發(fā)布時(shí)間：2022-08-01 11:50:22
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程教學(xué)探析樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【摘 要】從課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、教學(xué)方法及手段的改革、實(shí)訓(xùn)基地和教材的建設(shè)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)和課程網(wǎng)站建設(shè)等方面闡述電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化精品課程建設(shè)的工作，為其他精品課程建設(shè)提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】精品課程 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 項(xiàng)目教學(xué)法
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程是我校電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)和太陽(yáng)能光電子技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程，其前身叫“Protel電路設(shè)計(jì)”。2010年我校的“電工電子與自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)基地”獲自治區(qū)高等職業(yè)教育能力建設(shè)專項(xiàng)項(xiàng)目并獲自治區(qū)財(cái)政支持，建設(shè)了電子設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)室和大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室，隨著印制電路板的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制作設(shè)備和電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝生產(chǎn)線投入教師教學(xué)和學(xué)生實(shí)訓(xùn)中，從而形成了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程。2014年電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程被確認(rèn)為校級(jí)精品建設(shè)課程。
精品課程應(yīng)該體現(xiàn)學(xué)科現(xiàn)代教學(xué)思想，符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展或行業(yè)技術(shù)的需要，有利于帶動(dòng)高校教育教學(xué)改革，科學(xué)性、先進(jìn)性、教育性、整體性、有效性和示范性是精品課程較顯著的特點(diǎn)。
一、加強(qiáng)課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)接崗位能力選取教學(xué)內(nèi)容
（一）電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的內(nèi)容。一是基本知識(shí)的學(xué)習(xí)。將電路原理圖的繪制、元器件封裝庫(kù)制作和使用、印制電路板（PCB）的設(shè)計(jì)和打印等基本知識(shí)融入項(xiàng)目進(jìn)行學(xué)習(xí)。二是以電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作實(shí)例進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn)。把印制電路板制作、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與規(guī)范融入這一階段的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作能力，滿足職業(yè)崗位能力培養(yǎng)的要求。
（二）教學(xué)內(nèi)容的選取符合崗位能力培養(yǎng)的要求。邀請(qǐng)企業(yè)工程師到我校講座、指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)，參與課程大綱、課程教學(xué)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)的制定，使我們的教學(xué)能跟上行業(yè)的新技術(shù)、新工藝，培養(yǎng)的學(xué)生符合行業(yè)、就業(yè)崗位的需求。
依照項(xiàng)目教學(xué)法設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)際開發(fā)項(xiàng)目、典型產(chǎn)品案例和學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目引入到教學(xué)當(dāng)中，基于工作過(guò)程構(gòu)建學(xué)習(xí)情境，如表1所示，教學(xué)情境的設(shè)置遵循由感性到理性，由簡(jiǎn)單到綜合的過(guò)程。首先通過(guò)學(xué)習(xí)情境1單管放大電路的印制板制作這個(gè)簡(jiǎn)單項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生掌握繪制原理圖、生成網(wǎng)絡(luò)表、合理的規(guī)劃印制板、導(dǎo)入元件的封裝、元件的布局及布線這些制作印制板的基本知識(shí)。然后再進(jìn)入學(xué)習(xí)情境2、3的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步鞏固上面的基本知識(shí)，同時(shí)引入元件封裝庫(kù)的制作等知識(shí)的學(xué)習(xí)。最后通過(guò)學(xué)習(xí)情境4加入復(fù)雜原理圖繪制和多層印制板的制作等內(nèi)容。整個(gè)課程以電路的原理圖、PCB 圖設(shè)計(jì)、元件封裝制作為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生印制板的制作、電子電路設(shè)計(jì)和制作能力為核心，將課程建設(shè)成集能力培養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)訓(xùn)導(dǎo)和學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為一體的教學(xué)平臺(tái)。
二、加強(qiáng)教學(xué)方法與手段改革，不斷提高課程的教學(xué)質(zhì)量
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，采用項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法將理論知識(shí)融入電子產(chǎn)品制作中，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。充分運(yùn)用精品課程網(wǎng)站的教學(xué)資源，利用網(wǎng)站的“電子論壇”“在線討論”及時(shí)為學(xué)生解決問題，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生自主進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，全面提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
（一）采用集“教、學(xué)、練”于一體的項(xiàng)目教學(xué)模式。以企業(yè)項(xiàng)目、真實(shí)產(chǎn)品和學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)置教學(xué)情境，以項(xiàng)目為載體學(xué)習(xí)電路原理圖的繪制、元件封裝的制作和PCB板的制作等基本知識(shí)，克服了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助軟件教學(xué)和實(shí)際使用脫節(jié)的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。該課程在機(jī)房和電子設(shè)計(jì)與工藝實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，建設(shè)了一套電路制板設(shè)備和一條焊接工藝生產(chǎn)線，做到了教學(xué)環(huán)境一體化?！半姽る娮优c自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)基地”的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室和電子設(shè)計(jì)工藝實(shí)訓(xùn)室是全天開放式運(yùn)作模式，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)和制作。
