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【內容摘要】eda技術課程實驗教學往往是以驗證性實驗為主，這樣很難使學生產生濃厚的學習興趣，也不利于提高學生分析問題和解決問題的能力。為此在實驗內容的安排上，采用了漸進式的方式，把實驗項目由簡到難分為基礎性、提高性、課程設計和畢業設計四個階段，以及針對不同階段采用了不同的評定標準。實踐教學證明:這些實驗項目的設置有助于啟發學生的創造性思維，也極大地提高了學生的工程實踐能力。

【關鍵詞】EDA技術;實驗教學改革;創新能力培養

一、引言

進入21世紀以來，隨著我國電子技術的不斷發展與進步，電子系統的設計方法發生了很大的變化，傳統的設計方法正逐步退出歷史舞臺，而基于EDA(ElectronicDesignAuto-mation，電子設計自動化)技術的芯片設計正在成為電子系統設計的主流。大規模可編程邏輯器件FPGA(FieldProgram-mableGateArry)和CPLD(CompexProgrammableLogicDe-vice)是當今應用最廣泛的兩類可編程專用集成電路(Appli-cation－SpecificIntegratedCircuit，ASIC)。隨著EDA技術的發展，使用硬件語言設計CPLD/FPGA成為一種趨勢。硬件描述語言是一種用形式化方法描述數字電路和系統的語言。利用這種語言，數字電路系統的設計可以從上層到下層(從抽象到具體)逐層描述自己的設計思想，用一系列分層次的模塊來表示極其復雜的數字系統。進行FPGA設計的第一個階段是使用硬件描述語言編寫代碼，代碼的編寫主要是為了實現系統的功能，代碼編譯(即檢查代碼語法是否正確)通過后，進入第二個階段，即時序仿真，這一步主要是在功能上再一次進行驗證所編代碼的正確性。當代碼編譯和時序仿真都通過后，就可以下載代碼到FPGA芯片中，在芯片上實現所需的功能。EDA技術是通信工程、電子信息工程、自動化專業和電氣工程及其自動化等電氣信息類專業的核心課程。該課程是一門實踐性很強的課程，通過安排相應的實驗環節，可以使學生進一步消化和吸收課堂教學的理論知識，提高學生應用計算機和設計軟件對電子電路進行自動化設計、分析和應用的能力，提高學生理論聯系實際，綜合運用知識的能力。

二、傳統EDA技術課程實驗教學存在的問題

EDA技術這門課程在教學中通常是以理論教學為主，實驗教學為輔。但是傳統的EDA技術課程實驗教學通常是以驗證性實驗為主，學生們根據實驗指導書上的要求一步步進行操作，雖然最后也能得到正確的實驗結果，知道了如何做，但是并不知道為什么這么做，這樣學生學習知識往往是被動的，而沒有主動性，不利于學生創新能力的培養。針對上述所提到問題，結合多年來對EDA技術課程實驗教學的摸索，對EDA技術課程的實驗教學進行了改革和探索。

三、EDA技術課程實驗教學內容改革

在實驗教學內容的設計上，減少驗證性實驗，并遵循從簡單到復雜和從驗證到設計的循序漸進的原則，從而使學生對EDA技術的認識逐步深入，不斷激發學生學習EDA技術課程的興趣。(一)實驗教學內容之基礎篇。在這個環節，實驗內容的設計主要是以增加學生對實驗所涉及的硬件平臺和軟件平臺認識為主，開設的實驗項目有:用原理圖輸入方式設計一位全加器、多路數據復用器設計、D觸發器設計、三八線譯碼器的設計、數控分頻器設計、七段數碼管譯碼器設計、彩燈控制電路的設計以及百進制計數器設計等等。通過完成以上實驗項目，達到在使學生掌握了EDA技術軟件設計流程的同時，學生也會逐步建立“電子系統”的概念。(二)實驗教學內容之提高篇。經過上一實驗環節，學生已逐步掌握了EDA技術軟件的使用流程以及基本語法。在這個環節，實驗內容的設計主要是以實際應用為主，開設的實驗項目有:空調控制器的設計、交通燈控制器的設計、STOP－WATCH電路設計以及正弦信號發生器設計等等。通過完成以上實驗項目，達到在培養學生綜合運用所學知識的同時，也使學生分析和解決問題的能力得以提高。(三)實驗教學內容之課程設計篇。經過上述兩個環節的鍛煉，學生已初步具有了EDA技術的設計能力。在這個環節，實驗內容的設計主要是以提高EDA技術設計能力為主，開設的實驗項目有:簡易出租車計費器設計、簡易頻率計設計、數字電子鐘設計以及智力競賽搶答器設計等等。這些實驗項目主要是以課程設計的形式來完成。通過完成以上實驗項目，達到使學生具有進行EDA技術設計所需的扎實的專業基本功。(四)實驗教學內容之畢業設計篇。通過上述三個階梯式環節的學習和實踐鍛煉，學生已經構建了EDA技術設計所需的專業知識和扎實的專業基本功。在這個環節，實驗內容的設計主要是以培養學生綜合設計能力和探索新知識能力為主，并且實驗內容主要是以學生自己選題為主，開設過的實驗項目有:基于FPGA的VGA圖像顯示系統的設計、基于FPGA的停車位顯示系統的設計、基于FPGA的中值濾波器的設計、基于FPGA的PS2鍵盤控制電子琴的設計、基于FP-GA的自動門控制系統的設計、基于FPGA的十路邏輯分析儀的設計、基于FPGA的嵌入式車載終端的設計、基于FPGA的汽車尾燈控制系統的設計、基于FPGA的電子鎖門禁系統的設計、基于FPGA的可視倒車雷達系統的設計、基于FPGA的室內環境監測和報警系統的設計、基于FPGA的圖像邊緣檢測系統的設計以及基于FPGA的UDP/IP協議的設計等等。這些實驗項目主要是以畢業設計的形式來完成。通過完成以上實驗項目，達到使學生具有以FPGA芯片為核心，具有綜合設計和開發的能力。

四、實驗考核

EDA技術課程實驗環節的考核，應該從學生的學習態度、專業知識水平、實驗報告的撰寫以及學生分析和解決問題能力等多個方面進行。為此結合所安排的實驗內容，EDA技術課程實驗考核方法如下:一是對于基礎性和提高性實驗項目成績的評定，主要以學生在實驗操作前的預習情況、實驗操作中的表現和撰寫的實驗報告三個方面作為成績評定的依據。二是對于綜合性實驗項目和課程設計成績的評定，主要是以學生是否能獨立完成實驗項目作為成績評定的依據，如果在項目完成過程中學生自己增加了創新點，這一部分就作為加分項。

五、結語

EDA技術是一門實踐性較強的課程，在電氣信息類專業中占有重要地位。為提高學生的學習興趣，以及學生的工程實踐能力，對實驗內容以及實驗考核方式進行了探索和改革，即實驗項目的設計分為基礎篇、提高篇、課程設計和畢業設計四個階段，并且每個階段具有不同的培養目標，以及針對每個階段，都制定了不同的考核標準。EDA技術課程實驗教學的改革進一步提高了實驗教學質量，也使學生綜合素質和創新能力的培養得到加強。

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作者:王超 單位:唐山學院智能與信息工程學院