、芯片編程等功能,可以完成數(shù)字電路從設(shè)計(jì)、檢查、模擬到下載的全過(guò)程。因此特別適合作為數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)軟件。在系統(tǒng)可編程邏輯器件(In-System Programmable PLD,ISP-PLD)是90年代推出的新型的可編程邏輯器件,其最大特點(diǎn)是編程時(shí)既不需要使用編程器,也不需要將它從所在的系統(tǒng)板上取下,可以直接焊接在印刷電路板上,然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的并口和專(zhuān)用的編程電纜對(duì)焊接在電路板上的ISP器件進(jìn)行多次編程,對(duì)其邏輯功能進(jìn)行修改,從而加快了數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程,提高了可靠性并避免對(duì)可編程器件造成機(jī)械損壞。PLD具有可重復(fù)使用、低投入、高性能、高密度、開(kāi)發(fā)周期短等諸多優(yōu)點(diǎn),不需要任何投片費(fèi)用。
二、EDA技術(shù)在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例
下面采用“自頂而下”層次化的設(shè)計(jì)方法,以DJ-E801型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)和IspLever3.0EDA開(kāi)發(fā)軟件設(shè)計(jì)時(shí)鐘為例,介紹基于EDA技術(shù)的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。運(yùn)用此種方法進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí),需要先學(xué)習(xí)IspLever3.0軟件和Schematic的編程方法,掌握DJ-E801型實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的使用。
1.設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)一個(gè)多功能數(shù)字鐘。系統(tǒng)能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能,分別由6個(gè)數(shù)碼管顯示24小時(shí)、60分鐘、60秒鐘的計(jì)數(shù)器顯示;能利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的按鍵實(shí)現(xiàn)“校時(shí)”“校分”功能:(1)按下“SA”鍵時(shí),計(jì)時(shí)器迅速遞增,并按24小時(shí)循環(huán),計(jì)滿(mǎn)23小時(shí)后再回00。(2)按下“SB”鍵時(shí),計(jì)分器迅速遞增,并按59分鐘循環(huán),計(jì)滿(mǎn)59分鐘后再回00,但不向“時(shí)”進(jìn)位。(3)按下“SC”鍵時(shí),秒清零。(4)要求按下“SA”、“SB”或“SC”均不產(chǎn)生數(shù)字跳變(“SA″、“SB”、“SC”按鍵是有抖動(dòng)的,必須對(duì)其消抖動(dòng)處理);能利用揚(yáng)聲器做整點(diǎn)報(bào)時(shí):(1)當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)59’50”時(shí)開(kāi)始報(bào)時(shí),在59’50”、52”、54”、56”、58”鳴叫,鳴叫聲頻可為lKHz;(2)到達(dá)59’60”時(shí)為最后一聲整點(diǎn)報(bào)時(shí),整點(diǎn)報(bào)時(shí)是頻率可定為500Hz。
2.設(shè)計(jì)思路。本設(shè)計(jì)中采用“自頂向下”的層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思路,將系統(tǒng)分為cdu24、cdu60、cdu60s、control等四個(gè)模塊,再將其在頂層連結(jié)起來(lái),完成系統(tǒng)功能。
下面介紹各個(gè)模塊所完成的功能。cdu24在clk1的激勵(lì)下有24進(jìn)制計(jì)數(shù)功能,sa=1時(shí)在clk2的激勵(lì)下快速24進(jìn)制計(jì)數(shù),能完成校時(shí)功能。cdu60在clk1的激勵(lì)下有60進(jìn)制計(jì)數(shù)功能,ss=1時(shí)在clk2的激勵(lì)下快速60進(jìn)制計(jì)數(shù),但無(wú)進(jìn)位,完成校分功能。cdu60s在clk1的激勵(lì)下有60進(jìn)制計(jì)數(shù)功能,clr=1時(shí)秒清零即可。Control主要完成報(bào)警功能。
3.功能仿真。運(yùn)行ispLEVER軟件,建立一個(gè)新工程,然后在該工程下新建schematic文件,輸入原理圖以clk.sch文件保存,設(shè)為頂層,進(jìn)行編譯,對(duì)照設(shè)計(jì)要求查看仿真結(jié)果。電路仿真結(jié)果正確后,其硬件的實(shí)現(xiàn)是Lattice公司的CPLD芯片ispLSI1032E-70LJ-84下載實(shí)驗(yàn)板。設(shè)置芯片屬性及引腳分配,執(zhí)行編譯綜合后產(chǎn)生下載文件,將其在線(xiàn)下載到下載板,經(jīng)過(guò)硬件驗(yàn)證完全符合設(shè)計(jì)要求。