（二）把綜合項(xiàng)目化為子任務(wù)，做到深入淺出，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)產(chǎn)品制作的過(guò)程，將項(xiàng)目化為一個(gè)個(gè)子任務(wù)，讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中掌握制作印制板的基本知識(shí)和技能，進(jìn)而完成相應(yīng)電子產(chǎn)品的制作、調(diào)試，使學(xué)生能感覺到學(xué)習(xí)的快樂和動(dòng)手制作的成就感，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，不再是被動(dòng)的學(xué)習(xí)。
（三）采用分層次教學(xué)。對(duì)于能力強(qiáng)、樂于助人的學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，增強(qiáng)他們的分析問題能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)成為班級(jí)的“學(xué)科帶頭人”，并鼓勵(lì)他們多幫助其他同學(xué)。而對(duì)于理解能力不強(qiáng)、動(dòng)手能力較差的學(xué)生，采用多關(guān)注、主動(dòng)引導(dǎo)他們解決問題，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，保護(hù)他們的學(xué)習(xí)積極性。在這些年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)班級(jí)“帶頭人”在班風(fēng)、學(xué)風(fēng)建設(shè)中非常有用，能帶動(dòng)整個(gè)班的學(xué)習(xí)積極性。
（四）與企業(yè)合作教學(xué)。利用校企合作的平臺(tái)開展教學(xué)，把電子產(chǎn)品的調(diào)試與制造工藝階段的學(xué)習(xí)部分盡量放在企業(yè)進(jìn)行。設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)情境盡量以企業(yè)項(xiàng)目、真實(shí)產(chǎn)品為載體，縮短了教學(xué)與行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的距離。安排行業(yè)工程技術(shù)人員定期到學(xué)校交流，他們不斷帶來(lái)新的行業(yè)或技術(shù)信息，使課程教學(xué)和技術(shù)進(jìn)步保持同步。
（五）建立有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的考核體系。包含考勤、課堂表現(xiàn)、階段學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，從理解能力、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，達(dá)到既能獎(jiǎng)勵(lì)動(dòng)手能力強(qiáng)、愿意幫助他人的學(xué)生，又能保護(hù)落后學(xué)生的學(xué)習(xí)、動(dòng)手積極性。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力、實(shí)踐技能以及團(tuán)隊(duì)合作精神等方面起著重要的作用。在教學(xué)中以人為本，以學(xué)生為中心，激發(fā)并保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手制作的積極性。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化精品課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)活動(dòng)的開展與技能競(jìng)賽相結(jié)合，突出了職業(yè)技能的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生能夠完成按照電路原理圖進(jìn)行元器件的選擇、電路原理圖的繪制、PCB設(shè)計(jì)，完成PCB圖和制板文件，制作出電子產(chǎn)品的PCB板，并在電路板上裝配、焊接與調(diào)試，為參加電子設(shè)計(jì)大賽和技能大賽打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)這些年的教學(xué)改革探索與實(shí)踐，我們專業(yè)的學(xué)生參加自治區(qū)級(jí)以上的職業(yè)技能大賽和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，獲自治區(qū)級(jí)以上一等獎(jiǎng)6個(gè)（18人次）的好成績(jī)。
三、加強(qiáng)課程教材和實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)與使用
（一）教材使用與建設(shè)。根據(jù)就業(yè)崗位的調(diào)查研究，緊跟行業(yè)的新技術(shù)、新工藝，符合高等職業(yè)教育的特點(diǎn)，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，綜合使用下面幾本教材：《Protel DXP 2004 SP2原理圖與PCB設(shè)計(jì)》（第二版），《電子技術(shù)實(shí)踐與訓(xùn)練》（第三版），《電子產(chǎn)品工藝與質(zhì)量管理》。編寫了《電子設(shè)計(jì)項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)教程》，選擇典型電路、電子設(shè)計(jì)大賽的典型題目編寫實(shí)訓(xùn)教程，把電路板的設(shè)計(jì)與制作流程、電路安裝與調(diào)試編寫成實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，能很好的指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)。
（二）校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地與實(shí)訓(xùn)設(shè)備建設(shè)。我系電工電子與自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)基地，自2010年獲自治區(qū)財(cái)政支持建設(shè)以來(lái)，建設(shè)了電子設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)室、電工電子實(shí)訓(xùn)室、單片機(jī)與CPLD實(shí)訓(xùn)室、大學(xué)生創(chuàng)新基地等，具有良好的教學(xué)設(shè)備與專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)條件，建有一套完整的電路制板設(shè)備和一條電路焊接工藝生產(chǎn)線，滿足單層和雙層電路板的設(shè)計(jì)制板要求，包含了手工焊接和自動(dòng)焊接，直插式元件焊接和貼片元件焊接設(shè)備，能滿足教師科研和學(xué)生實(shí)訓(xùn)的需求。
我系的教學(xué)用機(jī)房，大學(xué)生創(chuàng)新基地等實(shí)驗(yàn)室的電腦都已聯(lián)網(wǎng)，學(xué)生可以方便地共享課程資源，通過(guò)“電子論壇”“在線討論”充分互動(dòng)，良好的教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境有效地促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和課外拓展學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享。
（三）校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè)與利用。電子信息產(chǎn)業(yè)是桂林的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，其總產(chǎn)值占廣西電子信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值50%以上，電子信息企業(yè)多達(dá)上百家。通過(guò)對(duì)桂林無(wú)線電五廠等電路制板企業(yè)的深入調(diào)查研究與合作，與4家企業(yè)建立穩(wěn)定的校企人才培養(yǎng)基地，充分利用企業(yè)先進(jìn)的設(shè)備和資源，將電路板的制作工藝、電路的焊接和調(diào)試階段的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)放在企業(yè)進(jìn)行。利用學(xué)校和企業(yè)這兩種不同的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源，將課堂教學(xué)和企業(yè)實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建與地方產(chǎn)業(yè)對(duì)接的實(shí)踐教學(xué)體系。
四、課程網(wǎng)站的建設(shè)
精品課程網(wǎng)站是展示課程建設(shè)成果的重要平臺(tái)。教師通過(guò)這個(gè)平臺(tái)共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，學(xué)生則能在平臺(tái)上利用課程資源自主學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。網(wǎng)站資源的優(yōu)質(zhì)性、網(wǎng)站的導(dǎo)航和交互性是網(wǎng)站能否發(fā)揮其輔助教學(xué)功能的關(guān)鍵。學(xué)校建設(shè)了優(yōu)質(zhì)課程共享平臺(tái)，精品課程也放在其中，有專職人員對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行定期維護(hù)，保證精品課程網(wǎng)站正常運(yùn)行。
