電子設計技術論文

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電子設計技術論文:電子設計自動化技術的教學研究與實踐

摘 要： 本文討論了在EDA技術的教學中采用項目式教學法，使學生在參與項目的過程中學習知識。學生在教師的指導下實施并完成一個比較完整的特殊項目工作獲取知識，而項目的選擇需要根據學生的特點和相關的理論知識特別設置。與此同時，教師在學生參與項目的過程中穿插講解知識，讓學生更容易理解和掌握教學內容。在項目開發的教學過程中，讓學生分成不同的研究小組，增強了學生的工程意識和團隊意識。

關鍵詞： 項目教學法 EDA技術 教學改革

1.引言

在傳統的教學模式下，教學內容是理論教學和實踐教學相結合獨立開課，而且學生是在學習理論知識的基礎之后再到實驗室去做相關的實驗。而對于電子設計自動化技術，即EDA技術，這門課程的教學來說，這種傳統的教學模式存在著一定的弊端，因為很多學生第一次接觸這門課程，所以在理論教學的過程中存在很多難以理解的抽象內容，而在做實驗的過程中又無法將學習的理論知識運用到實踐中去，理論與實踐相脫節，這大大降低了學生學習的主動性和興趣，導致了教學難度成倍增加，所以教學的改革需要加快進行。在傳統的教學方式下，其教學目標不明確，傳統教學注重理論知識而忽視實踐能力。而社會要求高校畢業的學生動手能力提高，動手能力成了高校畢業生的一個重要能力，所以我們要著重培養學生的實踐能力。因此，在進行EDA技術教學時，我們需要采用新的教學模式，而項目教學法是在學生參與項目的過程中學習知識，同時理論知識在實踐的過程中獲取，所以采用新的教學模式，即采用項目教學的方式引導學生成為迫切的要求。

2.研究現狀分析

國外的高等職業教育形式多樣，各有千秋。德國經濟的騰飛與其高等職業教育密切相關，經過多次教學改革，德國目前采用“雙元制”的校企合作方式取得了很大成功。法國注重產、學、研的結合，以“大學?！钡哪Ｊ脚囵B人才，強調理論加實踐，堅持培養人才的多面性和多學科性。澳大利亞“階梯教育”模式與證書、學位及工作方向對應。澳大利亞實行“階梯教育”模式，這種模式將教育水平與所取得的證書、學位及工作方向對應起來。

我國的高等教育從1979年至2009年間教育有關法律、法規及文件的變化可以看出，在改革開放的初級階段，高等教育發展戰略主要還處于探索和調整階段。從1998年以后，隨著高等教育本身實力的不斷增強，也隨著中國特色的社會主義市場經濟體制的初步形成和走向完善，中國高等教育發展戰略也逐步自成體系、重點明確，走向有詳細規劃、有落實措施的新階段。

隨著社會對高等教育要求的不斷提高，尤其是北部彎開發區建設的深入，社會需要直接從事生產、建設、管理、服務第一線工作的應用型高等專門人才，高等院校越來越多采用項目教學法培養學生的實踐能力及團隊合作能力。對人才的需求不斷提高，這就要求院校在培養EDA技術人才時結合產品的市場效率和技術要求，加大教學改革的力度，研究實踐具有實效的教學方法，培養具有工程意識和創新能力的EDA技術人才。

3.教學形式與內容

如何讓學生們對學習的興趣進一步提高？如何讓大部分學生能通過自己的思考完成任務？這些是教學急需解決的問題。理論教學中培養了學生的一種思考方式，但不能最終提高學生的動手能力。在項目教學法中，EDA課程設計和開放的實驗給學生提供了進實驗室的平臺，在EDA課程中采用項目教學能很好地鍛煉學生的學習能力、實踐能力及創新能力。我們所討論的項目教學法是以教師為主導、學生為主體、實踐為導向的教學方法。在教學活動中，項目教學法最重要的特點是改變了傳統教學方法中教師為主體的局面，使學生從被動學習改變為主動探究性學習。在項目教學法的教學過程中，有以下幾個重點需要特別注意。

3.1選擇合適的教學項目

教學項目的選擇主要是從教師層面來講的，選擇好一個好的項目對教學的順利開展至關重要。采用項目式教學的前期工作是選擇合適的工程項目，這些項目應該是從工程實際出發選擇符合學生知識水平的典型性的項目，項目的選擇應遵循以下幾個原則：

3.1.1項目的工程實用性：我們應盡量將真實的工程項目作為教學所用的項目，首先，真實的工程項目可以培養學生的工程意識，學生在參與項目的真實工作和學習環境中更能提高自身的能力；其次，學生對真實的工程項目更感興趣，學習的熱情更高，學習的主動性和積極性也更高；再次，真實的項目不應該只是采用仿真的方法模擬，最好能用實物的形式實現，讓項目的真實成果給予學生更多的成就感，最大限度地激發學生的學習興趣；最后，真實的項目能提高學生動手能力，尤其是調試電子電路的能力，還能促進學生從實踐的角度對理論知識進行進一步的綜合與理解。

3.1.2項目難易程度需要適合學生的層次：項目教學的進程中，所選擇的項目太難可能導致學生無法完成預期目標，從而打擊學生的信心，知識的傳授也無從說起。另外，太容易的項目則會讓學生感覺沒有挑戰性，即使完成了項目也會缺乏成就感，無法調動學生的積極性，違背了項目教學的初衷。所以，在EDA技術這門課程的教學過程中，項目的難易選擇需要教師不斷摸索，尋找出難易適中的教學項目。

3.2以學生為主體

以學生為主體是項目教學法的一個重要標志，包括以下幾個內容：首先，各個學生小組是完成項目的主體，學生的分組以學生自愿為原則，以體現學生的主動性。另外，不合理的分組可能會使小組內部合作不順暢，出現小組之間競爭不合理的現象，從而降低學生的學習主動性，所以，分組在學生自愿的基礎上，還需要老師根據班級內不同學生的學習情況（包括學生的知識結構、動手能力甚至性格特點等）對分組進行一定程度的干預，從而達到成績好的學生帶動成績較差的學生的目的，以保證教學效果。其次，小組成員中以投票的方式自由選擇并確定小組隊長，由隊長來分配各個成員的工作任務，對于不同的項目，小組隊長可以輪流當選，以培養學生的工程組織與合作能力。再次，在參與項目的過程中，小組中各個成員按不同的任務或搜集、選擇信息資料，或搭建電路，或編寫程序，由學員共同研究解決問題。最后，任務完成后，每個小組成員都必須匯報工作，匯報內容包括在完成項目的過程中所遇到的問題及解決問題的方法，以督促學生共同合作。

3.3教師適時引導

在項目教學的過程中，雖然是以學生為主體，但教師的地位仍然很重要。教師在教學過程中適時引導與點評是教學順利開展的必備條件。首先，在項目式教學開始時，教師要對項目有一個整體介紹，還要給予學生必要的引導，并由此上升到理論的知識傳授上，使學生在做項目時少走彎路。其次，在項目進行的過程中，學生遇到的難題，應該給予針對性的、啟發引導式的指導，引導學生自己總結問題，理論聯系實際，避免學生出現“卡殼”的現象而無法跟上項目的進度。只有這樣，學生才能在參與項目的過程中提高技能，理解并掌握知識，以避免學生在做項目時盲目處理，手足無措。說到底，在項目式教學的過程中，教師要從知識的灌輸者變成組織與引導者。

3.4評價機制

在項目教學法中，對學生的評價機制非常重要，這將極大地影響教學的質量。因為好的評價機制讓學生更加勤奮，而差的評價機制則可能扼殺學生的創造性和積極性。所以，在學生的評價機制中，第一，各個項目小組成員要加強合作，學生的相互合作參與能力也作為成績的一個重點，以提高學習成績較好的學生對學習較差的學生進行一定程度的幫、傳、帶的積極性，同時也可以盡量避免出現小組中個別學生偷懶不參與完成項目的情況。第二，在項目完成時，鼓勵各個小組之間相互交流，并盡量利用每一次課堂的機會，讓每個小組都進行相應的匯報。第三，教師再進行適當的點評和評分，這樣做不但可以提高學生的綜合能力，還能提高學生對項目中所蘊涵知識點的掌握程度。第四，根據具體情況，將每次課堂的評分為學期成績的重要組成部分，加大平時課堂評分在評價機制中的比重，讓學生更認真地對待平時課堂知識的積累，同時也能最大限度地提高學生的學習積極性，培養學生的能力，增強教學效果。

4.結論與展望

項目教學法在DEA技術教學中的實踐表明，學生在參與完成具體項目的過程中學習熱情更高，學生的動手能力和團隊合作能力得到了大幅度提高。在教學的過程中，不僅使學生在實踐中鞏固了理論知識，讓學生掌握教學中的各個重要知識點，而且讓學生學會了在探索中發現問題并解決問題，提高了學生綜合能力。

項目教學法的研究與實踐是教學改革的一個重要方向，它激發了學生的學習興趣，培養了學生的綜合素質。在今后的研究中，我們可以在項目的選擇與討論及對學生的評價機制上進一步進行完善，以最大限度地調動學生的學習主動性，增強教學效果。

電子設計技術論文:基于電子設計競賽的電子技術課程教學改革探索

【摘 要】 為激發學生學習電子技術課程的興趣，增強學生的創新能力,提高教學效果。根據大學生電子設計競賽的特點，在分析電子技術基礎課程教學現狀的基礎上，對電子技術課程教學方法的改革進行了探討，提出了改革和調整的方法。實踐結果證明，其對培養和激發學生學習的積極性、主動性起到了積極的作用。

【關鍵詞】 電子設計競賽；數字電子技術；模擬電子技術；教學改革

兩年一屆的全國大學生電子設計競賽，為在校大學生開拓視野、促進理論和實踐的結合、提高學生動手能力提供了平臺。該比賽不但為中國電子信息領域的人才培養做出了貢獻，也為促進電子類學科建設和課程教學改革，提高教學水平帶來了深刻的啟示。如何以電子設計競賽為鍥機，促進電子技術類課程的教學改革成為一個重要的課題。

一、電子設計競賽的特點

1、競賽試題的內容及要求

全國大學生電子設計競賽試題有電源類、信號源類、無線電技術類、自動控制類、測量及儀器儀表類題目。涵蓋了電子技術應用的各個方面，涉及數字電子技術、模擬電子技術、高頻電路、單片機、傳感器、可編程邏輯器件等[1]。競賽要求參賽學生每3人一隊分工協作，在規定的時間內完成題目要求，包括了電路系統的理論設計、實際制作和調試，最后交出制作的成品控制電路及設計報告。試題有基本要求部分和發揮部分，既考察學生的理論基礎知識，也考察學生的實際動手能力、創新能力和相互協作能力。使學生在電路分析、設計、制作、調試等方面得到充分的鍛煉,也使優秀學生有發揮其優勢的余地[2]。