在上面的例子中,若采用傳統(tǒng)的74系列中小規(guī)模集成器件來(lái)實(shí)現(xiàn),電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜很多,難以調(diào)試,幾乎是“紙上談兵”的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)過(guò)程枯燥乏味?;贓DA的數(shù)字電路設(shè)計(jì)采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法,具有便于層次式、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)周期短,可以對(duì)每一層進(jìn)行仿真驗(yàn)證,設(shè)計(jì)電路錯(cuò)誤可以在早期發(fā)現(xiàn),提高了設(shè)計(jì)的正確性,邏輯綜合之前的設(shè)計(jì)工作與具體的實(shí)現(xiàn)工藝器件等無(wú)關(guān)。因此,設(shè)計(jì)的可移植性好。為了提高數(shù)字電路教學(xué)的質(zhì)量,培養(yǎng)能適應(yīng)電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的創(chuàng)新人才,將EDA技術(shù)引入數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中,不僅可以很好地鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力和動(dòng)手能力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,還可以大大節(jié)約數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的成本,提高設(shè)計(jì)效率。
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集成電路課程設(shè)計(jì)范文5
[關(guān)鍵詞]: 設(shè)計(jì)理念教學(xué)模式工學(xué)結(jié)合
《會(huì)計(jì)電算化》課程設(shè)計(jì)以《教育部關(guān)于推進(jìn)高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領(lǐng)職業(yè)教育科學(xué)發(fā)展的若干意見(jiàn)》(教職成[2011]12號(hào))文件為指導(dǎo),貫徹“教學(xué)做一體化,教研產(chǎn)一條龍”的教改總目標(biāo)。
《會(huì)計(jì)電算化》課程遵循總體設(shè)計(jì)理念,課程具體設(shè)計(jì)過(guò)程中,深入企業(yè)進(jìn)行崗位調(diào)研,明確職業(yè)崗位典型工作任務(wù)和業(yè)務(wù)流程,確定崗位知識(shí)、技能和素質(zhì)要求,然后構(gòu)建教學(xué)單元和教學(xué)情景框架,根據(jù)職業(yè)崗位工作任務(wù)和業(yè)務(wù)流程,進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的選取,轉(zhuǎn)換行動(dòng)領(lǐng)域至學(xué)習(xí)領(lǐng)域,設(shè)定學(xué)習(xí)情境。同時(shí),考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認(rèn)知規(guī)律,合理序化教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生按步驟、分任務(wù)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),以能力培養(yǎng)為本位,采用教學(xué)做一體化教學(xué)模式,同時(shí),綜合考慮學(xué)生規(guī)模和特點(diǎn)、單元內(nèi)容、教學(xué)條件等因素,嘗試多種適合高職電算化課程的現(xiàn)代教學(xué)方法。為保證教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí),建立多主體、多形式、開(kāi)放性、職業(yè)性,突出過(guò)程化考核的教學(xué)評(píng)價(jià)方式。保證課程教學(xué)條件要求并合理高效的利用、開(kāi)發(fā)多種教學(xué)資源,通過(guò)多種現(xiàn)代化教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)資源高度共享。擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面并培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,為學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的開(kāi)展提供有效的文獻(xiàn)或信息資料。實(shí)現(xiàn)學(xué)業(yè)和就業(yè)的零距離,全方位提升學(xué)生職業(yè)能力。
這一教學(xué)模式應(yīng)該在以下方面進(jìn)行創(chuàng)新:
1以實(shí)際工作過(guò)程為主線(xiàn)組織教學(xué)