（一）共享課程的優(yōu)質(zhì)資源。共享了工具軟件、教學(xué)課件、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教程、電子制作實(shí)例、電路仿真、工業(yè)制版流程、電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝質(zhì)量管理等資料。根據(jù)使用網(wǎng)站人員的評(píng)價(jià)反饋，緊跟行業(yè)的新技術(shù)、新工藝，就業(yè)崗位的要求，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和手段，保證教學(xué)資源的優(yōu)質(zhì)性。
（二）網(wǎng)站設(shè)置良好的導(dǎo)航。精品課程網(wǎng)站信息量大，為了更好地指導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)站進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，需要有良好的導(dǎo)航。導(dǎo)航的設(shè)計(jì)順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知心理，做到界面友好美觀，操作簡(jiǎn)單直觀，讓學(xué)生能主動(dòng)、愉快地自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)建構(gòu)專業(yè)知識(shí)。
（三）建設(shè)交互性強(qiáng)的課程網(wǎng)站。課程網(wǎng)站設(shè)置“電子論壇”“在線討論”模塊，教學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員定時(shí)回答學(xué)生提出的問題，與學(xué)生交流，打造一個(gè)學(xué)生與學(xué)生之間，教師與學(xué)生之間的互動(dòng)平臺(tái)，能吸引更多的學(xué)生主動(dòng)參與課程的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
五、學(xué)科教師隊(duì)伍的建設(shè)
為實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，精品課程建設(shè)的重要任務(wù)是教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密的課程，因此，“雙師型”教師的培養(yǎng)則成了教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的主要任務(wù)。首先，學(xué)校政策有保障，制定了相應(yīng)的人才引進(jìn)和培養(yǎng)機(jī)制。人才引進(jìn)方面更青睞有企業(yè)工作經(jīng)歷的專業(yè)技術(shù)人員，應(yīng)屆畢業(yè)生則要求參加過(guò)全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽，并獲得全國(guó)級(jí)別獎(jiǎng)項(xiàng)的畢業(yè)生。同時(shí)鼓勵(lì)教師獲取職業(yè)資格證書，組織教師參加企業(yè)一線實(shí)踐、培訓(xùn)，一旦獲取職業(yè)資格證書，學(xué)校給予精神和物資獎(jiǎng)勵(lì)。其次，我們把最后一學(xué)期的頂崗實(shí)習(xí)分成三個(gè)階段，分別放在大一、大二、大三，增加與企業(yè)交流、學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，并指派老師帶隊(duì)到企業(yè)進(jìn)行校外實(shí)訓(xùn)，我們的老師也加入企業(yè)的生產(chǎn)管理中，能更好的接觸行業(yè)的新技術(shù)、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和企業(yè)的管理理念。定期召開教研室交流會(huì)，交流教學(xué)心（下轉(zhuǎn)第74頁(yè)）（上接第59頁(yè)）得和體會(huì)，以便協(xié)商解決教學(xué)過(guò)程中遇到的問題。同時(shí)鼓勵(lì)青年教師積極申報(bào)教學(xué)、教改科研項(xiàng)目，從中不斷提高課程教學(xué)水平和教學(xué)效果。
精品課程建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，也是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，為使精品課程網(wǎng)站真正起到輔助教學(xué)的功能，提高教學(xué)效果，應(yīng)該做好以下幾點(diǎn)：教學(xué)體系、方法和手段先進(jìn)性是精品課程建設(shè)的基礎(chǔ)，課程教材和與地方產(chǎn)業(yè)對(duì)接的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)是精品課程建設(shè)的重點(diǎn)，課程網(wǎng)站的交互性和教學(xué)資源的優(yōu)質(zhì)性是精品課程建設(shè)的關(guān)鍵，學(xué)科隊(duì)伍的建設(shè)是精品課程建設(shè)的保障。
摘 要：隨著集成電路和微電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（簡(jiǎn)稱EDA）已經(jīng)成為一門電子領(lǐng)域的重要學(xué)科。EDA技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用成為21世紀(jì)電子設(shè)計(jì)的主流方向。本文主要介紹EDA技術(shù)的發(fā)展內(nèi)容，展望EDA技術(shù)的應(yīng)用藍(lán)圖。
關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)；自動(dòng)化發(fā)展；應(yīng)用藍(lán)圖
一、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的概況
現(xiàn)代電子產(chǎn)品多體現(xiàn)開發(fā)周期短、更新?lián)Q代快、功能多重、能耗偏低等特點(diǎn)，產(chǎn)品體積日趨小巧，相比較傳統(tǒng)電子產(chǎn)品，其廣泛運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度提升，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力迅速提高，能夠更有效運(yùn)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，以適應(yīng)時(shí)展變化。而這歸因于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，集合眾多學(xué)科的最新研究成果發(fā)展而來(lái)的一門新科學(xué)領(lǐng)域技術(shù)。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)內(nèi)容主要為大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ê?jiǎn)稱PLD）、硬件描述語(yǔ)言（簡(jiǎn)稱VHDL）、軟件開發(fā)工具（主要為MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series）和實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)四個(gè)方面。大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷荅DA技術(shù)的設(shè)計(jì)載體物質(zhì)，幫助用戶利用編程實(shí)現(xiàn)邏輯功能；硬件描述語(yǔ)言是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能的表達(dá)手段；軟件開發(fā)工具則是系統(tǒng)化、自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工具，幫助EDA技術(shù)設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)則是有助于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系列下載工具和硬件驗(yàn)證工具。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也并非一日而成，由一學(xué)科而誕生，其發(fā)展經(jīng)歷三個(gè)階段：計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（簡(jiǎn)稱CAD），計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)稱CAE）和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（簡(jiǎn)稱EDA）。
（一）CAD階段（20世紀(jì)70年代）
早期電子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)經(jīng)由分立元件向集成電路模式發(fā)展，硬件設(shè)計(jì)隨之進(jìn)入早期發(fā)展階段。硬件設(shè)計(jì)主要采用集成電路，并將其焊接在電路板上，做成早期的電子系統(tǒng)，而對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整試驗(yàn)則是在PCB上進(jìn)行。制作過(guò)程的復(fù)雜性要求，傳統(tǒng)的利用手工圖紙方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此過(guò)程高度復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作由CAD工具，利二維圖形編輯和分析完成。在20世紀(jì)70年代EDA技術(shù)發(fā)展階段，電路板畫圖工具受到計(jì)算機(jī)工作平臺(tái)的約束，其設(shè)計(jì)的性能較差，工作時(shí)間受制約有限。
