电子信息工程专业导论2012

电子信息工程专业导论西南科技大学信息工程学院李少甫电子信息工程导论课程目的和要求电子信息工程专业介绍信息与信息科学信息科学技术电子信息工程

课程安排了解电子信息工程专业的地位和作用了解电子信息工程专业的发展历史和学术前沿专业特色实验室条件了解电子信息工程专业研究方向和研究成果科技活动电子大赛了解电子信息工程专业培养方案和课程体系精品课程人生规划和选课课程目的本课程是电子信息工程专业本科生的一门专业基础课，是对本专业学生的入学教育课程。通过本课程的学习，学生初步了解电子信息工程专业的产生背景、专业培养目标、培养要求、专业特色、发展历程、发展趋势、主要课程设置特点、主要教学内容、就业前景等；对本专业学科知识建立初步认识；树立热爱本专业、学好本专业、用本专业知识造福社会和报效祖国的思想。本课程对本专业的学生在今后的公共基础课、专业基础课及专业课的学习过程中提供一定的指导作用。

课程要求和考核听课笔记和心得写个人规划和学习计划由班委组织同学对以上部分讨论并且给出评分（百分制）时间安排：11-14周听课、讨论、18周交1听课笔记和心得、2个人规划和学习计划、3评分表评分规则听课签到上课提问听课心得大学四年规划25%25%25%25%四次每次10%1次以上10%班集体就业：1职业定位、职业能力要求；2社会调查、中华英才网、社会实践；3培养方案、具体的个人选课方案考研：1研究方向、招收专业和要求；2培养方案、具体的个人选课方案创业出国专业方向：射频与微波系统设计，数字媒体技术与传输选一1993年在自动化专业基础创办“长虹班”（应用电子技术方向）；1996年设置专业；1997年开始重点线招生。2001年，确定为四川省电子信息工程本科人才培养基地2003年，确定为校级品牌专业2007年，确定为国防重点专业在本专业基础上，创新了新的本科专业和硕士点专业分别于2001年、2006年创建了通信工程、信息对抗技术两个本科专业。分别于2004年、2007年开始通信与信息系统、电路与系统两个硕士点招生。电子信息工程专业介绍电子信息工程专业发展历程传承清华大学电子信息工程系的精神本专业是在原清华大学绵阳分校无线电系的基础上，在清华大学信息科学与技术学院周炳昆院士、吴佑俦院士等本领域的学术权威指导和帮助下，为适应四川和绵阳地方经济和国防技术发展的迫切需求，于1996年设置的专业；1997年开始重点本科招生。国家高科技发展需要，如神“七”飞天、嫦娥工程“电子信息产业”为四川省”十一五”优先发展行业中国科技城—绵阳的电子科技发展需要外部环境电子信息专业人才欠缺

西部国防、军工企业人才需求非常旺盛电子信息工程专业电子信息工程专业基础学校在信息、材料、地质、环境、生物等学科有较强实力内部优势“产、学、研”联合办学，在射频与微波、现代音视频等领域取得较多成果电子信息工程

自动化专业相关本科专业专业现状国防重点专业四川省本科人才培养基地校级品牌专业国家特色专业四川省首批建设品牌专业校级品牌专业信息对抗

通信工程

省级重点学科

省级重点实验室相关硕士点、学科、重点实验室专业现状通信与信息系统控制理论与控制工程控制技术机器人技术及应用硕士点

通信与信息系统电路与系统控制理论与控制工程模式识别与智能系统检测技术与自动化装置集成电路工程电子信息工程电工电子实验中心

电子技术与创新品牌实践基地专业实践教学条件专业现状电子技术基础实验室EDA/SOPC实验室DSP实验室……课程设计学生科技活动专业实验室

高频电子技术实验室通信原理实验室微波技术与天线实验室数字媒体技术实验室高频电子技术实验室专业现状通信原理实验室专业现状射频与微波系统设计：本方向培养学生从事雷达、遥控遥测、宇航工程系统的设计与研制；现代电子系统和数字通信系统，包括有线、无线通信及计算机网络、宽带通信网络等系统的天线、前端电路以及嵌入式系统和部件设备的设计、制造及维护工作。数字媒体与传输：本方向培养学生掌握数字电视及音视频等数字媒体信号的采集、信息编码、图像处理与网络传输、信号的恢复与重现等方面的知识；具有从事雷达系统、广播电视与音像设备、计算机信息网等系统中的数字信号处理方面的设计开发、管理维护的工作能力。专业现状专业培养方向信息科学技术背景信息科学技术是当今社会起主导作用的科学技术，信息科学技术的兴起和发展在我国只有近10年，现在正以史无前例的高速向纵深发展，迎来了我国科学技术灿烂的春天教育部1998年后为此设置了10多个本科专业。如电子信息工程、信息工程、通信工程、电气工程及其自动化、电子科学与技术、测控技术与仪器、计算机科学与技术、生物医学工程、软件工程、电子信息科学与技术、光信息科学与技术等，而且还在不断形成新的学科和专业。可见信息科学技术含盖面之宽、人才市场之大、发展速度之快，都是前所未有的。信息与信息科学