《會(huì)計(jì)電算化》課程的靈魂和核心就是總賬日常業(yè)務(wù)處理流程,而流程又不是固定不變的,同一業(yè)務(wù)類(lèi)型企業(yè)也有不同的處理流程,如何設(shè)置更合理、企業(yè)更適用的業(yè)務(wù)流程來(lái)指導(dǎo)教學(xué)很關(guān)鍵。所以我們應(yīng)該以近三年人才市場(chǎng)、企業(yè)、畢業(yè)生回訪(fǎng)等不同調(diào)查形式,掌握了企業(yè)實(shí)際工作的內(nèi)容、流程,并以此為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織順序,將割裂的各種類(lèi)型的企業(yè),融于實(shí)際工作需求中,既突出了知識(shí)的應(yīng)用性,同時(shí),讓學(xué)生對(duì)企業(yè)實(shí)際應(yīng)用的整體框架有了更清晰的思路。
2以實(shí)際工作內(nèi)容設(shè)置項(xiàng)目、單元、任務(wù)
課程內(nèi)容的選取是依據(jù)工作流程和職業(yè)崗位典型工作任務(wù),根據(jù)出納和總賬會(huì)計(jì)、報(bào)表會(huì)計(jì)崗位的典型工作任務(wù),即初始化、日常業(yè)務(wù)處理、期末業(yè)務(wù)處理、報(bào)表業(yè)務(wù)處理的工作任務(wù)和流程,來(lái)確定總賬和報(bào)表模塊內(nèi)容的學(xué)習(xí)項(xiàng)目和學(xué)習(xí)性工作任務(wù)。
根據(jù)企業(yè)調(diào)研,一些企業(yè)對(duì)會(huì)計(jì)核算崗位還需一些其他核算要求,所以應(yīng)該開(kāi)設(shè)工資系統(tǒng)等功能模塊。工資系統(tǒng)、固定資產(chǎn)系統(tǒng)、應(yīng)收款系統(tǒng)和應(yīng)付款系統(tǒng)的內(nèi)容是依據(jù)各崗位工作任務(wù)和業(yè)務(wù)操作流程選取的。各業(yè)務(wù)模塊工作流程圖如下:
3以工學(xué)結(jié)合為原則組織教學(xué)
為突出課程實(shí)踐操作性較強(qiáng)的特點(diǎn),努力提高課程實(shí)踐的親歷性,力求教學(xué)實(shí)踐與實(shí)際工作的零距離對(duì)接,實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合。應(yīng)該安排如下實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié):
(1)社會(huì)調(diào)查:社會(huì)調(diào)查貫穿于課程始終,從開(kāi)設(shè)課程初始的教學(xué)內(nèi)容、崗位職責(zé)、工作過(guò)程的整體調(diào)查,到每個(gè)項(xiàng)目的個(gè)別調(diào)查,再到最后的成果調(diào)查,教師和學(xué)生走進(jìn)企業(yè),感知企業(yè)的真實(shí)工作環(huán)境和氛圍,提高學(xué)習(xí)針對(duì)性。
(2)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):在對(duì)每個(gè)項(xiàng)目社會(huì)調(diào)查后,均安排對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的校內(nèi)實(shí)訓(xùn),實(shí)訓(xùn)案例來(lái)自學(xué)生整理的社會(huì)調(diào)查的企業(yè)真實(shí)資料,讓學(xué)生在校內(nèi)就能完成企業(yè)工作,是學(xué)生也是企業(yè)員工。
(3)階段性實(shí)習(xí):幾個(gè)項(xiàng)目教學(xué)結(jié)束后,應(yīng)該安排學(xué)生真正深入校外實(shí)訓(xùn)基地企業(yè),進(jìn)行為期一周的階段性實(shí)習(xí),真實(shí)的感受企業(yè)工作過(guò)程。
(4)綜合實(shí)訓(xùn)、頂崗實(shí)習(xí):課程結(jié)束后,在第六學(xué)期應(yīng)該安排綜合實(shí)訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)任務(wù),成為一名真正意義的企業(yè)員工。
(5)課外教學(xué):不定期邀請(qǐng)外聘兼職教師和校外實(shí)訓(xùn)基地企業(yè)人員對(duì)學(xué)生和教師進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)和行業(yè)動(dòng)態(tài)講座,時(shí)刻明確為了適應(yīng)企業(yè)需求,現(xiàn)在應(yīng)該做什么,做到什么程度。
(6)教材的選擇:采用校企合作開(kāi)發(fā)的教材。
4教、學(xué)、做一體化、教、研、產(chǎn)一條龍
在課程教學(xué)中我們應(yīng)以老師為主體的灌輸式教學(xué),轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的工作導(dǎo)向式教學(xué),在開(kāi)始每次任務(wù)之前,均布置給學(xué)生社會(huì)調(diào)查該任務(wù)企業(yè)應(yīng)用情況的工作,讓學(xué)生根據(jù)自我調(diào)查流程結(jié)果,分組討論,選出最優(yōu)化的流程,并說(shuō)明原因,然后根據(jù)選出的優(yōu)化流程利用軟件操作完成案例業(yè)務(wù)處理任務(wù),對(duì)于很多企業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)的疑難問(wèn)題,也就是我們的知識(shí)要點(diǎn)和難點(diǎn),巧妙設(shè)定陷阱案例,讓學(xué)生通過(guò)案例實(shí)訓(xùn)操作自行總結(jié),增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提高實(shí)際工作崗位的適應(yīng)力。從而將教、學(xué)、做有機(jī)地結(jié)合,突出教學(xué)的職業(yè)性、實(shí)踐性特點(diǎn)。