（二）CAE階段（20世紀(jì)80年代）
20世紀(jì)80年代推出了新的EDA工具，伴隨著計(jì)算機(jī)和集成電路的推廣發(fā)展而來(lái)的計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)階段到來(lái)――CAE階段。其推出的EDA工具主要核心為邏輯形式模擬、計(jì)劃性分析、模擬故障分析和自動(dòng)布局布線，解決之前無(wú)法完成的對(duì)工具功能檢測(cè)的重點(diǎn)問題。設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品制造之前可以提前知曉產(chǎn)品的功能，利用計(jì)算機(jī)生成有關(guān)產(chǎn)品制造的文件，幫助在設(shè)計(jì)古城有效對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行早期分析檢測(cè)。
EDA工具核心之一――自動(dòng)布局功能與早期階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具解決人工重復(fù)繪圖的缺陷相比較，80年代的CAE工具可以保證設(shè)計(jì)和制造出最優(yōu)的電子產(chǎn)品，該工具不僅可以為產(chǎn)品開發(fā)提供便利，也能幫助設(shè)計(jì)人員提供最佳腦力創(chuàng)作。然而，電子系統(tǒng)復(fù)雜多樣化，EDA工具無(wú)法全面滿足設(shè)計(jì)要求，無(wú)法對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)元件進(jìn)行優(yōu)化處理。
（三）EDA階段（20世紀(jì)90年代）
這一階段EDA技術(shù)向電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)方向大幅度進(jìn)步，歸功于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展――芯片集成于工作效率的技術(shù)創(chuàng)新。集成電路高速率設(shè)計(jì)和電子系統(tǒng)的高水平發(fā)展趨勢(shì)，極大促進(jìn)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)取得進(jìn)步發(fā)展。EDA工具實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、測(cè)試、生成文件等系統(tǒng)化的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，其不僅僅具備系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，并且包含各個(gè)工藝標(biāo)準(zhǔn)元件庫(kù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力獨(dú)立化，幫助設(shè)計(jì)工程師熟練設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)[1]。
二、EDA技術(shù)應(yīng)用藍(lán)圖
EDA技術(shù)應(yīng)用前景廣泛，可應(yīng)用于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)、產(chǎn)品開發(fā)和科研、電器設(shè)備的更新?lián)Q代與改造。隨著軟件開發(fā)功能的完善，電子系統(tǒng)可以集成在一個(gè)芯片上，產(chǎn)品設(shè)計(jì)硬件則可以利用軟件方式完成，全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的編程和升級(jí)活動(dòng)，因此，在科研活動(dòng)和產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中，EDA技術(shù)可被廣泛運(yùn)用。
各高校電子類專業(yè)較為火熱的教學(xué)活動(dòng)以及研究課題，都較多借用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)各種復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，完成系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可以便捷地應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行硬件驗(yàn)證，簡(jiǎn)化數(shù)字電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的流程，而不同的學(xué)生可以根據(jù)自身的設(shè)計(jì)完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，便于高校教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行，也有利于提高學(xué)生的自我創(chuàng)造能力。這種技術(shù)大大簡(jiǎn)化了高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本，因而也被推廣應(yīng)用。
采用EDA技術(shù)可以對(duì)機(jī)電設(shè)備中的電器控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或改造，設(shè)計(jì)時(shí)間較短，成本較低，同時(shí)可以提高機(jī)電設(shè)備的性能，增加產(chǎn)品的技術(shù)含量。電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速率愈來(lái)愈快，為滿足市場(chǎng)消費(fèi)需求，不一定要求所有的工程師創(chuàng)造出新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備電子系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)或改造，有利于產(chǎn)品額外價(jià)值的實(shí)現(xiàn)[2]。
三、總結(jié)
進(jìn)入21世紀(jì)90年代，隨著集成電路、微電子技術(shù)和芯片組合技術(shù)的發(fā)展完善，EDA技術(shù)在數(shù)字系統(tǒng)和微電子技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展，現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為電子領(lǐng)域發(fā)展的重要內(nèi)容，同時(shí)EDA技術(shù)也需要在PLD和VHDL方面做出不斷的更新完善，使之在計(jì)算機(jī)、工業(yè)、電器等領(lǐng)域廣泛拓寬應(yīng)用市場(chǎng)，利用電子設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)制造出領(lǐng)域更寬廣的電子產(chǎn)品。在此可以展望EDA技術(shù)的興起將超越電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域向其他領(lǐng)域發(fā)展，設(shè)計(jì)不再單純是電子類專業(yè)的設(shè)計(jì)，電子系也不再是工程師的代名詞。
【摘要】介紹了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)與管理的經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析了由此給教學(xué)產(chǎn)生的實(shí)際影響。
【關(guān)鍵詞】EDA教學(xué)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境，管理
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，設(shè)計(jì)自動(dòng)化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個(gè)重要方面。國(guó)內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過(guò)程中，始終對(duì)EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視，專門成立了EDA（實(shí)驗(yàn)）中心，旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)，EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過(guò)近兩年的建設(shè)，EDA中心已初具規(guī)模，為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1 EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA（實(shí)驗(yàn)）中心的建設(shè)起始于1998年初，學(xué)校先后投入資金近百萬(wàn)元，第一期工程建立起配備有40臺(tái)Pentium 166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個(gè)；1999年進(jìn)行了第二期工程，又建起了一個(gè)包含40臺(tái)PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺(tái)專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。