2、新技術、新觀念的體現

為鼓勵參賽學生使用新電路、新器件和新技術，體現“綠色產品、環保設計”的概念，近年來,一些大的電子器件公司也積極參與競賽，為競賽提供器件、設立獎項。例如在2011年大賽中可使用由瑞薩電子公司提供的專用板及瑞薩節能環保元器件，為學生接觸新器件和新電路提供了機會。

3、競賽的積極作用

根據電子設計競賽的要求，參賽學生需要掌握電子技術中電路的基本分析、設計、制作及調試方法。參賽學生在備賽中都需要經過的一系列培訓和磨練，基本具有較強的實踐動手能力和分析問題、解決問題的能力，同時也具有較強的團隊協作精神。具備這些技能，使他們就業時成為用人單位的首選。由此影響，使得近年來報名參賽的學生人數急劇上升，競賽規模越來越大、參賽的學校越來越多。2011年第十一屆，全國共有1062所高校11002支隊伍，參賽學生33006名。但是由于現實客觀條件限制，各學校參賽學生只能是各專業選拔出來的少數學生,受益面相對較小。

同時，通過幾屆電子設計大賽，從中暴露出一些問題:一方面是電子技術類課程教學中理論聯系實際不夠，新技術、新器件涉及少等；另一方面是學生在學習中綜合運用知識能力不強、實踐應用技能差等[3]。

如何借助電子設計竟賽的訓練和培養模式,改革電子技術課程教學，將其特點與優勢更好地發揮出來,使廣大學生受益,成為當前亟待解決的問題[4]，由此給于了電子技術課程教學改革新的啟示。

二、電子技術課程教學的現狀

電子技術課程包含模擬電子技術和數字電子技術，是電子類專業重要的專業基礎課，也是理論性和實踐性都較強的課程。在傳統的教學方法中，基本是以理論為主, 輔之以驗證性實驗。容易出現教學效率不高、教學效果不夠理想等問題，其弊端主要表現在以下幾個方面：

1、偏重基本原理，理論聯系實際不夠

傳統的教學模式中，側重基本理論教學，注重基本知識、基本原理及分立元件的內部結構和工作原理的介紹，而對元器件的工程應用實例介紹的比較少，使得理論和實踐分離。兩者在教學內容、考核等方面由不同的教師負責，互動較少。在有限的實驗課中基本以驗證性實驗為主，設計性、綜合性實驗較少，學生只能接觸到有限幾個的器件，了解其簡單功能，自己動手設計制作電路的機會少。

2、知識的綜合應用少

模擬電子技術與數字電子技術任課教師不同，實驗課內容不同，學生少有機會將兩門課程的知識融會貫通應用。在分析簡單電路時，學生可能比較順利, 但要分析復雜電路或設計制作一個電路系統時，常常無從下手，畫的電路圖不實用，不知怎樣合理應用器件，不會調試電路。這些嚴重制約學生創新意識的培養，阻礙學生主動探索的積極性、創新性。

3、新技術、新器件涉及少

當前電子技術的發展非常迅速，特別是新器件日新月異。然而長期以來，由于教材內容更新緩慢，跟不上實際生產和技術的變化，加之課時量的限制，教學中常常僅限于基本原理和中小規模集成電路本身。對如何應用新技術構建電子控制系統的技術和大規模新集成器件，幾乎沒有涉及。

三、電子技術課程教學改革的措施

在電子技術基礎課程教學改革中應該突出基本原理與應用并重，課程之間的銜接及綜合應用。在教學內容、方法和教學手段上要多樣化，特別在實踐教學中突出應用性、綜合性和創新性。

1、理論教學的改革

對課程的內容進行適當的調整，在講解基本原理的基礎上，注重應用實例。例如，在數字電子技術中，大量精簡壓縮分立元件、小規模集成電路的內容；注重器件的外部邏輯功能、特點和重要參數，而對其內部結構不作太多的講解。如在學習555定時器時，多用實例講其功能和使用方法，并將在電子設計競賽中用到的電路及所制作的電路板展示給學生。使學生對這一單元電路有更深刻的了解。

適當的開辟課堂討論，改變傳統的灌輸式教學方法[5]。在生動、活躍的課堂氣氛中培養學生的自主學習能力，變被動接受為主動思考。在討論中，引導學生廣開思路，對學生發言中暴露的問題及時給予解答，激發學生學習的興趣和積極性。

2、實踐教學的改革

將實踐教學分為實驗課和電子實訓課兩個部分，采用由淺入深，由易而難的逐步推進方式。

（1）基礎實驗 主要使學生在認識器件、了解功能的基礎上，完成簡單的設計性實驗[6]。在進實驗室前，讓學生先根據實驗要求設計好電路，計算好各項指標達后，再到實驗室進行插面包板調試。在實驗教學中，理論課老師參加也指導學生實踐，以便及時幫助學生解決問題，發現和彌補理論上欠缺的內容，使理論與實踐一體化，克服兩者脫節的現象[7]。

電子設計技術論文:關于微電子設計自動化技術的研究

摘 要 在電氣化的當今，基于電子科技的發展，微電子設計技術已逐漸的運用于自動化領域，而且在實際的生產和生活中占據著重要的地位。本文主要論述微電子系統的優越性，以及其各個功能模塊的生成。

關鍵詞 微電子設計自動化技術應用研究

一、引言

隨著科學技術的不斷發展，電子技術已經逐漸的滲入人們的實際生產和生活之中。尤其是基于微電子的自動化技術，其很大程度上改變了我們的生產和生活方式。而且，基于現代人的生活觀念的轉變，對于電子技術有著更高的要求。微電子自動化的實現，需要合理的生成各個功能模塊，尤其是在電子電路的功能模塊上，其需要進行有效的功能模塊的構建。

二、電子設計自動化的特性

基于計算機技術的發展，微電子設計系統逐漸的采用程序編程的方式進行電子的性能設計。因此，當今的電子技術正朝著高性能、環保、自動化等方向發展。尤其是基于自動化技術的微電子的系統設計，更加加快了電子設計的革新。

（一）基于計算機軟件技術，進行電子系統的板塊設計

通過有效的程序編程，進而設計出電子系統的各功能板塊。這樣可以很好的避免傳統手工作圖設計帶來的弊端。同時，基于計算機的軟件開發功能，極大地優化了電子系統的革新。

（二）擁有開放式的集成芯片

電子系統的設計可以實現程序的良好轉換，并且開放式的集成電路，其電路的功能板塊集中于電路板之中，而且具有消耗低、性能高、便于安裝的特點。同時，這也是電子產品環保型發展的關鍵。

（三）具有便捷的升級軟件

現代的電子系統設計都是基于計算機軟件，進行有效的開發。進而，現代的電子系統具有良好的升級平臺，而且依托良好的計算機程序編程，可以做到在線或即時升級。這一特性便于電子系統的性能升級以及修補系統的漏洞。

（四）具有良好的系統仿真功能

這一特性可以很好的解決系統中的電子數值問題，同時可以對系統起到試驗或定量分析的目的，進而進一步的開放化系統。微電子設計自動化的過程，需要基于數學、物理等多學科的技術。尤其是計算機的程序編程，極大地豐富了微電子的系統設計，同時使得微電子系統很好的集成于芯片之中。

三、微電子設計自動化系統的功能板塊生成

微電子設計自動化很大程度上是基于計算機編程技術，尤其是系統的仿真、升級、集成等功能，為系統的功能板塊生成提供了良好的平臺。因此，現在的微電子功能通過電子芯片就可以很好的實現。

（一）系統的子板塊設計

這一板塊的設計主要是對于子版塊的輸入功能設計，這樣可以便于體統開發者對于系統的程序語言進行合理的定義。同時基于子系統的輸入功能，便于系統程序的編程的優化處理。子系統的輸入板塊可以起到程序語言的檢查或修正的作用，而且在進行系統程序編程的過程中，還需要基于輸入子板塊，進行合理的程序語言的數據轉化，從而便于系統的內容統一化。對于輸入的數據，輸入板塊可以實現很好的數據儲存，進而便于系統的調用。

（二）數據板塊的生成

系統的程序編程是一項復雜的工程，其編程的數據比較的龐大。尤其是對于系統的功能編程，會產生大量的結果和調用數據。這樣就需要對數據建立一個數據板塊，這樣便于系統的調用，以及系統的在線升級。

（三）系統的仿真板塊

這一板塊的生成主要是針對系統的數據進行自動化的試驗和數據分析。這樣就可以比較真實反應出系統的演變情況及運行發展的全過程。同時，基于“人造”電子環境，對系統的模型進行功能測試，可以對系統進行優化處理，這也是系統現代化的主要特性之一。

（四）功能診斷板塊

基于程序系統的微電子技術，其在進行編程的過程中，需要對系統進行自動化的驗證和檢測。也即是說，這一板塊的設計，可以對各個子版塊的系統進行故障的排查和診斷。這樣，可以保障各個子版塊做到無縫連接，避免其系統在運行的過程中，出現系統的規劃不合理的問題。

（五）電路板塊的有效規劃

基于微電子系統的開放式的特性，其在功能的實現過程中，各個板塊要實現無縫連接，電路板塊的規劃非常的重要。而且合理的板塊規劃可以實現芯片的低消耗、高性能的目的。

四、微電子設計自動化的應用

基于微電子設計自動化的優越性，其已經逐漸的滲入到我們的實際生產和生活之中，尤其是仿真技術的生成，極大地優化了高校的教學改革，以及開放的集成技術，便于各種應用程序的開發。

（一）基于微電子自動化技術的仿真特性，其廣泛的應用于高校的教學領域之中

尤其是對于電氣工程類的實踐性教學，其具有良好的優越性?；谠擁椉夹g可以對于專業術語和操作，進行形象的展示和描述，這樣便于抽象性問題的解答和知識的傳授。

（二）加速了電氣設備的革新

基于微電子自動化技術的開放式程序軟件，其在后期的改革過程中，為電氣設備預備了足夠升級的空間。尤其是功能系統的擴容性，極大地優化了電氣設備的升級模式。

（三）應用于各種應用軟件的開發，尤其是開放式的電路模式，更加實現了電氣設備的通用化的進程

一些關鍵的電氣設備制造，已經很好的實現了ASIC的編程。同時，基于這種編程模式，便于專一化的電路集成，進而使得電氣設備的規格逐漸的統一化，這樣可以極大的方便電氣設備的使用，同時降低了電器的生產成本。

五、結語

在電子信息科技時代，基于計算機技術的不斷發展，微電子設計自動化逐漸的通過程序化的模式實現其系統化。同時，基于其優越的特性，其已廣泛的滲入到實際的生活和生產之中，尤其是應用于高校的教學和應用軟件的開發之中。

作者簡介：趙上閣，湖北隨州市人，就讀于長江大學機械工程學院機械設計制造及其自動化.