此外,任課教師在完成基本授課任務(wù)之余,均應(yīng)走進(jìn)企業(yè)調(diào)研、項(xiàng)目實(shí)施,并適時(shí)把調(diào)研實(shí)施結(jié)果撰寫(xiě)相關(guān)論文,進(jìn)行課題研究,提高了授課效果的同時(shí),幫助企業(yè)解決疑難問(wèn)題。
5注重對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)
在對(duì)企業(yè)多方面調(diào)研后,總結(jié)出企業(yè)對(duì)本專(zhuān)業(yè)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)和能力要求。教學(xué)過(guò)程中,重視對(duì)學(xué)生社會(huì)適應(yīng)能力、行業(yè)通用能力、專(zhuān)業(yè)核心能力、崗位專(zhuān)用能力的培養(yǎng),把企業(yè)能力、素質(zhì)需求明細(xì)劃分到本課程每個(gè)項(xiàng)目、單元、任務(wù),進(jìn)行細(xì)化培養(yǎng)、考核。
6密切關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài),服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)
在教學(xué)中我們應(yīng)密切關(guān)注企業(yè)流程、業(yè)務(wù)類(lèi)型和會(huì)計(jì)準(zhǔn)則、ERP軟件的更新和最新動(dòng)態(tài),及時(shí)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新,并與石家莊財(cái)政局、會(huì)計(jì)師協(xié)會(huì)、用友和金蝶河北分公司、冠瑞恩財(cái)務(wù)咨詢(xún)有限公司等相關(guān)政府、企業(yè)部門(mén)建立了積極的聯(lián)系,及時(shí)跟進(jìn)其對(duì)石家莊各單位{查工作的開(kāi)展,實(shí)時(shí)體現(xiàn)在課程教學(xué)中,以保證教學(xué)內(nèi)容實(shí)時(shí)反映石家莊實(shí)際工作的變化。
集成電路課程設(shè)計(jì)范文6
【摘 要】 本文在分析《士官大專(zhuān)數(shù)字電路》學(xué)員具體情況、教學(xué)內(nèi)容和課程目標(biāo)的基礎(chǔ)上,論述了該課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略設(shè)計(jì)等問(wèn)題,主張整合教學(xué)內(nèi)容,增大課堂信息量,改革教學(xué)方法,注重素質(zhì)教育,以期全面提高教學(xué)質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】 士官大專(zhuān);數(shù)字電路;課程目標(biāo);教學(xué)目標(biāo);教學(xué)設(shè)計(jì)
《數(shù)字電子技術(shù)》課程是電類(lèi)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,傳統(tǒng)的教學(xué)方式重視理論而忽略實(shí)踐,因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)突出實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的作用;使學(xué)員形成一定的分析和解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力。為專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和崗位任職的需要打下一定的基礎(chǔ)。
一、教學(xué)起點(diǎn)分析
1、學(xué)員情況
該教學(xué)班是有線(xiàn)通信技術(shù)、視訊通信專(zhuān)業(yè),士官大專(zhuān)層次,總體基礎(chǔ)比較差,少數(shù)學(xué)員初中畢業(yè),大部分學(xué)員高中畢業(yè),學(xué)習(xí)態(tài)度和成績(jī)都較差。依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,數(shù)字電子技術(shù)是一門(mén)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,是基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程之間的橋梁。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)建立認(rèn)識(shí)和分析一般電子電路的能力,養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和勤于動(dòng)手的良好習(xí)慣,為專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