在EDA中心的建設(shè)中，我們遵循以下原則：
（1）創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的掌握，同時(shí)EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)窗口，代表了一個(gè)學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè)，應(yīng)該具有EDA特色，那就是要有豐富的EDA軟硬件支持，要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。
為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境，我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè)，并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn)，我們將中心80臺(tái)機(jī)器內(nèi)部互連，整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)，能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過(guò)Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安裝了DOS 6.22、Win-dows 98（中、英文）、Windows NT、Linux等操作系統(tǒng)。
（2）嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過(guò)認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究，并嚴(yán)格的檢測(cè)，對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī)，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符，立刻退貨，重新購(gòu)置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來(lái)說(shuō)是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè)，盡管EDA軟件投資較大，為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，劃出專項(xiàng)資金，引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
（3）加強(qiáng)外聯(lián)，尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持，為了做好這方面的工作，我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系，可以從中得到了許多必不可少的幫助，如東南大學(xué)贈(zèng)送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備，美國(guó)Altera公司通過(guò)其大學(xué)項(xiàng)目贈(zèng)送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。
（4）鼓勵(lì)師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展，目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置，全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
（5）勤儉節(jié)約，變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害，為此我們從校計(jì)算中心等地方找來(lái)約20臺(tái)淘汰了的386和486微機(jī)，建成了硬件機(jī)房，很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。
2 EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
在EDA（實(shí)驗(yàn)）中心的日常管理中我們努力做到：
（1）全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA（實(shí)驗(yàn)）中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作，我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)授課，我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語(yǔ)音教學(xué)服務(wù)，我們購(gòu)買了無(wú)線話筒。有一些國(guó)外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng)，中心工作人員經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。
（2）開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外，保持全日制開放。開放時(shí)除了安排一般值班人員外，還經(jīng)常安排對(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
（3）不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非?？欤覀兝弥行呐c外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢(shì)，不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來(lái)介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法，與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國(guó)性的EDA研討班。
3效果分析
（1） EDA中心自投入使用以來(lái)，已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號(hào)與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個(gè)實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中；每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)?？偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬(wàn)機(jī)時(shí)。
（2） EDA中心的構(gòu)建，推動(dòng)了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言，迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作，使教師可以在課常上集中精力和時(shí)間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識(shí)的途徑與方法，而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具，學(xué)生通過(guò)EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
（3）開放式的管理，方便了學(xué)生，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn)，原擬定通過(guò)Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法，結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了EWB的使用，其原因是他們已主動(dòng)地到EDA中心，通過(guò)自學(xué)，進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的例子。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力，反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，這也為他們將來(lái)自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
（4） EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場(chǎng)地，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，取得很好的效果，受到了學(xué)生的歡迎。