電子設計技術論文:電工電子技術實驗改革基于電子設計競賽的探索

當前電子設計競賽進行的如火如荼,作為專業基礎課的電工電子技術,其教學和實驗安排必然要緊跟時展的脈搏,借助于各種仿真手段,通過綜合性的設計培訓,達到提高基礎知識、選拔優秀人才的目的。

[關鍵詞]電工電子 實驗 設計競賽 探索

當前科技發展日新月異,電工電子技術等基礎課程的教學改革也必須跟上信息時代的腳步,在國家倡導技能院校的大背景下,高職院校擁有了前所未有的發展機遇,隨著大學生電子設計競賽在全國各個省市地區的深入發展,勢必帶動一大批優秀的科技人才進入到科研創新的隊伍中來,作為高等學校的一部分,高職院校既承擔著大學教育的一部分功能,也天然地繼承了作為職業院校的技能教育的基本要求。

一、結合電工電子技術實驗進行培訓

根據我們最近幾年所進行的培訓和賽前輔導的相關工作,針對高職院校的特點,探討如何更好地提高電子技術實驗在實際教學中的作用,以及如何推動電子設計競賽在高職教學過程中的改革和創新。為保證競賽取得佳績,同時培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作精神,提高學生的動手能力,各高校都將在競賽開展前進行相關的培訓,并從中遴選出優秀選手參加每兩年舉行一屆的全國大賽。

培訓的過程一般從大一新生就開始入手,以電子協會的名義召集有興趣的同學加入,然后統一培訓,培訓的思路基本遵從教師輔導有基礎的同學,而讓有經驗的同學去培訓新生,這樣既可以節省教師的時間,又可以鍛煉高年級同學的組織能力和領導能力。本著“實踐、服務、創新、提高、發展、學以致用、技術強身、技術為民”的宗旨來開展工作,在傳統工作中具體實現形式上要有所創新。

針對電工電子技術課程的特點,指導教師分配了相應的管理任務,具體工作如下:

1.對新會員進行學習相關協會管理制度和各種用電安全,實行一對一的進行教育和學習,力爭每個新會員都能夠接納和理解此次教育目的,以便今后更好的開展各項工作。

2.對新進會員開展培訓,主要課程有:電子元器件的認識、電子基本電路的認識、簡易電路的制作,并開展電子設計、維修方面的學術講座,電子設計實驗:數字溫度計、數字鐘、秒表、穩壓電源、簡易液壓控制裝置、功率放大器、可調基準等電路的制作,單片機的簡單程序的設計等。同時開放實驗室讓同學們能動手進行更多實際的操作。

3.為了讓學生在不斷發展過程中獲得經驗,同時也使他們懂得更多做人的道理,傳承一種“團結奮進,甘于奉獻”的精神,每個月在學校學院進行一次大型的家電義務維修活動,以此來帶動學生的學習熱情和擴大影響力。

二、開發工具軟件的培訓

針對以上的項目,進行相應的課程培訓,并收集相關的資料。下面簡單介紹一下所需的開發工具軟件,當前競賽一般都用到下面三個工具軟件:Protel 2004、Keil μVision、Proteus以及EWB軟件,下面具體的一一說明。

1.Protel 2004。電工電子技術的教學目的就是要求學生掌握各類元器件的類型,電路圖的讀圖和繪制以及電路的工作原理,并掌握分析電路的方法。然而在教學過程中,電路元件的特性、工作曲線等十分抽象,課堂教學的直觀性差,學習這些內容比較吃力?？梢詰秒娐贩抡婕夹g來解決這個問題,Protel 2004就是其中之一。

2.Keil μVision。Keil μVision是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統。其功能強大,生成的代碼緊湊,是目前世界上使用最廣的51系列兼容單片機開發工具Keil μVision可以編譯匯編語言和C語言,但單片機軟件是一般采用C語言編寫,C51語言是ANSI C的擴展集,其語法結構、關鍵字等與ANSI C絕大部分是相同的。

3.Proteus設計仿真。Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發的電路分析與實物仿真軟件,可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路,該軟件的特點是:實現了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合; 支持主流單片機系統的仿真;提供軟件調試功能。Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是,它不僅能仿真單片機CPU的工作情況,也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。可從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。

4.EWB。EWB是一款仿真功能十分強大的電子電路仿真分析設計軟件,幾乎可以完整地仿真出真實電路的效果。EWB具有完整的混合模擬與數字模擬功能,可任意在系統中集成數字及模擬元器件。EWB能自動進行信號轉換,在輸出信號的觀察上,具備即時顯示的功能。該軟件帶有豐富的元器件庫,可提供多種電路分析方法。還有虛擬的儀表設備,比如函數信號發生器、萬用表、示波器以及邏輯分析儀等,可具體的模擬實際的測量情況。利用EWB提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗,仿真電路的實際運行情況,熟悉常用電子儀器的測量方法。

三、綜合項目設計培訓

電子綜合設計是電工電子技術實踐教學中的重要環節。將“電工技術” “模擬電子技術” “數字電子技術” “電子線路EDA及仿真”等課程融會貫通,整合成一門綜合性的實驗課程,在前述理論課后單獨設課。在設計內容、測試方法及數據處理方面均有一定的深度和廣度,在現代電子儀器儀表及設備的使用、實驗基本技能方面,使學生得到了很好的鍛煉。根據電子設計競賽所要求的能力,安排相應難度的綜合性的設計項目,可以鞏固所學的理論知識,并且可以在平時針對競賽的能力進行分散的鍛煉。

電子綜合設計的教學目的是培養學生初步具有電子技術的工程技術能力,盡力改變以驗證理論性質的純理論實驗,合理使用常用的電子儀器進行電路的設計和測試,鞏固和加深所學理論,并通過電子綜合設計培養學生的綜合能力和創造性,提高實驗技能,培養學生嚴謹的科學態度和作風。電子綜合設計以設計為主線,采用仿真與實做調試結合、課內與課外結合、硬件與軟件結合的教學模式和手段,全面而系統地培養學生的獲知能力、綜合設計與研究創新能力。

總之,高職院校由于時間限制,無法開展大規模的系統的集訓,只好從開學就著手進行學生的動手能力的培訓。經過對電子綜合設計教學實踐,注意在教學內容上采用適當教學方法,引入EDA仿真技術和現場調試等多種設計手段,完善了設計考核方法,使學生加深了對課程理論內容的理解和消化,培養學生了的綜合分析能力和應用能力及創新能力。實踐表明這是一種提高電工電子技術課程教學質量和提高學生綜合素質的有效方式。

電子設計技術論文:高職電子設計課程中電子線路CAD技術的教學與應用探討

摘要：電子線路CAD技術在高職的電子信息工程技術專業中是非常重要的一門課程，在電子設計以及畢業設計中都講用到該技術。電子線路CAD技術主要是用來繪制電路圖，并在計算機上利用該繪圖軟件對電路進行排列，從而讓設計出的電路更加的美觀。本文主要是針對電子線路CAD技術在高職電子設計中的應用進行研究。

關鍵詞：高職 電子設計 電子線路CAD技術 應用

對于高職學生而言，要學習的不僅僅是專業知識，動手能力是在學好專業知識的基礎上更高的一個層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術專業的學生經常會遇到電子設計等問題，因此，在進行電子設計的時候需要用到的很多專業知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術在電路板的制作方面的應用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術在電子設計中的應用進行研究與探索，說明電子線路CAD技術與電子設計的關系以及在電子設計中發揮的作用。

1、電子線路CAD技術與電子設計的關系

隨著電子技術的廣泛發展以及新型元器件和集成電路的廣泛應用，電路在設計方面也越來越復雜與集成化，因此，對電路的要求也越來越精密。而為了達到電路在復雜與集成化方面的要求，在制作電路的時候單靠手工的操作已經不能完成設計的目的了。所以，就產生了現在我們所用到的電子線路CAD技術。我們在電子設計過程中利用它就能達到電路所要求的精密度。

2、電子線路CAD技術在電子設計中的應用

電子線路CAD技術是使用當前被廣泛應用的計算機輔助繪圖和設計軟件，然后結合學過的專業知識進行設計，以加快設計進程、縮短設計周期、提高設計質量等。電子線路CAD技術在電子設計中的應用主要是一下幾個方面：

2.1 繪制電路圖

在進行電子設計的過程中，要實現電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個設計，還需要有一個完善的電路來承載這個程序，讓它實現它本該實現的功能。在電子設計中，我們一般運用的軟件是PROTEL,繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫，能夠為我們電子設計的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進行電子設計確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過程也更為方便。比如：我們在畫好一個元器件后，覺得它應該放在其他的位置，則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。

2.2 計算機仿真

電子線路CAD技術在電子設計的應用過程中還具備運用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達到了我們所預期的功能，并且能夠對一些數據進行仿真，可進一步對電路進行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進行直流工作電的分析、瞬態分析、溫度掃描分析、參數掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進行仿真的時候，我們首先要進行一個功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達到了預期的功能，然后進行數據仿真，對該電路進行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進行仿真過后，分析結果一般都是以數值或波形的方式顯示出來。

2.3 PCB板的設計

PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進行布線后的一種電路板。在進行PCB板的設計之前，首先要將電路原理圖導入，而導入的電路原理圖必須是通過仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設計者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進行布線。采用該軟件對電路圖進行布線，設計者可以先采用自動布線功能對電路進行大致的布線，然后用手動布線功能對其進行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。

2.4 三維視圖

在將PCB板設計好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點擊三維視圖的菜單就可以觀看設計電路板的三維視圖。

3、讓學生更好地掌握電子線路CAD技術

如上所述，掌握了電子線路CAD技術對于學生而言，可以更好地進行電子線路方面的設計工作。但在學習這一項技術的過程中，我們往往會發現學生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應用的例子。學生學習后多呈現一種臨時性的記憶，即在課程中會用，考核結束后在不長的時間后就不再掌握的現象。

