EDA实践教学方法探究

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1.引言

目前，几乎所有高校的电子信息类专业都开设有EDA课程。EDA技术即电子设计自动化，是ElectronicDesignAutomation的缩写。EDA技术以大规模可编程规律器件为设计载体，以硬件描述语言为主要表达方式，以计算机、大规模可编程规律器件的开发软件及试验开发系统为设计开发工具，通过使用EDA开发软件，自动完成电子系统设计的规律编译、规律化简、规律分割、规律综合及优化、规律布局布线、规律仿真、针对特定目标芯片的适配编译、规律映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。EDA技术是一门理论性、实践性都较强的电子信息类专业的基础课，它猛烈冲击着传统的电子设计方法，是现代电子设计的发展趋势。

EDA技术已经成为电子电路和系统设计的重要手段，如何让学生尽快尽好地在学校把握EDA基本知识和相应的动手能力，为将来从事这方面的工作，甚至是进行专用集成电路ASIC的设计和实现，是摆在教师面前的一大难题。EDA技术作为新兴技术正方兴未艾，随着EDA技术的不断发展，高校EDA试验教学也不能墨守成规，死板僵硬，必需不断改进，不断创新，改进教学方式与方法，创新试验平台与内容。只有这样，才能不断提高电子专业的教学质量。

2.EDA实践教学普遍存在的问题

以往，EDA技术采用VHDL进行理论教学，让学生对课程有初步的认识和了解。同时，利用VHDL进行软件编程，开设一系列的试验与设计。同时，选择一种或几种较为流行的EDA工具软件完成试验教学。这些高校教学常用的EDA软件有Protel、Multisim、和QuartusII等，其性能各异、功能齐全、操作便利。但是，这种传统的EDA教学方法存在以下明显问题。（1）EDA技术涉及知识面较宽，学生难以全面地深入理解EDA技术的基本原理。EDA技术课程涉及数字电路、硬件描述语言、微机原理、单片机原理和DSP原理等理论课程。其应用领域十分广泛，包括PCB设计、DSP技术和嵌入式系统等。（2）电子信息技术的发展，其新概念、新方法、新理论不断涌现。而高校EDA试验教学却依旧停留在计算机仿真阶段，新兴的EDA设计软件得不到应用，流行技术不能向学生传授，以至于学生不能学以致用。

因此，必需对现有EDA试验教学进行设计与创新，使学生在试验中逐步培养和提高分析问题和解决问题的能力。提高EDA试验教学质量，提高学生综合应用电子技术开发电子产品与电子系统的基本能力。

3.EDA实践教学新方法

（1）合理安排试验内容，培养学生的创新能力。依托本校计算机基础试验中心进行开放式试验改革，以“加

强基础、开拓思维、培养能力〞为改革指导思想，建立“基本试验技能培养、综合设计能力培养和创新设计与研究能力培养〞三个培养层次的开放式试验教学体系。

基本试验包含试验课程教学大纲规定的必修试验内容。该层次的主要目的是培养学生的基本试验技能和理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新能力。提高型的试验课题不局限于课程内容，课题可由学生自己选择或指导老师指定。由学生自行完成设计、制作、调试，测试试验结果，完成试验报告。此外，还可通过开放试验的形式，在没有试验课的时候设计一些大的设计项目让学生动手做，增加学生的动手机遇、自由解决问题的机遇及查阅文献资料的能力，切实加强综合设计能力的培养。创新型试验通过试验选修课、学生课外科技活动、吸纳优秀学生参与教师的科研工作等方式进行。对于此层次的试验，教师应着重帮助学生理解科学研究的基本方法，培养学生的创新思维和创新能力。

（2）构建开放式试验教学平台，倡导学生自主学习。构建开放式试验教学平台，加强试验室综合型、数字化和网络资源建设，为学生提供良好的实践教学环境和开放式自主实践教学服务，倡导学生自主进行实践学习和实践研究，真正表达层次化、特性化。同时，建立试验教学质量的监控和评估机制，加强开放试验教学的组织与管理，确保开放式试验教学质量。在试验室管理上，采用全天候向学生开放的新模式，学生可以充分利

用课余时间，根据自己的课题利用EDA设计仿真试验，不仅充分利用试验室设备资源，同时还要培养学生的独立动手能力、分析问题解决问题能力和创新能力。

（3）采用多种形式的试验教学方式。

在传统试验教学的基础上，开展多种形式的试验教学方式，提高学生的试验兴趣和动手能力。如把双语教学引入EDA试验课程中，EDA试验课程作为一门前沿专业课程，双语教学是一种获取知识的手段，其目的是更好地学习专业课程。基于网络的EDA试验教学作为现代教学的重要组成部分，展示出传统试验教学无可比较的优势。它扩大了教育规模，提高了教育效率，促进了教育改革，为创新教育创造了环境。（4）开展形式多样的课外科技活动。

开展分层次、多样化课外科技活动，精心设计课外创新活动内容，针对不同层次的同学设计不同的内容和不同的形式，加强EDA试验教学与学生科技实践活动的紧凑结合。重点扩大学生对各类活动的参与面，让更多的同学真正参与到课外科技创新活动中，并从中受益。

在开展通识教学的同时，重视“拔尖〞学生的“特性化〞教育，努力为他们提供创新训练的条件与环境。加强优秀学生的培养力度，在科研活动中提高学生的创新水平，为优秀学生参与大学生电子竞赛做好准备。

（5）让SOC与SOPC概念融入EDA理论。

近年来，随着半导体技术的飞速发展，FPGA的性能与性价比完全可与ASIC相媲美。目前国内高校的EDA试验教学对SOC技术及新发展的SOPC技术关注较少，然而SOC技术与SOPC技术将是今后EDA技术发展的主要方向，更是改良与替代ASIC技术的主要方案。SOPC系统设计过程涉及数字电路、计算机组成原理和C语言编程等相关知识，这样，学生既稳定了相关理论知识，又把握了现代电子系统的设计方法，符合现代电子技术的发展趋势和应用实际，有利于提高学生的综合素质和培养学生的创新精神。因此，在高校教学中推广这一技术，让学生了解接触这些技术是十分重要的。4.结语

电子信息专业培养计划应将EDA试验教学课程作为学生培养实践动手能力的重要环节。EDA实践教学应从培养和激发学生的兴趣出发，改进EDA试验教材，