【摘要】隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,當(dāng)今數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正朝著高速度、大容量、小體積方向前進(jìn),其容量也由原來(lái)的幾千門發(fā)展到幾百萬(wàn)門,傳統(tǒng)的自底而上的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)難以適應(yīng)形勢(shì),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)運(yùn)而生。其中VHDL語(yǔ)言就是電子設(shè)計(jì)中常用的一種語(yǔ)言。本文就VHDL語(yǔ)言在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析討論。
【關(guān)鍵詞】VHDL語(yǔ)言 電子設(shè)計(jì) 自動(dòng)化應(yīng)用
一、前言
近些年，隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使用原來(lái)的方法進(jìn)行系統(tǒng)及芯片的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足要求了，需要具有更高效率的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行電子設(shè)計(jì)就是在這種情況下開發(fā)的，而且被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中，顯著地提高了開發(fā)效率及產(chǎn)品的可靠性。
二、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化和VHDL語(yǔ)言概述
1、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化概述。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化又稱為EDA技術(shù)，它是在上世紀(jì)70年代的集成電路技術(shù)茂盛發(fā)展下誕生的，與集成電路的復(fù)雜度是緊密相關(guān)的。在第一代電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA中，其主要功能是進(jìn)行圖形編輯交互及設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，所要解決的問題是進(jìn)行PCB布局布線或者晶體管級(jí)版圖的設(shè)計(jì)；第二代電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)EDA系統(tǒng)，主要包括邏輯圖的設(shè)計(jì)輸入、邏輯綜合、芯片布圖、模擬驗(yàn)證及印刷電路的版布圖等，隨著集成電路尺寸越來(lái)越小、規(guī)模越來(lái)越大、速度及頻率越來(lái)越高、設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，HDL的設(shè)計(jì)方案應(yīng)運(yùn)而生，隨后具有描述語(yǔ)言的VHDL被提出來(lái)了。
2、VHDL語(yǔ)言概述。VHDL語(yǔ)言是指超高速集成電路的硬件描述語(yǔ)言，它是一種很快的電路設(shè)計(jì)工具，其功能主要包括電路合成、電路描述及電路仿真等電路設(shè)計(jì)工作。VHDL語(yǔ)言是由抽象及具體硬件級(jí)別進(jìn)行描述的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，它已經(jīng)成為了一種通用硬件設(shè)計(jì)的交換媒介，很多工程軟件供應(yīng)商已經(jīng)把VHDL語(yǔ)言當(dāng)做了EDA或CAD軟件的輸入/輸出標(biāo)準(zhǔn)，很多EDA廠商還提供了VHDL語(yǔ)言編譯器，同時(shí)在方針工工具、布圖工具及綜合工具中對(duì)VHDL語(yǔ)言提供了支持。
三、VHDL語(yǔ)言的特點(diǎn)
1、VHDL語(yǔ)言具有較強(qiáng)的描述功能，能夠?qū)χС窒到y(tǒng)的行為級(jí)、門級(jí)及寄存器傳輸級(jí)這三個(gè)層次進(jìn)行設(shè)計(jì)，和其它硬件描述語(yǔ)言相比，VHDL語(yǔ)言的行為描述能力更強(qiáng)，這種較強(qiáng)的行為描述力能夠有效地避開具體器件結(jié)構(gòu)。對(duì)大規(guī)模的電子系統(tǒng)的邏輯行為進(jìn)行描述與設(shè)計(jì)，VHDL語(yǔ)言已經(jīng)成為高層次設(shè)計(jì)中的核心，也是它成為了電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)領(lǐng)域最好的硬件語(yǔ)言描述。
2、VHDL語(yǔ)言能夠支持大規(guī)模的設(shè)計(jì)分解，及已有設(shè)計(jì)再利用，大規(guī)模的設(shè)計(jì)不可能有一個(gè)人獨(dú)立地完成，需要多個(gè)項(xiàng)目共同的組成，VHDL語(yǔ)言中的設(shè)計(jì)實(shí)體概念、設(shè)計(jì)庫(kù)概念、程序包概念為設(shè)計(jì)的分解及再利用提供了有力的支持。
3、VHDL語(yǔ)言具有較為豐富的模擬庫(kù)函數(shù)及仿真語(yǔ)句。這使它能夠在任何設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，很早地就能對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能中的可行性進(jìn)行查驗(yàn)，并隨時(shí)可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真，將設(shè)計(jì)中的邏輯錯(cuò)誤消除在組裝前，由于大規(guī)模集成電路及應(yīng)用多層的印刷技術(shù)器件組裝完畢之后。很難進(jìn)行修改，這就使得邏輯模擬變得不可缺少，運(yùn)用邏輯模擬還能夠減少成本縮短調(diào)試及設(shè)計(jì)周期。對(duì)于中小規(guī)模的集成電路，僅運(yùn)用模擬就能夠獲得成功數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)；而大規(guī)模集成電路，則需要運(yùn)用邏輯模擬進(jìn)行邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的檢查與分析。邏輯模擬系統(tǒng)對(duì)于集成電路來(lái)說(shuō)，是不可缺少的重要手段。
4、VHDL語(yǔ)言本身生命周期就較長(zhǎng)，在VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)中，并不包含和工藝相關(guān)的信息，其設(shè)計(jì)和最終工藝實(shí)現(xiàn)是無(wú)關(guān)的，能夠使設(shè)計(jì)通過(guò)門級(jí)仿真之后，在用合適的工具映射到不同的工藝當(dāng)中，當(dāng)工藝進(jìn)行更新時(shí)，就不需要進(jìn)行原設(shè)計(jì)的修改了，僅改變映射工具就可以了，對(duì)于已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)，尤其是和工藝技術(shù)相關(guān)的參數(shù)可以運(yùn)用VHDL語(yǔ)言所提供的類屬進(jìn)行描述，或者進(jìn)行子程序功能的調(diào)用，可以在源程序不改變的情況下，僅修改類屬的函數(shù)及參量就可以了，這樣就可以改變電子設(shè)計(jì)的規(guī)模及結(jié)構(gòu)了。當(dāng)然在VHDL語(yǔ)言也有些不足之處，像沒有WAIT語(yǔ)句、不能處理動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)、不能等待時(shí)序等，但它整體還是有很多優(yōu)點(diǎn)的，并為硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大地方便，被很多用戶所接受，也得到了很多廠商的有力支持。
四、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)用VHDL語(yǔ)言的開發(fā)流程
VHDL語(yǔ)言的開發(fā)流程主要為文本編輯、功能仿真、邏輯綜合、布局布線、時(shí)序仿真及編程下載。其中文本編輯器能夠進(jìn)行VHDL語(yǔ)言環(huán)境的編輯，其文件保存為，功能仿真是指將文件調(diào)入VHDL的仿真軟件中，并進(jìn)行功能的仿真，對(duì)其邏輯功能進(jìn)行檢查以驗(yàn)證是否正確，也稱為前仿真，對(duì)于那些相對(duì)簡(jiǎn)單的電子設(shè)計(jì)可以忽略這一步，在布線完成之后直接進(jìn)行時(shí)序仿真：邏輯綜合是指將文件進(jìn)行邏輯綜合并在設(shè)定的約束條件下進(jìn)行綜合。就是把語(yǔ)言綜合成布爾表達(dá)式及信號(hào)連接關(guān)系，綜合之后會(huì)生成，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件：布局布線則是將文件調(diào)到PLD廠家所提供的軟件之中進(jìn)行布局布線，這樣就可以把已設(shè)計(jì)好的邏輯安放到PLD 內(nèi)了；時(shí)序仿真是指利用布局布線時(shí)所獲得的精確參數(shù)進(jìn)行后仿真的驗(yàn)證：編程下載所指當(dāng)確認(rèn)方針沒有錯(cuò)誤后，就將文件儲(chǔ)存到目標(biāo)芯片中。
五、VHDL語(yǔ)言在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)用中的作用