解決這一問題的方法以，通過實踐我們認為采用類似德國職業教育所推行的以行動為導向的項目教學法為好。其基本的思路是：

(1)先整體后具體：在學習CAD技術時，先期進行總體介紹，讓學生有全局的認識，打消畏難的情緒；而后開始進入各項目的的學習實踐。

(2)先低頻后高頻：總體而言學生進入學習后應從簡而繁，低頻的一些電子產品其電路較之高頻的簡單，學習應從其中入手。

(3)先規范后異型：突出異型電路板的設計制做，其目的是讓學生今后在實際工作中具有變通的能力，在CAD技術中也手工調整電路布局的精華所在。

(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。

最后一點是，對于各個CAD制作的電路，不應僅停留于電腦的設計，在教學的過程中應讓學生的設計成為成品。這樣可使學習更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學生對學習到的技術彌久常新。當然，這種做法也會使教學的成本大幅上揚，但從人才培養的角度看，這樣的投入是值得的。

4、結語

在電子設計中運用電子線路CAD技術，不僅解決了電子設計中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時，讓學生通過在自主地進行一些電子設計，并在的過程中運用該技術，適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術的實際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術。

電子設計技術論文:試論FPGA技術在電子設計中的運用

摘 要：FPGA（現場可編程門陣）在數字信號處理系統及電子設計自動化中的運用越來越廣泛了。FPGA是基于PAL、GAL、PLD等邏輯編程系統發展起來的一種綜合性的可編程器件。其自07年開始投入市場以來，在電子設計中的運用是極為廣泛和深入的，在電子設計領域擔任著各級設計基礎的重要角色。

關鍵詞：現場可編程門陣列（FPGA）；電子設計；可編程片上系統

FPGA即現場可編程門陣，是一種半定制專用集成電路（ASIC），這個可編程器件的研發主要是為了解決ASIC的不足和PLD電路數的缺點。其包含了可配置邏輯模塊、輸出輸入模塊和內部連線三個部分。由于其新的特點和高的運用價值，所以在電子設計中得到了十分廣泛的運用。本文就基于FPGA的一些特點結合電子設計的運用進行探討，得出FPGA在電子設計中的運用方面的結論。

一、FPGA的簡介和特點

FPGA是以可編程陣列邏輯、通用陣邏輯、可編程邏輯器件為基礎發展起來的，從簡單的接口電路設計到復雜的狀態機，甚至系統級芯FPGA都扮演著十分重要的角色。其主要的特色就是現場可編程序性，這一點運用到電子設計中，可以靈活地進行控制，縮短產品上市的時間。其采用了邏輯單元陣列的概念，與傳統的編輯電路和門列陣相對比而言，FPGA具有不同的結構，它運用的是小型的查找表實現了組合邏輯的編輯，每一個表對應一個D觸發器，而這個觸發器正好驅動相匹配的I/O，這樣的組合模式正好完成了既可實現組合編輯又可以進行時序編輯的功能，這些每一個相鄰模塊運用金屬線連接。通過內部靜態存儲單元和編程數據，實現邏輯編輯的功能。

FPGA的特點：（1）FPGA特有的可編程片上的特點，就是指設計專用的集成電路的時候，用戶不需要投片生產，可直接合成芯片；（2）FPGA以其可由簡單接口到復雜接口的設計特點可以作為全定制或者半定制的專用集成電路的中試樣片；（3）就其特殊的結構而言，其內部含有極為豐富的觸發器和I/O引腳；（4）設計周期短，開發費用低，風險小。

二、電子設計

電子設計技術是指面向專用集成電路設計的計算機技術，在和傳統的ASIC的相對比而言，電子設計的性質更加偏向于自動化，所以它具備了幾個很突出的特點：（1）設計時是全過程的設計，在整個集成電路中的電路系統、硬件、軟件和仿真等包括在內都由計算機完成；（2）與傳統的設計不同，電子設計主要擔任了兩方面的角色，一個是主動的設計者一個是被動的使用者，二者結合就可以直接運用于客戶了；（3）實現的途徑相對而言更加具有選擇性，除了FPGA以外還有CPLD等可編程器件來運用于電子設計當中，但是FPGA的運用較為廣泛。電子設計由于其可大規模地進行編程，并且實現了自動化，在用戶體現上的優勢，所以成為了近年來主要的技術。

三、FPGA在電子設計中的運用

由于市場的競爭十分地激烈，在相應的集成電路的設計中，要有一席之地就需要在電子設計中運用很好的可編程器件，這些器件和傳統的相對比而言需要更好的適應市場的能力。

（一）符合電子設計要求的器件的發展

可編程邏輯器件即PLD在電子設計中的運用應該是數百萬門的大規模的器件，其中為代表的就是將近10萬門宏的FPGA。FPGA的主要結構中包括了一個復雜的電路系統，這樣的電路系統是為了迎合電子設計中的需要一個或者多個嵌入式系統處理器，以及控制模板和對應實現控制的通信口而存在的。FPGA正好滿足所有的針對于電子設計的關于大規模器件的要求，再加上其獨有的可編程片上系統，可以直接裝入一個芯片，不需要投片生產，即能滿足所謂的SOPC的設計。

電子設計和傳統的專用集成電路設計最大的不同就是它的多種專用端口，在FPGA中的一些開發的型號器件，這些器件的主要特點就是其嵌入式的系統塊設計，一切的功能都是采用系統塊的嵌入式結合而實現的，在這樣的一種將處理器和傳統器件的優勢相結合，創造出的性價比極高的FPGA，適用于電子設計上是十分有利的，針對于自動化的專門集成電路的設計，這樣一來可以避免很多不必要的缺點，包括其中的成本問題和高揮發性的問題?？傊?，FPGA的開發適應了針對于電子設計的一系列的要求是很好的可編程器件。

綜上可知，FPGA的研發，結合了傳統的各類可編程器件的優勢和作用，真正地運用于專門集成電路的自動化設計即電子設計是十分有用的。其可自帶編程片上系統，可以就復雜或者簡單的芯片的使用，其能耗低可以節省運行的成本，其多種專用端口和附加功能模塊的使用可以更加適用于多端口的電子設計上。

（二）植入了嵌入式系統處理器后的FPGA運用于電子設計

在FPGA中植入嵌入式系統處理器是很有必要的，來解決系統的體積、能耗和可靠性等問題。在現行的嵌入式系統中大多都是采用了ARM的32位知識產權處理器核的器件，但是在運用于電子設計領域之中，主要的還是要迎合其對于處理器多接口的要求，如果直接就將二者結合，那么系統運行時的體積和能耗必然會增加而系統可靠性就相應地減少了。將嵌入式系統直接植入到電子設計所使用的FPGA中可以很好地解決這個問題，一般采用的是將知識產權核以硬核的形式植入，和FPGA的可編程邏輯資源以及IP軟核相融合，代替原來的FPGA中的硬核的功能。運用于電子設計之中，就是將FPGA的硬件設計和實現了硬件和處理器的強大的軟件功能相結合起來，相輔相成實現了一種高效的全新的SOC。

（三）以FPGA為基礎的DSP系統在電子設計中的運用

在電子設計當中的DSP處理器必不可少的，但是在過去的電子設計行業中，大多都是利用DSP應用系統，但是其存在的缺點在市場快速發展的過程中得以顯現，比如處理的速度、硬件的靈活性或者是效率等方面。

FPGA具有大容量、高速度D的優良特性。所以FPGA為基礎而開發的DSP系統可以借助其數字信號處理的能力以及靈活的配置特性來彌補傳統的工具的不足，配套的嵌入式先進工具的開發是很好的一種和傳統相銜接又進行優化的形式。

電子設計的流程都是自頂向下的順序，這樣的一種特點就表示它是與硬件完全無關的一種系統設置，以FPGA為基礎發展起來的DSP系統就是基于這種設計流程的，在仿真測試上，利用了Matlab提供的IP核來完成，接著的轉型是通過SignaiCompiier來進行的，將設計的模型轉化成了RTL，在此基礎上進行時序的仿真，實現硬件DSP系統的仿真測驗。

以FPGA為基礎的DSP系統，是結合了FPGA的大容量、高速度的優勢發展起來的，并且與電子設計中的自頂向下的結構順序相適應，對于現今市場上存在的硬件靈活性、開發效率和知識產權等許多方面存在難以克服的缺點來進行的改進，很有市場利用價值。

（四）在電子設計的處理器上運用

在通信領域的電子設計技術運用是十分廣泛的，將FPGA和一般的處理器相結合來實現通信是稀松平常的一件事。但是真正地將二者相結合還是十分有挑戰的，利用FPGA實現高性能的處理器是很有前景的。

如果采用FPGA直接來武裝電腦，就會形成超級電腦的概念，由于FPGA擁有獨特的嵌入式的微處理器，所以結合他的可重配置的特性就可以對于現場的具體情況來配置整理文件。從而使得同一硬件電路結構在不同的時間段，形成不同的等效硬件結構以高效地對付不同的處理任務。例如，此類超級計算機某一段時間可以用于預報全球天氣狀況，下一時間則能用于根據某一公司的主要利率對沖情況來評估債券市場的風險，然后又可進入基因組合核對的分析等等。利用FPGA發展的電子設計的處理器雖然還研究地不夠深入，但是真正的研究出來的成果是十分符合現今的電子設計市場對于處理器的功能需求的。

四、總結

FPGA技術，即現場可編程門陣，在電子設計領域的運用可以說是十分重要和廣泛的。本文就FPGA的主要特點進行了簡單的描述，其具有的片上可編程序性是很有特色的一個特點，基于這樣的一種設計也可以開發出很好的功能。在電子設計上的運用，主要體現在器件的革新，嵌入式的處理器在設計FPGA時的運用和電子設計相結合，還有DSP系統的革新，以及電子設計處理器的運用等，這些運用足以見得FPGA在電子設計領域的重要性。

電子設計技術論文:微電子設計自動化技術研究與應用

摘 要：在現今電氣化的時代，電子自動化技術迅猛發展。將微電子技術應用到自動化領域越來越受到關注，并且逐漸應用到實際生活中。本文系統介紹了微電子設計自動化技術的特點以及設計過程和相關應用。

關鍵詞：微電子；自動化

隨著自動化技術的不斷深入發展，電子自動化技術也逐漸應用到人們的日常生活中，在很大程度上影響著人們的生活生產過程。并且，隨著生活水平的提高，人們對于微電子技術的要求也日益提高，因此深入研究基于微電子的自動化技術對于提高人們的生活質量有很大作用。系統實現微電子的自動化過程，需要構建合適的功能模塊，尤其是電子電路的設計。

一、基于微電子的自動化技術特點

隨著計算機技術的快速發展，微電子系統的性能設計逐步采用編程的方式完成。這種程序編程的方式使微電子技術更加的高性能化、高自動化以及高節能環保。同時，將微電子技術與自動化技術結合起來，更加推進了自動化領域的發展與創新。基于微電子的自動化技術主要有以下幾個特性[1]：