2、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)
《數(shù)字電子技術(shù)》是士官大專(zhuān)學(xué)員一門(mén)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,是學(xué)員知識(shí)體系的重要組成部分。學(xué)習(xí)本課程的目的是培養(yǎng)學(xué)員的邏輯思維方式,養(yǎng)成學(xué)員自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考和實(shí)際動(dòng)手的能力,為后繼專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下相應(yīng)的基礎(chǔ)。
(1)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)。 教學(xué)內(nèi)容主要包括七部分:數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯門(mén)電路、組合邏輯電路、小規(guī)模時(shí)序電路及其應(yīng)用、中規(guī)模集成(MSI)時(shí)序模塊及其應(yīng)用、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理與應(yīng)用以及存儲(chǔ)器與可編程邏輯器件。
教學(xué)目標(biāo):通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)數(shù)字電路的基本原理和基本分析方法;感受實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的作用;形成分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力;為專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)崗位任職的實(shí)際需要打下基礎(chǔ)。養(yǎng)成獨(dú)立思考、刻苦鉆研、善于質(zhì)疑等良好習(xí)慣,形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、一絲不茍的優(yōu)良作風(fēng)。
(2)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。 數(shù)字電子技術(shù)在數(shù)字集成電路集成度越來(lái)越高的情況下,開(kāi)發(fā)數(shù)字系統(tǒng)的實(shí)用方法和用來(lái)實(shí)現(xiàn)這些方法的工具已經(jīng)發(fā)生了變化。但是,在數(shù)字電子技術(shù)中作為理論基礎(chǔ)的基本原理并沒(méi)有改變,理解大規(guī)模集成電路中的基本模塊結(jié)構(gòu)仍然需要基本單元電路的有關(guān)概念。因此,作為數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程,介紹數(shù)字系統(tǒng)中常用的基本單元電路、基本功能模塊及基本的分析方法仍然是其基本內(nèi)容。
本課程的重點(diǎn)為:組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容,要以板書(shū)講解為主,盡可能結(jié)合工程實(shí)際多舉例題,講習(xí)題課,以達(dá)到強(qiáng)化基本概念、基本原理的目的。難點(diǎn)為:小、中規(guī)模時(shí)序電路及其應(yīng)用。對(duì)于難點(diǎn)內(nèi)容,要以板書(shū)和多媒體相結(jié)合來(lái)講解,便于學(xué)員理解,同時(shí)要通過(guò)多舉例題,講習(xí)題課、適當(dāng)增加學(xué)生習(xí)題量等來(lái)鞏固。
3、經(jīng)驗(yàn)提醒
(1)為了增加學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)中內(nèi)容應(yīng)減少理論部分增加應(yīng)用實(shí)例。在教學(xué)方法的處理上精講多練,運(yùn)用仿真工具演示電路的工作過(guò)程提高學(xué)習(xí)的趣味性、可視性和效能性;加強(qiáng)課堂練習(xí)提高課堂的利用率。學(xué)員在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)注意學(xué)習(xí)方法,提高自信心、主動(dòng)性,多看書(shū),多做練習(xí)、多做實(shí)驗(yàn)。(2)數(shù)字電路是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。特別是本課程的重點(diǎn)內(nèi)容及難點(diǎn)內(nèi)容。通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)員不僅可以加深理論知識(shí)的理解.而且還能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。(3)總結(jié)歸納,在教學(xué)中要善于歸納,每次上完課應(yīng)對(duì)所講內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),使學(xué)員更加明確本次課的重點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容。(4)利用現(xiàn)代多媒體手段將一些不好理解的內(nèi)容形象地顯示出來(lái)。(5)要求學(xué)員通過(guò)做大量習(xí)題,掌握理論知識(shí)。