VHDL語(yǔ)言在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中的應(yīng)用，能夠有效地打破傳統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)界限，借助硬件的描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)出與相關(guān)要求相符合的硬件系統(tǒng)，運(yùn)用VHDL語(yǔ)言對(duì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的應(yīng)用，與C語(yǔ)言的語(yǔ)法類型是相似的，具有很好的可讀性，掌握起來(lái)也較為簡(jiǎn)單，運(yùn)用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)打破了原有地先畫出電路的原理圖，再進(jìn)行元器件及實(shí)際電路定式的搭建，可以靈活地御用VHDL語(yǔ)言描述的硬件電路功能進(jìn)行信號(hào)的連接和定時(shí)關(guān)系，在總體行為的設(shè)計(jì)一直到最終邏輯形成網(wǎng)絡(luò)表的文件，對(duì)于每一步都要進(jìn)行仿真的檢查，在仿真結(jié)果分析中，能夠發(fā)現(xiàn)電子自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中所存存在的問題，這樣更有利于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)用的完整，并且其設(shè)計(jì)效率更高，時(shí)間周期更短，VHDL語(yǔ)言已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中了。
六、VHDL 語(yǔ)言在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)用中所要注意的問題
1、文件名和實(shí)體名要相同，其后綴均為.Vhd，程序的存儲(chǔ)路徑不能有漢字出現(xiàn)，變量要放在結(jié)構(gòu)體之中，變量并不是全局量，僅能在進(jìn)程語(yǔ)句及子程序中進(jìn)行使用。
2、關(guān)于順序語(yǔ)句和并行語(yǔ)句問題，要把并行語(yǔ)句直接放人結(jié)構(gòu)體里就可以了，而順序語(yǔ)句就要放在process里了，雖然process自身是并行語(yǔ)句，但它的內(nèi)部確是順序語(yǔ)句。
3、在條件語(yǔ)句中，條件的覆蓋是不完整的，綜合器會(huì)把多余的鎖存器引入進(jìn)來(lái)，一定要對(duì)條件所覆蓋的范圍進(jìn)行考慮，通常的處理方法是加上else語(yǔ)句進(jìn)行條件補(bǔ)全，頂層的文件在進(jìn)行存盤時(shí)，其文件名是不能和底層的文件名相同的。
七、結(jié)束語(yǔ)
隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品也在迅速發(fā)展著，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)手段，而VHDL國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言與電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)工具的結(jié)合，能夠有效地降低設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)，縮短設(shè)計(jì)的時(shí)間周期，提高設(shè)計(jì)效率，隨著VHDL語(yǔ)言在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，并將會(huì)給硬件的設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)很大的變革。
【摘要】現(xiàn)本文就從背景、思路、方法以及課改特色等幾方面對(duì)中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革進(jìn)行相關(guān)探索。
【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校;電子設(shè)計(jì);教學(xué)課改;課改方法
在中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的人才培養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)明確電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要性以及其對(duì)專業(yè)人才的需求方向，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適用現(xiàn)代電子科技課程的教學(xué)，必須要對(duì)中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程進(jìn)行教學(xué)改革。進(jìn)行中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)課改，必須要明確課程改革的思路。
1.中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革的背景
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，是現(xiàn)代微電子技術(shù)和現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，為現(xiàn)代電子理論和設(shè)計(jì)的表達(dá)與實(shí)現(xiàn)提供了可能性，對(duì)于現(xiàn)代電子科技的發(fā)展有著重要的意義。
1.1 社會(huì)需要
改革開放以來(lái)，我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平得到大幅提升。近年來(lái)，隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化開發(fā)工具功能的不斷完善，使得現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列技術(shù)以空前的規(guī)模和速度滲透到各行各業(yè)，并成為當(dāng)今電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的可編程邏輯器件之一，同時(shí)使得社會(huì)對(duì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的人才需求量也越來(lái)越大。
1.2 人才缺乏
然而在經(jīng)過(guò)企業(yè)的專家調(diào)研、訪談，中職學(xué)校畢業(yè)生的回訪等信息反饋后，發(fā)現(xiàn)大家對(duì)現(xiàn)在中職學(xué)生的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能力表示遺憾。在實(shí)際的電子設(shè)計(jì)工作中，大部分中職學(xué)生都不能將學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中去，等學(xué)生在工作中才明白電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)以后的發(fā)展和復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的升級(jí)更新的重要性時(shí)已經(jīng)為時(shí)已晚。因此，現(xiàn)代的中職電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的主要任務(wù)是要建立一個(gè)健全的電子設(shè)計(jì)教學(xué)體系，以解決學(xué)生只是學(xué)習(xí)零碎的知識(shí)而用不出來(lái)的矛盾與尷尬。為了使中職學(xué)校電子信息工程專業(yè)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教育緊跟社會(huì)的發(fā)展，改變現(xiàn)今中職與社會(huì)脫節(jié)的現(xiàn)狀，必須要對(duì)現(xiàn)有的中職電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)課程進(jìn)行改革。
2.中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革的思路
在科技的推動(dòng)發(fā)展下，社會(huì)對(duì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的技術(shù)人員的專業(yè)要求逐漸增高，培養(yǎng)大批掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的人才成為目前高等院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的主要目的。然而目前的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)手段和方法仍然存在一定的陳舊思想與就教學(xué)誤區(qū)，對(duì)于其實(shí)行中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革勢(shì)在必行。
2.1 對(duì)專業(yè)崗位群進(jìn)行企業(yè)調(diào)研
在進(jìn)行課程調(diào)研時(shí)，要與專業(yè)調(diào)研相結(jié)合，在選取調(diào)研對(duì)象時(shí)應(yīng)廣泛選取不同性質(zhì)、不同類型、不同規(guī)模的企業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研的方法可以采用問卷調(diào)查法，通過(guò)調(diào)研及座談根據(jù)電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)人才素質(zhì)的要求，把所涉及到的職業(yè)活動(dòng)分解為項(xiàng)目，再對(duì)工作項(xiàng)目進(jìn)行分析，獲得每個(gè)項(xiàng)目的具體工作任務(wù)，并對(duì)完成此項(xiàng)任務(wù)所需要的職業(yè)能力作出詳細(xì)的描述。