（一）基于計算機編程

電子設計自動化設計采用計算機軟件相關技術，通過編程的手段來完成系統各個功能模塊的設計與傳統的手工做圖方式相比，誤差小、效率高、簡單易行等特點。同時應用軟件功能開發各個系統模塊，優化了整個自動化系統的性能。

（二）芯片集成度較高

電子系統的整體設計，在一塊小尺寸的電路板上集成很多具有不同功能的相關電路，減小了電子線路的占用面積，使芯片集成度高、功耗較小、性價比高并且便于安裝，與此同時，這種高集成的芯片符合節能環保的設計理念。

（三）軟件升級方便

電子自動化系統的設計是基于計算機技術的，利用計算機軟件進行升級和維護，具有優良的系統升級平臺。采用計算機編程的方式對電子系統進行升級和維護，可以做到實時在線工作，使系統的性能升級便捷，漏洞修補及時。

（四）具備仿真功能

計算機仿真功能是電子自動化技術的一大特色，可以解決自動化系統設計過程中的數值問題。同時，利用仿真功能可以很好的對系統進行檢測和分析，方便進一步進行系統優化[2]。

整個電子自動化系統的設計要涉及數學、物理、計算機等多門學科的理論知識。其中計算機編程的應用，推動了系統設計的發展，使整個復雜的電子系統集成在小規格芯片之上成為可能。

二、微電子自動化系統設計過程

整個電子自動化系統的設計主要是包括各個功能模塊的生成、系統的維護與升級以及各功能版的集成等內容。利用計算機編程技術來完成系統的設計過程，為系統功能模塊的生成和功能的實現提供了良好的技術平臺，使電子自動化系統的功能可以通過高集成的電子芯片體現出來。

（一）輸入模塊設計

系統的輸入版塊主要是負責完成系統的輸入功能這一子模塊的設計是基于計算機編程語言完成的。首先，要對輸入內容用程序語言的方式進行定義，這樣便于系統程序的優化處理。進而，還需要對程序語言進行合理的數據轉化，從而使整個系統一體化。最后輸入數據才可以被很好的儲存供系統調用。簡言之，輸入版塊設計就是程序語言設計過程。

（二）數據模塊設計

計算機編程系統是一個數據量比較龐大的復雜的過程。在整個系統編程設計的過程中，會產生大量的過程數據和結果數據等，調用數據的過程變得很是復雜。因此，設計一個數據模塊，對系統各階段的數據進行存儲和調用，便于系統的生成和在線維護。另外，數據模塊可以在一定程度上拓展系統的功能，推動自動化的革新[3]。

（三）仿真模塊設計

仿真模塊的功能主要是完成系統的功能檢測和數據分析。通過仿真模塊的運行狀況反映出整個實際系統的工作過程，方便及時發現系統漏洞并進行在線升級。

（四）檢測模塊設計

利用計算機編程技術設計電子系統的過程中，需要對系統進行故障檢測和漏洞排查。檢測模塊可以保證各個功能模塊之間更好的匹配運行，避免程序運行過程中的系統規劃故障的發生。

（五）各功能模塊規劃

將各個功能模塊合理規劃集成到一塊小規格的芯片之上，是系統實現高集成、低功耗的關鍵步驟。

三、微電子自動化技術的應用

微電子自動化技術主要是應用在高校教學、電氣設備以及應用軟件開發等方面。

首先，基于計算機仿真技術的電子自動化系統設計可以很好的應用到高校電氣電子工程的教學實踐過程中。采用各專業術語和特定操作對整個系統進行形象描述和展示，可以使抽象的知識具體化，同時自動化技術的實踐教學可以提高學生的自主學習能力和動手能力，提高學生的整體素質。

其次，微電子自動化技術的發展，推動了電氣設備的升級。利用計算機程序語言來完成后期的系統革新階段，為電氣設備的更新升級提供了很大的空間。同時，微電子技術的集成特性，使電氣設備更好的實現了高集成、高性能的特點。

最后，軟件編程技術方便了各個應用軟件的開發，在電氣設備設計過程中統一編程，實現各軟件的兼容，從而便于各功能模塊的集成，推動電氣設備的統一化，同時降低了研發成本。

四、小結

隨著電子信息技術的飛速發展，為電子自動化研究越來越深入，基于計算機編程的電子設計業逐漸系統化和模式化。微電子自動化系統憑借其高集成、高性能、易拓展以及低成本等特性，逐漸應用到人們的日常生產和生活過程中。

電子設計技術論文:應用電子技術專業實踐性教學與電子設計競賽研究

摘 要：隨著電子信息技術的快速發展，新形勢下社會需求對電子技術專業人才的“技能型”、“應用型”提出了新的更高要求，結合我校參加相關電子設計競賽的經驗提出了實踐性教學模塊的設計思想及其實現方法。

關鍵詞：電子設計競賽；實踐性教學

近年來，我校學生分別參加了“全國大學生電子設計競賽”、“全國職業院校技能大賽”、等多項比賽。經過我們努力，我們取得了可喜的成績。通過比賽，我們深刻認識到參加電子設計競賽不但提高了學生的水平，同時也是對我系電子專業實踐性教學環節工作的檢驗。為了全面提升電子專業學生的實踐動手能力和綜合創新能力來適應各類電子設計大賽對高職學生的要求，應用電子技術專業的實踐性教學體系改革刻不容緩。

1 改革傳統的教育教學模式

我校應用電子技術專業于1999年開始進行招生，在早期的教學過程中，我們專業教師就根據本專業的特點和實際需要，對教學計劃進行適當的微調。2006年，我校電子專業成功申報河南省教學改革省級試點專業，我們對“應用電子技術專業教學計劃與大綱”進行了大范圍的調整。

根據“以提高人才質量為宗旨，以培養綜合能力為目標，以強化職業技能為核心，以就業為導向”的高等職業教育改革指導思想，適時對教學計劃做出微調以適應電子信息技術的快速發展。如：2008年，對電子課程設計課程進行了重訂，由原來的純理論教學變為理論加實踐操作的教學，使學生要通過本課程的學習，對電子系統的設計過程有個系統的了解，即：理論設計、繪制原理圖、制造電路板、焊接元器件、調試電路以及完成課程設計報告。從改革的總體效果看，學生也從實踐教學過程中學到了“實實在在”的知識，激發了學生的學習積極性，提高了學生的實踐動手能力。

在教學模式上將理論知識和實際操作緊密結合起來，使枯燥的理論知識變得易于接受和理解，大大提高了學生的學習興趣。要求各門專業課盡量安排在相應的實驗實訓場所上課，利用實物教學、網絡教學，力爭教學方案的最佳化，從根本上改變了傳統的教學模式。比如單片機、可編程序控制器完全安排在實驗室中，隨講隨做，對學生進行實踐訓練。極大地增強了理論與實踐教學的直觀性和生動性，提高了課堂教學的效益，吸引了更多學生的主動參與，活躍課堂氣氛，取得了較好的教學效果，顯著提高了教學質量。

通過以上三個環節來綜合提高學生的生產勞動技能，取得了良好的教學效果。除此之外，我們還開設了綜合開發應用實驗選修課來鍛煉一部分動手能力比較強的學生，提高他們的學習積極性和創造性。

通過這些改革，學生的實際動手能力和工程設計能力明顯提高，畢業生受到了社會的歡迎和好評。參加過電子設計競賽的學生，他們在系統設計、方案論證、整機裝調、選用新器件及創新能力與合作精神等方面得到了全面提高，他們的自信心增強了。他們在畢業設計和科研中，獨立工作的能力較強，受到了教師的歡迎和好評。

2 “五環”實踐教學體系

按傳統教學方法培養的學生，在實踐性環節上發生諸多的問題，比如：單元電路正確卻無法實現系統聯調；理論設計正確卻無法在工程上實現功能等等。這種問題的癥結點在于電子設計既不是單純的理論設計也不僅僅是實驗設計，而是實踐性很強的有特定工程背景的項目。

根據認識規律和學科規律而設計的“五環”實踐、實訓教學體系?！拔瀛h”指的是五個實踐環節（基本技能訓練、專業技能實訓、專業綜合實訓、頂崗實習和畢業設計）。“五環”教學體系環環相扣、層層遞進。

（1）基本技能訓練：重點培養學生讀圖能力，電子元器件的識別、檢測技能，儀器儀表的使用技能，電子元器件的焊接與拆卸技能。

（2）專業技能實訓：通過EDA電路設計、電工學、數字電子技術、模擬電子技術、單片機、可編程控制器等課程的實訓，培養學生按原理圖組裝功能電路的能力，選擇正確儀器、儀表獲取關鍵數據、波形的技能，進行電路參數調整、完成電路整體調試的能力。

（3）專業綜合實訓：安排一個月的專業綜合實訓，主要培訓學生分析和解決系統問題的能力，整機電路的組裝和調試技能，維護、維修技能。

（4）頂崗實習：本專業安排了10個月的頂崗實習，重點培養學生職業綜合能力。

（5）畢業設計（論文）：要求學生從生產、工程和實際生活中尋找設計題目，獨立完成電路設計、元器件選擇、印刷電路版制作、元器件焊接、整機調試等環節。本專業安排了三個月的畢業設計，培養學生的創新能力、獨立工作能力。

實踐教學環節在整個教學時數中所占的比重較大。應用電子技術專業授課學時總量為2600學時，理論授課學時數為1158學時，占學時總數的46%；實踐教學（實驗、實訓、實習、畢業設計等）多達1405學時，占學時總數的54%。整個課程體系的設置中體現實踐教學的重要性，為培養學生的實際動手能力和應用技能提供了保障。

3 引入虛擬仿真技術

眾所周知，現代電子技術的發展為計算機技術的發展提供了物質基礎，計算機技術的發展又為電子信息技術的發展提供了前進的動力，二者是相互促進、相互滲透、共同發展的。

為了將可編程技術及系統模擬仿真技術應用引入教學，我們開設了追蹤電子技術發展前沿的“在線系統可編程技術”及“虛擬與仿真技術”等課程；同時，盡可能將各種EDA軟件穿插于各門相關課程中，如Protel、Workbench、QuartusⅡ、MATLAB、labview等軟件的應用，大大開闊了學生的視野，提高了學生的綜合設計能力，提高了設計效率。

4 實踐教學與電子設計競賽緊密結合

全國大學生電子設計競賽是面向大學生的群眾性科技活動，推動高等學校信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革，有助于高等學校實施素質教育，培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力。[4]