二、課程目標(biāo)設(shè)計(jì)
1、總體目標(biāo)
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),熟悉數(shù)字電路的基本知識(shí)和基本分析方法;感受實(shí)驗(yàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的作用;形成一定的分析和解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力。為專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和崗位任職的需要打下一定的基礎(chǔ)。
2、課程目標(biāo)
依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合本教學(xué)班的情況,確定各單元(章節(jié))教學(xué)目標(biāo)如下:
(1)知識(shí)與技能。①說(shuō)出邏輯代數(shù)的基本公式。②知道常用組合邏輯電路的特點(diǎn),歸納分析方法。③描述時(shí)序邏輯電路的工作原理和功能,歸納常用時(shí)序電路的分析方法。 ④說(shuō)出PLD的工作原理和功能。
(2)過(guò)程與方法。①學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法。②學(xué)會(huì)常用的組合電路的分析方法。③學(xué)會(huì)同步時(shí)序電路的分析方法。④感受PLD器件的發(fā)展動(dòng)態(tài),了解科學(xué)前沿。⑤通過(guò)查找和閱讀數(shù)字集成電路芯片的資料,學(xué)會(huì)資料的查找和閱讀方法。⑥通過(guò)課堂演示Multisim2001軟件仿真數(shù)字邏輯電路工作過(guò)程,感受仿真軟件的基本使用方法。
(3)情感態(tài)度價(jià)值觀。養(yǎng)成獨(dú)立思考、刻苦鉆研、不斷學(xué)習(xí)、善于質(zhì)疑等良好習(xí)慣;形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、一絲不茍的優(yōu)良作風(fēng)。
三、教學(xué)策略設(shè)計(jì)
1、整合教學(xué)內(nèi)容,增大課堂信息量
隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,新理論、新技術(shù)、新成果的不斷涌現(xiàn),教學(xué)內(nèi)容在不斷增加,使原教學(xué)課時(shí)數(shù)相對(duì)減少,要保證有線(xiàn)通信、視訊通信專(zhuān)業(yè)對(duì)《電子技術(shù)基礎(chǔ)Ⅲ》課程的教學(xué)要求,就必須在課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上加以改進(jìn),提高教學(xué)起點(diǎn),增大課堂信息量,不斷提高課堂教學(xué)質(zhì)量,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)基礎(chǔ)、強(qiáng)化應(yīng)用、拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)面的目標(biāo)。
(1)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)精選教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的課程標(biāo)準(zhǔn)要求和學(xué)時(shí),精選教材中的教學(xué)內(nèi)容,其中的組合邏輯電路、小規(guī)模時(shí)序電路及其應(yīng)用、中規(guī)模時(shí)序模塊及其應(yīng)用應(yīng)作為主要講授內(nèi)容,同時(shí)適當(dāng)介紹擴(kuò)大知識(shí)面的內(nèi)容和學(xué)科前沿發(fā)展的趨勢(shì),并融入一些具有工程實(shí)踐應(yīng)用的實(shí)例。
(2)根據(jù)學(xué)員的實(shí)際情況及課程標(biāo)準(zhǔn),確定每節(jié)課的內(nèi)容。主要講述基本概念、基本原理及基本的分析方法等,同時(shí)適當(dāng)擴(kuò)大知識(shí)面并融入一些具有工程實(shí)踐應(yīng)用的實(shí)例;并通過(guò)課堂練習(xí)、課后作業(yè)加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。
(3)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生加深理論知識(shí)的理解同時(shí)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。
(4)組織課堂討論,激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣;了解學(xué)員學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑難問(wèn)題并及時(shí)講解,促進(jìn)教學(xué)互動(dòng)。
