浅析EDA技术在高职数字电子技术中应用

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摘要：随着时代的发展，在高职教学中数字电子技术课程教学也面临着新的要求，提出了数字电子技术课程的课堂教学开展设计性实验与eda技术整合的思想，并结合本校的改革实践，提出了课程的改革方案，总结了具体的改革步骤和方法。

关键词：数字电子技术 EDA技术 课程整合

一、引言

高职教育的培养目标是适应社会发展需要的一线技术型、应用型人才，这种技术型、应用型人才应具有基础理论知识、技术应用能力等。高职电子、电气、计算机及相关专业开设的数字电子技术是重要基础课程。传统的数字电子技术教学只懂得电子技术的基本理论和方法而不懂现代电子技术的设计方法，无疑对就业和未来潜力的发展都是一种阻力。为了改变传统理论课程与实践教学相分离的状况，获得更好的教学效果，将EDA （Electronic Design Automation）技术引人教学环节，显得十分必要。将EDA仿真软件运用到高职的电子技术类课程教学中去，不仅可以丰富教学内容，提高教学水平和教学效率。

二、传统教学中不足点

（一）传统的教学目标不符合高职教育对人才培养的要求，教学内容的重点仍放在逻辑门，触发器的解释，中小规模集成电路的使用方法，数字电路系统的设计还是以真值表和逻辑方程的表达，手工打造的电路模块的电路板设计，调试的方法，使得复杂的电路设计是非常困难的。电子技术发展的今天，分立元件和中小电路已由大规模集成电路取代，这种教学内容和电路实验已经不能满足电子技术的飞速发展的需要，其重要性将继续减少。

（二）教学手段单一，教学方法和实验资源不足。“黑板十粉笔+实验”的教学方法不利于调动学生的积极性。在理论教学中，“数字电子技术”课程逻辑性强，内容大多是抽象和难以理解，教师使用传统的“黑板+粉笔”的教学模式，不仅学生觉得无聊，而且教学效果不理想；并在实验教学中，由于资金短缺的压力，往往不能完全满足学生实验需求。

（三）教师素质没有及时改善。传统教学模式下的数字电子技术课程教学，教师没有学习新的知识和技能，因此，不能在在电子技术教学中增加相应的设计方法和EDA技术的知识，同样的课程是由两位老师分别担任，这可能不能对基本知识和和先进设计方法进行有机结合，更不会有好的教学效果。

三、EDA技术

（一） EDA技术概述

EDA（Eleetronie Design Automation）即电子设计自动化，它以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制的电子CAD通用软件包。它可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合与优化以及逻辑布局布线、逻辑仿真，完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射，编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯。它不仅为电子技术设计人员提供了新的设计理念，同时也为教学提供了科学而便捷的平台。

（二）EDA技术的功能

（1）EDA软件平台中具有各类元件设计数据库模块。丰富的元器件库不仅为学生掌握各类电子元器件提供了坚实的基础，也可以通过元器件库了解各种元器件的性能参数，并为创新设计提供了取之不尽且零消费的试验元件。

（2）EDA软件平台中可以完成电路原理图的设计。通过这一功能可以完成各类元器件构成的电路原理图。通过原理图的设计可以帮助学生理解原理图的结构及各级电路之间的关系，对学生读图和识图起到事半功倍的作用。

（3）EDA 软件平台中具有综合仿真模块， 可以进行多种类型的仿真分析。分析结果波形图显示出来，直观、清晰。

（4）EDA软件平台可以进行多种类型的仿真分析。分析结果以数值或波形图显示出来，丰富直观的逼真数据不但为学生进行电路分析提供方便，而且其得出的结论更满足理论论证和接近实践性。

四、EDA技术与数字电子整合的优点

（一）课程整合的必要性

大多数的高职院校将“数字电子技术”课程放在第二、三学期学习，“EDA应用技术”课程放在第五、六学期学习，这种先学习理论后进行实践的传统教学模式主要以熟悉工具软件的使用和一些数字电路验证实验为主。从理论到实践教学使学生学习数字电路的理论知识和实践教学脱节，无法解决实际问题，所以传统的教学模式已经不适应EDA技术发展的需要，需要将“数字电子技术”和“EDA应用技术”课程合并成为新课程：“数字电子EDA技术”。

（二）EDA在数字电子技术中应用

（1）在课程内容体系中，基于EDA技术与数字电子技术的数字系统的设计，体现了“数字系统EDA设计”和“数字电子技术应用”的核心技能。在数字电子EDA技术课程中，从培养学生工程应用能力和创新意识的角度基于教学的组织和实施，内容分为多个基本知识模块和创新实验模块，构成一个能力培养层次化、教学内容模块化、理论和实践紧密结合的课程体系。

（2）EDA技术与数字电路教学的整合。教学中，介绍了EDA技术在数字电路课程设计的教学和实验中的应用，学生只要学习EDA软件和VHDL语言就可以自行进行数字电路实验。在学生课前对实验项目设计时，对使用MAX + PLUS原理图设计或描述VHDL电路，进行综合适配。综合适配成功后，然后进行仿真分析，模拟结果与设计的特点是否一致。若不一致则对原理图或文本进行修订，综合，自适应，仿真，直至一致。最后，下载自己完成的逻辑设计，在实验系统上对硬件进行测试，最后根据数据写出实验报告。

（3）引导学生进行独立研究的实验室实验中，鼓励学生创建课外兴趣小组，共同研究学习中遇到的问题，一起合作开发大家感兴趣的电子设计。在设计与综合实践中，给学生实际的项目和目标，引导学生讨论计划，方法。学生完成任务的所有方面，根据任务目标，进行信息检索，实验设计，设备调试，实践结果的测量和处理，学生在明确任务目标的基础上，充分发挥主观能动性，培养学生的独立工作能力。

（4）采用国际标准和提高学生的英语水平。由于EDA编程语言的应用技术和相关软件都是英文版本，相关网站和一些新知识也是英文的，因此，要鼓励学生提高他们的英语水平，参阅相关的外文资料，加深对电子设计的理解，通过浏览相关的国外大型网站，激发学生的学习兴趣。

五、总结

EDA技术引入数字电子技术的理论教学与实践教学中，采用先进的教学方法，学生不仅可以直观地了解电路的相关原理和工作过程，而且还可以修改电路形式或参数，还可以培养学生的实验能力和创新能力，激发学生的学习电子电路设计先进技术的兴趣，培养学生主动探索，努力进取，团结协作精神。

参考文献：

【1】阎石.数字电子技术基础[M]].北京：高等教育出版社，1998.

【2】顾斌，赵明忠.数字电路EDA设计[M].西安电子科技大学出版社，2004.

【3】王艳芬.数字电子电路及其EDA技术[M].化学工业出版社，2007.

作者简介：

王磊（1983—— ），男，湖南长沙人，助教，硕士，研究方向数字电子技术。