電子設計大賽，積極推動了我系對電子專業實踐性教學環節的教學改革。在平時的實踐教學中綜合設計環節中，引入電子設計大賽的賽題，電子設計競賽試題具有實用性強、綜合性強、技術水平發揮余地大的特點；所涉及的電類專業的課程有：模擬電路、數字電路、C語言程序設計、單片機原理、電子設計、EDA技術等；

電子設計競賽成績作為檢驗教學改革是否成功的標準。通過近幾年的比賽，我們取得了可喜的成績，2011年，獲得參加全國大學生電子設計競賽河南賽區二等獎1個、三等獎3個，獲得全國職業院校技能大賽河南賽區二等獎1個，三等獎1個；2012年，獲“畢杯”全國大學生創新設計競賽全國一等獎，獲全國職業院校技能大賽電子產品檢測與維修項目全國第三名；從獲獎情況不難看出，專業實踐教學環節改革的效果在電子設計競賽中得到了檢驗，切實提高了學生的實踐水平。

我們將不斷的調整專業的實踐教學體系以適應電子設計大賽對學生知識水平的要求，從而滿足不斷發展的信息化時代對畢業生的更高需求。

作者單位：焦作師范高等專科學校物理與電子工程系，河南焦作 454001

電子設計技術論文:現代電子設計技術課程模塊實驗教學綜述

摘要：為契合我院開展模塊化教學改革的需求，培養社會所需要的應用型人才，我系現代電子設計課程模塊化建設正是在這一背景下應運而生。本文論述了目前高?，F代電子設計技術課程實驗教學的現狀、問題，以及我系自制定并實施現代電子設計技術課程模塊以來在實驗教學這一塊所進行的一些新思路和新做法。

關鍵詞：現代電子設計技術 模塊化 實驗教學

在市場競爭和教育競爭日益激烈的今天，如何求得合理的自身定位和發展空間是擺在各大高校面前的一大難題，正是在這樣的形勢和背景下，合肥學院（以下簡稱我院）提出了“地方型、應用型、國際化”的辦學思路，并在全院各系部圍繞如何更好的培養應用型人才為核心和主線開展了系列教學改革，模塊化課程改革便是其中的一項重要舉措。

眾所周知，課程的好壞和貫徹實施的程度直接關系到人才培養質量的高低?；谶@一大的前提和背景，合肥學院電子信息與工程系（以下簡稱我系）現代電子設計技術課程模塊應運而生，經過近幾年的探索與實踐，現代電子設計技術課程模塊已經形成了相對完善的體系，在近幾年的教學實踐中取得了良好的預期效果，但與此同時，與之相配套的實驗教學尚未同步跟上，依然存有較大的有待完善的空間?，F代電子設計技術課程模塊的實驗教學指的是將傳統數字電路、在系統編程技術、SOPC實踐這三門課程的內容按照“即學即用”、“活學活用”的原則進行重新編排，注重及時給予學生驗證、操作和強化所學習理論知識的時機和實驗操作機會，從而實現從“知識輸入”為導向走向 “能力輸出”為導向，面向社會和市場培養實踐能力和動手能力強的應用型電子信息人才。

2 現代電子設計術技實驗教學的現狀

現代電子設計技術這一門課程，無論從外延和內涵上都很豐富。首先，從內涵來講，模擬電路、數字邏輯電路,硬件描述語言,微機原理,單片機原理與應用,DSP原理等課程都屬于現代電子設計技術的范疇；第二，從外延的角度來講，現代電子設計技術應用的范圍極為廣泛，DSP技術,嵌入式系統,傳感與控制,PCB設計,電源技術等在工業、農業、商業、軍事等方面都有用武之地。如何在短時間內讓學生對這一領域有比較精準到位的理解和認知，就相當不容易的事情。此外,身處信息社會，知識的更新速度越來越快，電子行業更是如此，知識和技術的不斷創新與教學內容的相對滯后是各高校工科專業所共同面臨的問題?？傮w而言，從各高校實踐的情況來看，現代電子設計技術課程實驗主要呈現出以下局面[1-12]。

2.1教材改革滯后

大部分高校依然沿用以前的老教材，這樣一來，就可能存在這樣的問題：教材缺乏更新顯然就不能及時更新，缺少最新鮮的一線現代電子技術信息；從教材本身來講，偏重于理論基礎部分，實踐部分得不到應有的重視；教材的趣味性和可操作性不夠，缺乏針對性，對學生的吸引力不夠；部分教材雖然加入了新內容和新元素，但是介紹得不夠詳細，往往一帶而過；就選題而言，其范圍往往有所側重而失之全面，體系繁瑣而邏輯性不夠。目前我國所選用的電子設計應用設計所采用的教材以傳統教材偏多，無論從內容的新穎性而言還是從教學內容的應用性而言，都跟不上現代電子設計技術的發展的節奏。

2.2硬件設備不配套

對于實驗教學而言，先進的教學設備必不可少。對于相當部分高校而言，由于實驗設備使用周期長，電子設備更新速度快，在硬件設備的配套方面，難以做到滿足實際的客觀需求。對于現代電子設計技術課程而言，基礎知識的理解和掌握和內化需要建立在學生實際參與，動手實驗的基礎之上，迫切需要為學生提供豐富的、及時的、開放的實驗室硬件支持體系。

此外，各高校紛紛采用擴招來應對高等教育大眾化時代的

到來，學生數量的激增卻并未能伴隨實驗設備購置和更新的同步增加，遠不能滿足現實實驗教學的需求。

2.3教師的教學水平整體不高

師資隊伍建設直接關系到人才培養質量的高低，電子信息專業作為一門工科專業，要求所任教的教師擁有豐富、精湛的理論知識，同時，同時對其實驗、實踐操作要求亦很高，需要教師能夠雙肩挑。但是，從目前的現狀來看，教師隊伍的現狀還不盡如意，主要表現在：年齡層次結構不合理，一般而言，年齡結構過老化，要么年齡結構年輕化都不利于人才培養。對于剛從相關院校畢業的年輕教師而言，從業經驗和專業實踐經驗上的缺乏，造成他們不易發揮年輕人敢于嘗試敢于創新的優勢，而走向“傳統依賴”路徑，習慣性地依從傳統的教學模式，過于依賴書本知識，實踐、實驗教學指導力不夠；同樣的道理，年齡結構中青年成分不夠，對于人才培養也是不利的。

2.4教學手段和方法滯后

對于現代電子設計課程這一門課程而言，如果單純地依托傳統的授課方式，恐怕是難以有效地完成教學任務的。這里不是否認傳統授課方式的作用和價值，而是因為，現在電子設計技術這一課程本身的特殊性決定了必須依托多媒體等現代化這樣的媒介，具體而言表現在：第一，現代電子設計技術本身就是信息革命的產物，體現了信息化社會的最新成果，具有先進性、前瞻性和復雜性；第二，現代電子設計技術的知識具有豐富性、生動性和復雜性的特點，雖然部分知識依托傳統的教授和講課方式是可行的，但是總體如若不能很好地利用現代化信息手段的作用的話，是不利于學生的理解和接受的。然而，現實的情況是，很多高校在教學過程中仍以傳統的板書設計為主要內容，若教材和教法不能同步跟進，想要有良好的教學效果幾乎可能性不大，這些和培養適合市場需求的一線人才是相背離的。

2.5實驗教學環節薄弱

對于工科專業，對一些知識點的理解和把握需要建立在親自實驗、反復驗證的基礎之上；而對于一些有創意，想要拔高的學生，若脫離了實驗教學這一環節，單憑大腦和想象幾乎是無法獲取想要的知識信息，取得原本可以的進步的，尤其是電子設計技術這樣的課程，若脫離實驗教學，無異于無源之水無本之木。然而，現實的情況是，在相當一部分高校，實驗教學環節未能得到應有的重視，具體體現在：與理論課課時相比，實驗課課時偏低；實驗課內容陳舊，多為驗證性實驗；實驗教師師資薄弱；學校重視程度不夠，經費投入偏低，導致儀器設備陳舊，不能適應行業發展。

3 現代電子設計技實驗教學存在的問題

3.1實驗設備陳舊，利用率低

首先體現在在實驗室設備陳舊。一方面，信息社會科學技術知識本身的更新速度越來越快，電子行業儀器設備更新換代的速度在加快，高校如何跟上節奏為學生提供合適的最新的實驗室儀器設備本身就是一個考驗；與此同時，很多地方高校,由于種種原因其所使用的設備還是幾年前甚至是十幾年前的東西。

再就是由于師資匱乏、實驗室管理理念和技術不能同步跟上等方方面的原因，導致已有的設備并不能發揮最大的功效。一個典型的例子就是各個學生在實驗過程當中的各項具體情況不能得到得到及時有效的識別和跟蹤，學生是不是掌握了正確的試驗方法，有沒有掌握正確的操作步驟，操作是否規范等等都變得無法識別。這樣一來，最有技術含量的實踐考核成了學生最容易通過或那份的項目。

3.2教材內容面向基礎，與社會發展相脫節

除去教材本身的局限性不講，從現行各高校使用的現代電子設計技術教材而言，普遍存在以下問題：第一，題材范圍求全，求廣，百科全書的傾向嚴重，但缺乏針對性，深度不夠，也就是當教師和學生對某一個內容和知識點需要的時候，我們的教材不能提供所需要的支持；第二，重基礎，輕應用，往往對電子信息這一專業的基礎知識有濃墨重彩的講解，但是對具體知識點在現實中有什么應用缺乏必要的延伸；第三，各章節內容分立，連貫性和一致性不夠，教材內容多為現代電子技術這一領域基礎知識分章節的匯聚，這種知識組合未必符合所指教的教師和學生的認知和邏輯，如果缺乏指導教師深入地指導的話，學生往往學到的是一些零散的，隨機的知識，而不是整體的有機的統一的知識。

3.3理論教學與實驗教學相脫節

首先表現在理論教學與實驗教學銜接不緊密。電子信息工程作為工科專業，學生必須在實際操作，實際動手，必須在實驗教學的過程中，所習得的理論知識才可能為學生所掌握；再好的理論教學如果沒有實驗教學的支撐，也會因此而大打折扣。第二，從實驗類型來說，驗證性實驗居多，而綜合性實驗居少、創新性實驗少或幾乎沒有。再者，從學生畢業設計的角度而言，畢業論文設計是主體，然后才是學生的設計制作。以上種種，導致的一個基本問題就是理論教學與實驗教學兩者的分離，而不是統一，不利于學生的動手能力、應用能力等的培養。