信息是可以描述的客观现象，是具有一定物理含义的消息或知识①信息是可用数值、文字、声音、图像等形式描述的状态；②信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象；③信息是对数据加工提炼的结果，是对人类有用的知识；④信息是隐含在物理信号中具有一定含义的消息；信号处理的目的就是为了信号中获得有用的信息。

狭义信息论

广义信息论

控制论、系统论、计算机科学、情报科学、生物信息学、智能科学

信息经济信息与信息科学主要研究内容：信息科学是以信息的性质、运动规律和利用研究工具：计算机和通信网络研究目标：提高人类获取和利用信息的能力或者说，信息科学研究各种信息系统中信息的产生、获取、传递、加工、存储、变换、表示、检索和利用，使信息的研究更好地服从于科学技术的发展和人类社会的进步。

信息科学技术

信息科学技术是指能够扩展、延伸人类信息器官功能的技术

感觉器官：包括视觉器官、听觉器官、嗅觉器官、味觉器官、触觉器官和平衡觉器官等；传导神经网络：包括导入神经网络，导出神经网络和中间传导神经网络等；思维器官：包括记忆系统、联想系统、分析系统、推理系统和决策系统；效应器官：也叫执行器官，包括操作器官（手）、行走器官（脚）和语言器官（口）等。人体信息器官人体信息器官功能用来扩展人体信息器官功能的信息技术感觉器官获取信息感测技术传导神经网络传递信息

通信技术思维器官

加工和再生信息处理技术效应器官使用和反馈信息控制技术

电子信息工程以电路与系统、信号与信息处理、电磁场与微波、计算机及软件技术等理念为基础，研究各种信息（如语音、文字、图像、雷达、遥感信息等）的处理、交换、及无线、电流、光缆等传输的各种电子与信息系统。研究的对象——信息的获取、传递、处理以及利用。涉及的主要学科——电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术。相关学科——通信工程、电气工程、控制科学与工程等。

知识体系知识体系通识教育数学与自然科学基本技能人文社会科学、体育专业教育跨学科知识专业方向知识专业选修学科基础知识重要关系数学与自然科学大学数学大学物理专业基础知识电路电子学知识领域信号系统与控制系统知识领域计算机知识领域电磁场知识领域专业方向知识射频、微波系统设计数字媒体技术方向学科基础知识结构电路与电子知识领域电路分析基础模拟电路数字电路高频电路集成电路信号系统与控制知识领域信号与系统数字通信原理信息论与编码数字信号出路控制原理计算机知识领域计算机基础C，c++，Java，MATLABLinux、windows微机原理、单片机DSP、FPGA电磁场知识领域电磁场与电磁波微波天线与技术量子理论半导体技术专业方向知识射频与微波系统设计方向微波/射频电路雷达与遥测原理射频识别基础电子测量、微波测量数字媒体技术与传输方向数字电视技术视频信息处理与传输语音信号处理数字图像处理专业现状射频与微波系统设计方向嫦娥一号远望号太平洋海域测试工作雷达正在对神七飞船进行跟踪轨道舱专业现状数字媒体与传输

天地对话出舱视频直播载图

月球表面图片(嫦娥1号传回数据恢复)

办学特色：国防科技和电子科技是绵阳科技城的两个明显特色。学校、企业、科研院所联合办学，充分利用董事单位、西部国防军工企业和绵阳电子科技城的人才、科研技术、实践教学条件等资源，培养的学生具有非常突出的工程设计能力和应用实践能力。科研特色：与中物院、长虹、九洲、58所等董事单位共同合作，在射频与微波技术、数字音视频技术、宽带网络通信、人体/生物体信息探测领域取得较大的发展。专业现状专业特色微波与天线技术实验室专业现状射频实验系统微带线S参数测试现有主要设备仪器射频网络分析仪（1）射频信号发生器（1）频谱分析仪（1）逻辑分析仪（1）微波与天线实验教学箱（2）数字媒体技术实验室专业现状建有一套数字电视演示系统能完成基本实验，包括：编码和解码、初级加扰、数据采集、数据广播、播放管理软件制作等。微波与天线技术实验室国防重点专业建设项目射频实验系统本科课程电磁场与电磁波天线与微波技术雷达与遥控遥测导航原理微波测量射频电路