(5)板書(shū)與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采用板書(shū)與多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)方法。對(duì)于重難點(diǎn)知識(shí)可以采用板書(shū)具體講解,再結(jié)合多媒體技術(shù)講解,使用現(xiàn)代化教學(xué)手段能夠?qū)⒊橄蟮膬?nèi)容形象化、直觀化,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效率,便于學(xué)員理解。
(6) 鼓勵(lì)學(xué)員樹(shù)立自信心。士官學(xué)員,部分學(xué)員基礎(chǔ)差,膽子小,不善于參與課堂交際。教員應(yīng)對(duì)這類(lèi)學(xué)員暗含期望,多給他們一次表現(xiàn)的機(jī)會(huì),及時(shí)表?yè)P(yáng)、肯定與鼓勵(lì),來(lái)激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。
(7)幫助學(xué)員學(xué)習(xí),充分利用課余時(shí)間進(jìn)行輔導(dǎo)。及時(shí)了解學(xué)員在學(xué)習(xí)本課程時(shí)遇到的問(wèn)題,利用課余時(shí)間加強(qiáng)對(duì)輔導(dǎo)。鼓勵(lì)學(xué)員互相幫助,通過(guò)“小老師”推動(dòng)學(xué)員進(jìn)步。
2、改革教學(xué)方法,注重素質(zhì)教育
目前在高等教育中還存在著偏重理論學(xué)習(xí)忽視實(shí)踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。不少學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài),缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)新精神,教員教得很辛苦,但教學(xué)效果卻不理想。原因是課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)了教員的主導(dǎo)作用,而學(xué)生的主體作用卻未能體現(xiàn)。因此要把學(xué)生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新精神和較強(qiáng)實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才,必須改革教學(xué)方法,注重素質(zhì)教育和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
(1)探索課堂教學(xué)方法。課堂教學(xué)方法應(yīng)貫徹由簡(jiǎn)到繁、循序漸進(jìn)、深入淺出的原則,并給學(xué)生留下思考的空間。在應(yīng)用知識(shí)解題方面,一般是學(xué)生最薄弱的環(huán)節(jié),如組合邏輯電路的分析和時(shí)序邏輯電路的分析,學(xué)生普遍感到不易掌握,教學(xué)時(shí)應(yīng)通過(guò)典型例題著重講清分析思路,讓學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三,能夠觸類(lèi)旁通。引導(dǎo)學(xué)員開(kāi)展積極的發(fā)散思維活動(dòng),師生之間應(yīng)不斷進(jìn)行情感交流,保持心靈上的溝通,營(yíng)造平等、寬松的課堂氛圍,使學(xué)生處于心情舒暢、思維活躍的心理狀態(tài),從而獲得較好的教學(xué)效果。
(2)采用啟發(fā)式教學(xué),啟迪學(xué)生思維。人的思維活動(dòng)常常是由提出問(wèn)題開(kāi)始的,因此,在教學(xué)過(guò)程中,教員要善于提出問(wèn)題,引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)疑難,提出問(wèn)題,啟迪學(xué)生去積極思考,尋求答案。教員要善于啟發(fā)引導(dǎo),調(diào)動(dòng)學(xué)員的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,重視培養(yǎng)學(xué)員的參與意識(shí)。在講課中應(yīng)注意體現(xiàn)本課程的工程性和實(shí)踐性,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容介紹一些生活中的典型應(yīng)用實(shí)例,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
(3)運(yùn)用討論式教學(xué),培養(yǎng)分析能力。在教學(xué)進(jìn)行了幾個(gè)單元后,可以組織學(xué)員開(kāi)展課堂討論,以提高學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。由教員和學(xué)生共同分析作業(yè)中出現(xiàn)的概念問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)員積極參與,充分發(fā)表自己的觀點(diǎn),大膽地提出疑問(wèn)。并通過(guò)精選的典型例題,引導(dǎo)學(xué)員積極思維,引導(dǎo)學(xué)員尋求解題思路,最后由教員講評(píng)。通過(guò)課堂討論既可啟迪學(xué)生的智慧,又能提高學(xué)員的分析問(wèn)題的能力。