3.4實驗類型單一，與高速社會發展的現實相脫節

實驗教學得不到足夠重視的必然結果就是會導致實驗類型單一，即多為驗證性實驗。所謂驗證性實驗，是在對書本知識有一定了解的基礎上，提出一種假說，驗證假說的正確性，往往有一套較完整和程序化的步驟和方法，因而，它更加強調實驗的結果，而不是實驗過程。換言之，是一種“按方抓藥”、高度固化的實驗模式，這對于學生的積極性和興趣顯然是不利的，因而，要論及真正提高學生的主動性，積極性，提高學生的動手能力，顯然是不夠的。

3.5實驗環節成擺設，實驗教學地位得不到應有的體現

作為工科專業，現代電子信息技術知識的習得和理解必須依賴足夠的、及時的實驗實踐聯系機會，然后現實的情況是，在相當部分高校，實驗實踐教學雖然也有開設課程，但是總體處于依附狀態，形同擺設，其教學地位得不到應有的體現。比如總體實驗實訓課時不足總課時的一半；實踐教學的教學考核往往伴隨相關課程的考核進行，具有較大的隨意性等等。

3.6實驗教學師資薄弱

高質量的實驗實踐教學需要一支同樣高質量的實驗教學師資隊伍，方如此，才能保證實驗實踐教學落到實處，進而也就無法保證學生能夠保證學生習得基礎的電子信息技術知識，基礎不牢，學生的創新能力和動手能力也就成為空中樓閣，紙上談兵了。一方面，在部分院校，實踐教學被編排在電子相關課程的實驗中，課時嚴重不足；另一方面，師資力量的匱乏是其硬傷，在實驗過程中，一名教師需要同時指導幾十名學生，除去教師講解、示范的時間，剩余的時間學生才能用于模仿，求證，其實驗效果讓人質疑。再者，由于實驗實踐場地的限制，加上實驗室管理未能同步跟上等多因素，師資不足會導致教師不能及時、充分識別、監督并及時糾正學生在實驗操作過程中的種種問題。如此一來，實驗實踐考核成為學生最容易通過的項目也就不足為怪了。

4 新思路

如何進一步推進我院實驗室信息化建設和實驗教學改革與創新，促進創新人才成長，提高人才培養質量，并最終形成優質資源融合、教學科研協同、學校企業聯合培養人才的實驗教學新模式，我系在現代電子設計課程模塊的實驗教學中進行了以下嘗試：

4.1“少臺套、大循環”

前面我們講到，對于電子設計技術這樣的工科專業，面臨著雙重困境：電子設計知識和設備的更新速度越來越快；學院對于實驗設備的投入資金總是有限的，不可能完全跟進電子設備的更新速度。這樣一來，如何最大化地使用已購設備，同時將資金花在“刀刃”上，及時為師生引進先進設備就成為擺在我院決策和管理層面前的一大難題和挑戰了?；谶@一問題，我院在各系部上下進行了廣泛而深入的交流和探討，最終提出“少臺套、大循環”的基本理念，一方面，充分發揮儀器、設備的利用率，另一方面，通過加強管理，逐步建立起“寬口徑、厚基礎、重應用、多方向”的實驗管理體系，整合并優化現代電子設計課程模塊的實驗資源，倡導學生親自動手，學以致用的能力,致力于培養應用型人才。

與先進硬件設備的引進和先進管理理念相配套的是，我系注重采用豐富多樣的教學手段以提高實驗教學的效果，如充分利用計算機網絡和多媒體的優勢，借助仿真軟件，為學生購置機器人等模型，為學生提供全方位立體的實驗教學刺激和環境，讓學生在耳濡目染中不知不覺樂于動手、勤于動手，養成基本的實驗素養，這點可在我系歷屆電子競賽中學生的優異表現中窺見一斑。

4.2教材內容與社會發展高度掛鉤

模塊化課程改革的一個基本特點就是打破原來學科間的界限，依據一定的目的和標準，對若干學科的教學內容進行整合、重組、優化，形成具有可操作性的模塊。具體而言,我系積極響應學院全面開展模塊化課程改革的理念和號召，積極開展“電氣信息類”專業電子設計技術模塊建設，具體而言，就是將傳統的數字電路、在系統編程技術、SOPC實踐課程三門課程進行重新整合，打破了過去學科間固有的界限，按照市場對電子技術人才需求和知識本身的邏輯體系進行重新編排，重新組合，按照“即學即用”、“活學活用”的原則對各子模塊進行最優化組合，將應用型辦學理念深入滲透到各個教學環節，內化到師生的教學過程當中，以致力于培養符合市場需求的電子類應用型人才。從日前的改革成效來看，我系所進行的這一現代電子設計技術模塊成果是喜人的。

如果說模塊化課程改革是為學生精心準備的“主食”和“大餐”的話，那么組織學生開展相關競賽無疑就是一道道美味可口的“點心”和“佳肴”了。自2007年以來，我系組織學生開展了各種類型和層次的競賽，取得了豐碩的成果，學生多次獲得國家級、省級大獎。這樣大張旗鼓大力組織師生投身競賽活動的初衷就在于為學生提供新的契機和視野，競賽能夠很好地為教材內容補充新鮮血液，及時為師生呈現電子設計技術的最新信息，增強和提高學生的動手能力，這些和我院“地方型、應用型、國際化”的辦學定位是相符合的。

4.3理論教學與實驗教學緊密聯系，各有側重

對于工科專業而言，如何正確處理好理論教學與實驗教學的關系是一道值得認真對待的課題。傳統教學中過于重視基礎教學，忽視或者不重視實驗教學的做法肯定是不對的，但是，我們也不能走入非此即彼的另一個誤區，即重視實驗教學，忽視理論教學的重要性。我們以為，理論教學和實驗教學都是現代電子設計模塊的兩個非常重要的組成部分，學生需要具備扎實的電子設計基礎知識，在這個基礎上，學生的實驗教學會進行的比較順利，同時因為學生的基礎知識掌握得系統、扎實，那么，在實驗教學的過程當中，當學生頭腦中更好的創意的時候，才有可能付諸實踐并進而激發更多的靈感和創意。

在我系電子設計模塊化教學的過程，采用的正是基于理論教學與實驗教學并重，兩者互為基礎這樣一種理念，比如電子設計技術模塊理論和實驗采用的便是靈活穿插的這樣一種方式，當理論知識要驗證、強化、延伸的時候，實驗教學及時地跟上，什么時候需要上理論，什么時候需要上實驗，能夠實現比較靈活的切換，學生在書本上學到的知識能夠得到及時的動手操作和強化，往往學習效果也最佳。

4.4實驗體系豐富，層次多樣

解決了理論教學與實驗教學的關系，接下來面臨的問題就是如何建立多層次、豐富的實驗教學體系了。傳統的實驗教學是理論教學的輔助，依附于理論教學，數量上驗證性實驗居多，類型上比較單一，加上實驗室管理未必到位，導致學生參與實驗教學的積極性有限，實驗教學的功效不能得到有效發揮。鑒于此，在現代電子設計技術模塊在設計實驗教學中，充分發揮了“即學即用”的原則，為學生提供豐富多樣的實驗體系，滿足不同口味和需求的學生的需要。我系在“寬口徑、厚基礎、重應用、多方向”的指導思想下，積極建立相對獨立的實驗教學體系，有計劃有步驟地調整實驗教學內容，逐步減少驗證性實驗的比例，增加綜合設計型實驗和創新型實驗的比例，建立起集驗證性實驗、綜合型實驗和創新型實驗于一體的綜合性實驗教學體系。在實驗教學過程中，通過創設寬松的氛圍，引導學生積極探索，鼓勵學生大膽設想并實踐自己的猜測和設想，從而培養學生自主學習，主動探究，分析問題和解決問題的能力，為將來的職業生涯奠定良好的基礎，比如在綜合設計型實驗中，我們鼓勵學生根據個人興趣和偏好自主選題，在為學生提供的實驗指導書中，只為學生提供一些基本的資料題，留白部分就需要學生獨立完成了，這就需要學生自己依據所學知識，多方查閱相關資料，最后再提交可行的實驗方案交與老師進行探討和完善。無疑，在學生選擇可行的實驗方案，制定詳細的實驗步驟，完成實驗計劃的過程中，學生的動手能力，自主意識和創新能力都得到了全面的提升。

4.5讓實驗教學地位得到充分體現

對于應用型高校，要培養面向市場面向社會的電子技術人才，這就意味這，相對研究型高校而言，需要更加重視實驗和實踐教學，唯有如此，才能促進學生動手能力，實踐能力等綜合素養的提升，為社會培養應用型電子技術人才。以我系電子設計技術課程模塊實驗教學為例，我系在領導班子的部署下，采取了一系列積極的舉措，如自2007年下半年，成立專門的實驗技術教研室：實驗室成員主要由中青年博士和碩士擔任，由他們來承擔系里的絕大部分實驗教學和其它實踐教學的工作，確保實踐教學的教師班子基礎扎實；又如積極鼓勵并組織中青年教師（特別是實驗教師）擔任學生的第二課堂指導教師，這一方面能有效提高我系學生的創新意識、創新能力、培養學生動手能力等綜合素養，另一方面也能積極調動一線教職工的積極性，為他們走在電子信息技術的最前沿，立足課堂教學實踐，不斷總結反思搭建了一個嶄新的平臺，八年來，我系取得了豐碩的成果，搭建了從教學理念、教師團隊、活動內容、組織形式、管理模式到年度考核等方面一體化的第二課堂實踐平臺。

4.6加強應用型師資隊伍建設

建設一支高素質的實驗室師資隊伍對于實驗教學而言，具有舉足輕重的作用，所有物的因素，包括先進的理念，方式方法等要起作用，都必須依托教師這一能動要素才能起作用，這是因為：再好的理念，若不能被教師所理解，領會并實踐到起教學科研的過程當中去，也會是海市蜃樓，不能成為現實的美景；再好的設備，若沒有得到合理的組織和管理，也會喪失起先進的理由和價值，不能物盡其用；再好的模塊化教學，內容設置得再合理再精巧，若沒有好的教師團體去實現它，也會泯然于眾不能凸顯其實際的價值。