微波功率计波导测试系统微波信号源微波功率计网络分析仪支撑频谱分析仪主要仪器数字媒体技术实验室国防重点专业建设项目MPEG2数字电视信号发生器本科课程现代数字音视频技术图像处理与图像传输语音信号处理数据广播技术数字电视与高清晰度电视现代通信技术视音频信号发生器MPEG2数字电视综合实训系统H.264编解码实训系统MPEG2码流分析仪MPEG2传输流实验卡支撑100MHz数字存储示波器主要仪器EDA/SOPC技术、DSP技术实验室国防重点专业建设项目120MHz任意波形发生器本科课程现代电子系统设计计算机辅助设计与仿真数字信号处理嵌入式应用技术DSP原理与技术FPGA开发板矢量信号发生器1GHz示波器DSP教学实验箱DSP开发板支撑高精度数字万用表主要仪器3.电子信息工程专业实验教学条件电子信息工程专业介绍电子信息工程专业介绍电子信息工程典型产品项目与课程知识信号与系统项目个人构思项目小组构思项目构思改进个人方案设计小组方案设计方案设计改进项目实现实现的改进提交设计报告项目功能改进产品推广与维护项目总结CDIO第1~2学期第3~4学期第6学期电子信息工程典型产品项目工程过程：构思、设计、提高、推广与改进典型产品剖析第5学期电路分析（Spice）电子系统设计（）模拟电子技术(EWB)数字电子技术（HDL+quartus）微机原理（单片机原理及其应用+proteus+keilC）高频电子线路(ADS)射频电路设计(ADS)嵌入式系统设计(CPU-ARM)(ADS+RTOS+C)电路类CornerstoneProject工程设计导论产品项目知识基础：电子类基础课程信号与系统（matlab）

通信原理(SYSTEMVIEW,MATLAB)雷达原理自动控制原理数字信号处理(matlab+dsp)电磁场与微波技术（HFSS,DESIGNER）计算机网络()现代通信系统（光、卫星、移动）通信软件设计？集成电路设计？数据结构与程序设计-c语言描述？射频微波系统设计数字媒体与传输信号与系统类单项强化

产品项目知识基础：信号与场基础课程

通用技术入门级一级项目CornerstoneProjects团队由本科导师来指导数字子模块

嵌入式系统设计（FPGA+RTOS+C语言）模拟子模块AD/DA子模块接口子模块工业界本科导师学校本科导师团队负责人（由学生轮流担任）：团队运行，项目管理、交流、领导能力培养项目与团队CapstoneProjects团队由本科导师来指导系统子模块

与专业相关的一级项目（本科导师负责）：

路由器（NetFPGA）、无线通信收发机、通用集成电路（流片验证）控制系统、雷达、其它系统级产品系统子模块系统子模块系统子模块工业界本科导师学校本科导师团队负责人（由学生轮流担任）：团队运行，项目管理、交流、领导能力培养组织管理、会议议程、会议记录、决策过程和方法、报表、文字和图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口头交流、口头报告、电脑和软件的使用、自信心提高等等，比较深一点的如行业发展、科技前沿、市场分析等也可以通过指导收集资料、集体研讨进行交流、学习。切实理解从理论到实现的综合过程和决定成败的一些细部要求和规范、标准的要求

无线收发机项目举例

项目：无线收发机举例

项目：无线收发机举例手机框图

路由器开发举例FPGAMemory1GE1GE1GE1GERunningtheRouterKit

PCICPUMemoryOSPFBGPMyProtocoluserkernelRoutingTableUsage#1IPv4Router1GE1GE1GE1GEFwdingTablePacketBuffer“Mirror”User-spacedevelopment,4x1GEline-rateforwarding举例FPGAMemory1GE1GE1GE1GEEnhancingModularReferenceDesignsPCICPUMemoryUsage#2NetFPGADriverJavaGUIFrontPanel(Extensible)PW-OSPFInQMgmtIPLookupL2ParseL3ParseOutQMgmt1GE1GE1GE1GEVerilogmodulesinterconnectedbyFIFOinterfacesMyBlockVerilogEDATools(Xilinx,Mentor,etc.)DesignSimulateSynthesizeDownload举例FPGAMemory1GE1GE1GE1GECreatingnewsystemsPCICPUMemoryUsage#3NetFPGADriver1GE1GE1GE1GEMyDesign(1GEMACissoft/replaceable)VerilogEDATools(Xilinx,Mentor,etc.)DesignSimulateSynthesizeDownload举例NetFPGASystemUserSpaceLinuxKernel