2.2 以工作過(guò)程為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境實(shí)施的教學(xué)資料、教學(xué)方法與組織
在教學(xué)方法上，不拘泥于某幾種教學(xué)方法，而是根據(jù)中職學(xué)生的個(gè)性特征及教師的教學(xué)特點(diǎn)，運(yùn)用各種各樣的教學(xué)方法達(dá)到教學(xué)的目的。在教學(xué)組織上，采用模擬項(xiàng)目開發(fā)的方式，按照企業(yè)管理方式進(jìn)行項(xiàng)目管理，讓學(xué)生身為“準(zhǔn)員工”體會(huì)工作環(huán)境和工作過(guò)程，強(qiáng)化學(xué)生的自我管理能力和組織能力、鍛煉學(xué)生的合作、溝通能力和責(zé)任心。
2.3 根據(jù)行動(dòng)領(lǐng)域設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域及學(xué)習(xí)情境
結(jié)合電子設(shè)備裝接工的國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定了“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化” 這一行動(dòng)領(lǐng)域?qū)?yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)W習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)內(nèi)容，再按照中職學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律與職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律將學(xué)習(xí)領(lǐng)域劃分為5個(gè)學(xué)習(xí)情境，構(gòu)成5個(gè)學(xué)習(xí)情境組成的學(xué)習(xí)情境庫(kù)，方便對(duì)不同基礎(chǔ)的學(xué)生組織教學(xué)。
2.4 確定課程標(biāo)準(zhǔn)
融入電子制圖員、助理電子設(shè)計(jì)師職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、電子設(shè)計(jì)的主流器件、新技術(shù)、新工具等“六新”，結(jié)合企業(yè)操作技能要求和工藝標(biāo)準(zhǔn)，確定課程標(biāo)準(zhǔn)。然后，根據(jù)典型工作任務(wù)的特點(diǎn)，將各教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)的解構(gòu)。按照中職學(xué)生職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律與認(rèn)知學(xué)習(xí)規(guī)律，以項(xiàng)目的形式，將課程分解為若干學(xué)習(xí)情景，將之前解構(gòu)的各知識(shí)點(diǎn)重構(gòu)到相應(yīng)的學(xué)習(xí)情景中，真正實(shí)現(xiàn)“用什么，學(xué)什么”。
3.中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)改革的方法
在課程教學(xué)改革中，應(yīng)當(dāng)貫徹以學(xué)生為主體的指導(dǎo)思想，引入校企合作、任務(wù)領(lǐng)域的開發(fā)機(jī)制。課程標(biāo)準(zhǔn)修訂和課程設(shè)計(jì)過(guò)程中要與企業(yè)緊密合作，以企業(yè)對(duì)新型電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)能力的要求為課程核心。
3.1 調(diào)查研究法
中職學(xué)校可以成立專門的課程改革團(tuán)隊(duì)，深入行業(yè)企業(yè)一線進(jìn)行人才需求調(diào)研、崗位工作知識(shí)能力素質(zhì)要求調(diào)研、學(xué)生崗位工作適應(yīng)性調(diào)研、專家訪談、畢業(yè)生訪談等，收集課程改革第一手材料，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、處理和分析，把用人單位對(duì)學(xué)生的要求與課程改革有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使課程改革與建設(shè)方案更加符合社會(huì)需要，更具有針對(duì)性和可操作性。
3.2 探索實(shí)踐法
探索實(shí)踐法主要是指在實(shí)際的教學(xué)組織過(guò)程中，按照中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革方案不斷優(yōu)化教學(xué)方法，提高中職學(xué)生學(xué)習(xí)效率和教學(xué)效果，特別是提高教學(xué)質(zhì)量的自我監(jiān)控能力，以實(shí)踐的方式探索適合中職信息工程類專業(yè)學(xué)生電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的教學(xué)方式及方法。
3.3 試點(diǎn)對(duì)比分析法
通過(guò)試點(diǎn)班級(jí)、試點(diǎn)教師實(shí)施課改教學(xué)，記錄課程教學(xué)的過(guò)程以及出現(xiàn)的問題，主要包括學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和課程的參與度，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果，教師的教學(xué)組織是否合理，講義的內(nèi)容組織是否合理，教學(xué)資料是否充分等;然后進(jìn)行縱向的歷史對(duì)比分析和橫向的試點(diǎn)與非試點(diǎn)對(duì)比分析，找出課程實(shí)施中的問題，并研究提出解決問題的方法和措施。
4.改革要貼近中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的特色
針對(duì)中職學(xué)校實(shí)際教學(xué)情況以及設(shè)施條件，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)對(duì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化人才的需求，在實(shí)行電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革時(shí)，應(yīng)當(dāng)建立起具有本院特色的課程改革體系，因材施教，以使本院學(xué)生更好的融合所學(xué)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化知識(shí)在實(shí)際工作中的應(yīng)用。
4.1 工學(xué)結(jié)合，“教、學(xué)、做”合一
以職業(yè)能力為核心、融入職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以真實(shí)工作任務(wù)為載體，創(chuàng)設(shè)“教學(xué)做”一體化的教學(xué)情境，實(shí)行行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式。
4.2 提出虛實(shí)結(jié)合、軟硬結(jié)合、實(shí)驗(yàn)室與網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)合的新的實(shí)踐教學(xué)體系
充分利用網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，開展虛擬平臺(tái)的仿真教學(xué)。實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的校內(nèi)、校外共享。
4.3 學(xué)習(xí)與工作接軌，能力培養(yǎng)貫穿始終
體現(xiàn)課程設(shè)計(jì)與教學(xué)活動(dòng)的“漸進(jìn)性、真實(shí)性、實(shí)用性、先進(jìn)性”，學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程就是實(shí)際的工作過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了與實(shí)際工作的零距離接軌。
5.結(jié)束語(yǔ)
中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的改革對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展有著重大的意義，在新的時(shí)代背景下，電子科技成為引領(lǐng)社會(huì)發(fā)展潮流的主要科學(xué)技術(shù)，而當(dāng)前的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到社會(huì)的需求，因此，明確思路，采取措施方法，創(chuàng)建具有特色的中職學(xué)校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)體系是當(dāng)下中職電子信息學(xué)校發(fā)展中的工作重點(diǎn)。