NICGEPCI-ePCIBrowser&VideoClientMonitorSoftwareGEGEGEGEGECADToolsNetFPGARouter

HardwareVIVIVIVIPacketForwardingTable(eth1..2)(nf2c0..3)Web&Video

Server举例NetFPGA’sHardwareComponentsXilinxVirtex-2ProFPGAforUserLogicXilinxSpartanforPCIHostInterfaceCypress:2*2.25MBZBTSRAMMicron:64MBDDR2DRAMBroadcom:PHYfor4GigabitEthernetports举例NetFPGASystemComponentsNetworkPortsHostPCI-expressNICDualGigabitEthernet

portsonPCI-expresscardNetFPGAQuadGigabitEthernet

portsonNetFPGAPCIcardMotherboardStandardAMDorIntel-based

x86computerwithPCI

andPCI-expressslotsProcessorDualorQuad-CoreCPUOperatingSystemLinuxCentOS5.2举例StatisticsRackof401UPCswithNetFPGAsMangedPowerConsoleLANs

Provides4*40=160Gbpsoffullline-rateprocessingbandwidthStanfordNetFPGACluster举例建立以学生个性化发展为核心，以“应用系统、功能模块、基本单元”为主线的模块化培养方案应用电子工程师模数混合电路/嵌入式软件设计师射频电路设计师集成电路设计师系统架构师集成电路的应用、功能模块的原理、功能、对外接口、应用功能模块的电路实现、电路的性能指标提高、集成电路的实现、算法实现、人机接口需求分析、系统分析、系统架构设计、系统设计、指标分配、软硬件功能划分、结构、散热基础模块提高提高提高个人规划和学习计划应用系统RF子系统基带子系统HMI/MMI功能模块电路模块电路集成电路知识模块组KM工具T技能SKMKMTSTSKMTSIC设计师电路设计师应用工程师系统架构师嵌入式软件设计师以学生个性化发展为核心，以“应用系统、功能模块、基本单元”为主线

个人规划和学习计划电子信息科学技术研究的主要技术问题

信息获取5信息传输信息处理信息存储信息检索5（一）信息获取1）语音是人类使用最频繁、使用最多的交流信息的工具。语音获取使用最多。语音获取方法获取的语音波形4磁体线圈纸盒送话器电子信息科学技术研究的主要技术问题（一）信息获取（续1）2）图像信息获取方法：光电摄像、CCD成像、红外成像、微波成像、X光医学图像等。光电摄像管CCD成像器件多光谱地面成像照片X光医学图像电子信息科学技术研究的主要技术问题（一）信息获取（续2）3）物理参数：如温度、压力、张力、变形、流量（液体或气体）、流速等。采用相应的参数传感器，广泛用于各工业、工程和国防控制系统中。温度传感器压力传感器流量传感器传感器是将物理参数变成电信号。电子信息科学技术研究的主要技术问题（二）信息传输通信系统的模型电话、广播、电视、互联网，都是信息传输系统。也称通信系统。消息：指语音、文字、数据或图像非电信号电子信息科学技术研究的主要技术问题5（二）信息传输（续1）4单工双工通信系统类型半双工无线集群通信固定电话移动电话广播电视注：广播、电视数字化后，用户可上传信息（如点播节目），但这是利用上传通道（另一通道）实现的。这不叫双工，互联网有类似情况。电子信息科学技术研究的主要技术问题（二）信息传输（续2）信息传输的主要理论编码理论调制理论检测理论在大学“通信原理”课程中讲授信息传输的其他课程详见教学计划提示：信息传输的理论和技术在电子信息科学技术中占有很大比重，但有待优化。移动通信锁相技术程控交换通信系统通信网微波技术及天线通信软件数字视频技术通信系统仿真（等）电视原理电子信息科学技术研究的主要技术问题（三）信息处理语音信息处理语音数据压缩语音识别语音合成主要用于智能机器人、翻译机和智能玩具等从64千比/秒（固定电话）己降至1.2kbit/s（CDMA移动电话）数字图像处理图像数据压缩图像增强图像复原图像重建图像分割主要用于机器视觉、工业生产监控、公安交通、医疗卫生、资源勘探、武器制导、农业估产、灾害评估等等。（详见第十二章）评：数字图像处理技术己应用十分广泛！电子信息科学技术研究的主要技术问题（三）信息处理（续1）印刷体汉字识别汉字识别联机手写体汉字识别脱机手写体汉字识别手写体汉字识别尚在发展中。用于手机、计算机汉字输入。已较成熟。语义识别（自然语言处理、自然语言理解）基于推理、人工智能；用作不同语言的翻译机。正迅速发展。电子信息科学技术研究的主要技术问题（三）信息处理（续2）信息处理相关课程数字图像处理数字语音处理模式识别与人工智能自然语言理解详见教学计划电子信息科学技术研究的主要技术问题（四）信息存储硬盘光盘闪存/SD卡1.5英寸——摄像机中使用。2.5英寸——笔记本电脑使用。3.5英寸——台式机使用。主流硬盘容量为120～500GB，已有1000GB产品。DVD容量：4.7~8.3GB纳米存储器容量可达16GB（USB移动存储器）、SD卡容量更大。21世纪新的存储器件（正大力研究）信息存储器件硬盘光盘USB闪存、SD卡45SD电子信息科学技术研究的主要技术问题45（五）信息检索信息利用能力：信息无处不在，它既存在于网络，也存在于人们的周围。

是否善于利用外部信息资源，对外部信息的利用效率与质量，

反映了一个人的信息利用能力，它决定了一个人的发展空间

与成就大小。网络时代：给信息传播和人们获取信息提供了前所未有的优越条件。

网络信息检索是介绍从网络中获取信息的方法。信息利用领域：电子商务、网络经济、远程教育、远程医疗、影视制作、各类信息服务业等。搜索引擎，浏览器：电子信息科学技术研究的主要技术问题电子信息产品生产技术的演进（一）生产技术的进步早期人工插装、手工焊接或波峰焊接。插装流水线工人在流水线上插元件通孔PCB自动插装、暖风回流焊接。通孔PCB板暖风使锡熔化实现焊接注：当前在电力电子设备大功率PCB板生产中仍采用。电子信息产品生产技术的演进贴片机生产技术贴片机贴片机电子信息产品生产技术的演进贴片机生产技术（续1）某手机贴片机产品电路板的截图,原板尺寸：40毫米×37毫米电子信息产品生产技术的演进贴片机生产技术（续2）我国中兴通讯公司的一个贴片电路板生产车间电子信息产品生产技术的演进（二）电子信息技术产品生产的专业化分工PCB电路板生产专业厂：提供电路布线图，为用户生产通孔PCB板、贴片机贴片用PCB电路板。电路板贴片安装生产专业厂：根据用户选用的元、器件，为用户完成贴片、元器件安装焊接。电子信息产品生产技术的演进机箱、机壳生产专业厂：

为用户设计机箱、机壳，并加工生产。集成电路生产专业厂：用户提供集成电路板图，为用户生产专用集成电路。光刻机电子信息产品生产技术的演进述评：电子信息产品生产的专业化分工，有利于新产品研究开发，并迅速形成生产能力，有利于研究型企业的成长。使人数不多的创新团队利用专业厂就可能形成大产业。这是电子信息产业的自主创业的独特优势。电子信息技术的

发展走向浅析（一）集成电路：

当前集成电路总体技术水平表现为：65nm技术已成熟，45nm技术基本完备，32nm技术正在前行。在纳米级集成电路加工技术的支撑下，集成电路产品正从特大规模集成电路(ULSI，集成度（107～109)阶段向极大规模集成电路(GLSI,集成度109以上)阶段迈进。CPU作为最具有代表性的集成电路产品目前已经进入了多核时代。(二)软件：

软件从单一产品竞争转向平台竞争（软件平台是把用户所需的功能模块整合在一起，具有独立性、开放性、标准化、集成性、可扩展性特点）。软件正从产品转变成服务，软件产业正在变成服务业。集成电路专用设备是实现产品制造的必要保障，其中最具代表性的光刻设备。软件外包是软件产业发展最快的领域之一。据预测，到2010年，软件外包总值将达到8000～10000亿美元。(三)新型平板显示：2006年液晶显示约占平板显示75%的市场份额，等离子显示约占20%。

液晶显示面板面积在加大：45英寸、52英寸与108英寸等。我国平板显示产业面临着严峻形势，产业链不完整，面板材料、零部件和专用设备国产化程度较低甚至缺乏。