鑒于此，我系在充分挖掘人的要素方面做出了新的探索。首先，積極組織青年教師參加合肥學院青年教師大獎賽，切實提高一線青年教師的教學水平和實踐操作素養，具體到實踐教學這一塊時，我系在教學環節、實驗步驟、操作規范、操作流程等方面都作了較詳盡的規范和指導。第二，組織青年教師單人第二課堂指導教師，去企業掛職鍛煉。一般而言，系統化的學科知識總是滯后于生產一線的，這在瞬息萬變的信息化社會更是如此，因而，為加強我系實驗教師培養，豐富他們的社會實踐經驗，切實提高他們的業務能力和教學水平，及時更新觀念和知識體系，提升我系“雙師型”教師的綜合素質，組織青年教師去企業掛職鍛煉，使其熟悉企業的基本情況和對電子行業知識的需求。第三，以電子信息與電氣工程系這一團體組織為依托，積極鼓勵中青年教師，特別是實驗教師開展與企業的橫向合作課題。這一舉措對于更好地激發青年教師了解企業發展最新動態的熱情，挖掘青年教師參與橫向課題研究的潛力，提高我系教職工科研水平、理論教學和實踐教學水平發揮了不可估量的作用和影響，充分體現了學院“地方型、應用型、國際化”的辦學定位。

5 結語

總而言之，我系緊跟學院模塊化教學改革的步伐，圍繞現代電子設計技術課程模塊的實驗室建設和教學改革教學進行的系列改革成效顯著，為我系培養應用型電子信息人才提供了新思路，這對于其他高校的實驗教學改革具有積極意義。

電子設計技術論文:微電子設計自動化技術研究與應用

摘 要 在當今這個科技高速發展的時代，不論是工業還是生活中無處不見自動控制的影子，隨著對高級控制的需求，將微電子技術應用到自動化控制領域越來越受到人們的關注。微電子技術不僅可以使電氣控制更加精確，同時還能極大的縮小設備體積，是將來發展的大趨勢所在。本文就微電子設計自動化技術進行簡單的介紹，了解微電子技術在自動化控制中的應用和發展趨勢。

【關鍵詞】微電子技術 自動控制

1 微電子設計自動化技術概述

隨著社會的發展，自動化控制也不斷更新，由原來的簡單控制向更加智能的方向發展。近幾年，自動化技術不斷進步，微電子技術也逐漸被應用到自動化控制當中，直接促進這工業的進步和人們生活水平的提高。微電子設計自動化技術，就是將微電子技術和自動化技術相結合的綜合智能控制系統。將電子電路和機械控制相結合，只要合理的設計控制電路，不僅可以大量的解放人力，還能更加的環保，并提高控制效率。微電子技術使得電路向集成化方向發展，不僅體積小，而且具有極低的功耗，目前最先進的微電子技術產品是SOC系統，它將所需要的功能和外圍電路集成在一個非常小的芯片上，只要對外留出預定的接口就可以直接使用在各種控制系統中，這也是自動化控制中的“大腦”，控制這整個自動化系統的正常運行。

2 微電子設計自動化的特點

與計算機技術的發展相同步，微電子系統的設計采用計算機編程的方式來完成。只要將所需要的控制功能通過計算機程序編寫出來，下載到控制芯片中就可以完成預想的控制效果。另外編程的方式，不僅大量節約了硬件資源，還是得控制系統更加靈活，需要增加或更改控制方式時，只要重新編寫控制代碼即可，不需要更改硬件，節約了成本，提高了效率。微電子技術與自動化技術的完美結合，更加推動了自動控制領域的發展和創新。其主要有一下幾個特點。

2.1 使用計算機編程控制

集成電路的飛速發展，可以將所需要的各個功能都集成在一塊芯片上，不同的控制系統所需要的控制功能可以通過計算機編程進行選擇。與古老的控制系統相比，它不需要額外的硬件開銷，針對不同的控制，只需要改變控制代碼即可。無論是從調試上，還是從成本上，甚至是效率上，采用編程的方式都具有無可挑剔的優勢。

2.2 集成度高

微電子技術的發展，決定了今后的電子線路越來越小，在一塊芯片上集成很多不同功能的相關電路，減少了系統體積，而且非常方面移動和安裝。當然功耗也隨著集成度的提高在不斷下降，無疑這是控制系統中不可忽略的優勢，將這種集成控制系統應用在工業控制上，會省下大量的空間和成本。

2.3 功能調節方便

在實際的控制應用中，控制的對象不可能相同，而且就算是同一個對象，隨著工業系統的升級，控制功能也需要隨之升級。前面提到，微電子自動化技術是基于計算機編程控制的，需要新的控制功能時只需要將新功能編寫成代碼下載到控制芯片中即可。另外，采用計算機編程的控制系統還能及時的修補系統漏洞，對電子系統隨時進行升級和維護。

2.4 開發時能進行仿真

在使用之前能對自動化系統進行仿真，是微電子自動化技術的一大特點，在之前所有的自動化控制技術都需要在實際的場合進行數據的調試和采集，也就是需要現場調試。微電子技術的一大優勢就是可以使用計算機技術進行仿真，將微電子技術應用到自動化控制當中，可以解決之前自動化系統設計過程中的數值問題，只要經過嚴格的仿真就可以保證控制系統在實際的工作過程的準確性。

3 微電子設計自動化系統設計過程

微電子設計自動化系統主要有兩部分組成：微電子控制端和自動化執行端。

按照詳細的功能設計來劃分，整個系統由輸入模塊、數據模塊、仿真模塊和檢測模塊組成。

3.1 輸入模塊的設計

輸入模塊是系統控制的命令輸入端，所有的控制命令都由此模塊輸入。所以輸入模塊就是計算機編程的設計，采用計算機語言對輸入的命令進行定義，進行解析，對整個控制系統的功能進行合理的拆分。輸入模塊設計的好壞直接決定著整個系統的執行效率，所以設計時要做到最簡化，執行速度最大化，不要有冗余的代碼出現。

3.2 數據模塊的設計

控制系統中存放著大量的控制數據信息，如何管理這些數據就是數據模塊功能。自動化系統對控制的精確度要求是非常高的，這也就要求對數據的提取和存儲有極高的速度，數據模塊的設計關鍵就是對數據的處理速度上。一個好的數據模塊直接決定著系統的性能。

3.3 仿真模塊的設計

仿真的目的就是對系統的運行情況做出反映，模擬實際的運行條件，及早的發現系統缺陷，即使調整系統功能。

3.4 檢測模塊的設計

檢測模塊不屬于系統的功能模塊，是在系統運行過程中，對系統分進行故障檢測用的。保證系統在出現問題時及早的發現和更正。

4 微電子設計自動化技術的應用

微電子自動化技術一般應用在工業電氣控制、高校教學和計算機開發等方面。

4.1 工業電氣控制

首先，微電子技術的進步促使自動化的飛速發展，可以說是推動了工業社會的前進，在目前的各個工業領域自動控制機器人必不可少。例如，汽車制造行業基本上全是機器人自動控制化，解放了人力勞動。機器人自動化設備就是采用的微電子設計自動化技術[3]，所有的機器人都通過微電子技術芯片進行控制，并且可以認為的干預和升級，給工業發展帶來了極大的推動力。

4.2 高校教學

由于將來的自動化控制都將采用微電子技術，這是技術發展的總趨勢，之前的單純的機械控制已經淘汰，高校的教學設備也必須跟上時代的步伐，對學生進行微電子設計自動化技術的教學，使他們滿足社會的需求，提高學生在新時代下的專業技能。

5 結束語

隨著信息技術和計算機技術的發展，微電子自動化技術的使用會越來越廣泛，逐漸滲入到人們生活的方方面面，為人類社會的發展做出重大貢獻。

作者單位

湖北工程學院物理與電子信息工程學院 湖北省孝感市 432000

電子設計技術論文:汽車電子設計中仿真技術的應用分析

引言：在汽車技術開發迅速的背景下，逐漸有更多的新型技術被應用到汽車設計中，可以有效的縮短汽車總體開發周期，同時可以降低開發試驗成本。仿真技術是現在被廣泛用于汽車電子設計中的一種新興技術，通過專業仿真技術的應用，結合汽車電子設計特點以及要求，利用仿真結果不斷對原設計進行驗證與完善，提高汽車電子設計的合理性與有效化。本文分析了汽車電子設計中仿真技術的應用策略。

電子設計是汽車設計周期中的重點，在設計管理上存在一定的難度，傳統的設計方式需要借助各種液壓、機械與電子零部件等來對汽車各子項系統功能進行驗證，周期與成本控制難度比較大。為提高汽車電子設計的效率，可以將仿真技術應用到其中，選擇合適的仿真軟件等，來對汽車系統進行建模與分析，可以節約大量的試驗設備與試驗時間，達到縮短設計周期，降低成本的目的。

一、EDA仿真技術分析

EDA仿真技術現在已經被廣泛的應用到汽車電子設計中，主要是利用計算機為工具，設計人員通過EDA軟件平臺，用硬件描述語言VHDL進行文件設計，最后通過計算機自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局以及仿真等，最終完成對特定目標芯片的適配翻譯、邏輯映射與編程下載等。將EDA仿真技術應用到汽車電子設計中，可以有效提高電路設計的可操作性，降低了工作量。其中EDA技術中存在的Multisin仿真設計軟件可以在汽車電子線路中實現軟件仿真技術所具有的虛擬設計功能[1]。

Multisin仿真設計軟件可以完成對模擬、數字以及混合電路進行電路性能仿真與分析，主要包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式等，交由比較高的仿真分析能力。第一，直觀的圖形界面。在軟件操作界面，繪制電路所需要的元器件，以及仿真所需要的測試儀器可以直接拖放在屏幕界面上，通過鼠標就可以將各個器件連接起來。并且還可以直接通過儀觀察到數據、波形以及特性曲線等。第二，較高的仿真能力。軟件引擎為SPICE3F5和Xspice的內核，通過Electronic workbench帶有的增強設計功能可以完成數據與混合模式仿真性能的優化，如MCU仿真、RF仿真、VHDL仿真等[2]。第三，豐富的元器件?？梢酝瓿蓪υ鞣N參數的編輯與修改，并且可以利用模型生成器與代碼模式創建模型等功能，來達到創建自己元器件的目的。將此種仿真軟件應用到汽車電子設計中，可以有效減少資源的浪費，縮短系統設計周期。并且，通過仿真設計軟件所具有的虛擬性特點，設計人員能夠在計算機平臺內完成模擬試驗，對于存在的錯誤可以及時更改，最后將完善的設計方案落實到硬件上，提高設計方案的可行性。

二、仿真技術在汽車電子中應用分析

1.建立數學模型。計算機仿真即利用數學形式將實際系統的運行規律表達出來，一般情況下為微分方程或者差分方程，最后通過計算機以數值求解的方式完成方程的解答。在進行仿真設計前，應先將電子系統原理圖中所有零部件抽象化并建立數學模型。一般情況下，為滿足系統計算機仿真要求，應開發一個或者一組模型。通過對電路特性的研究，針對不同物理器件來建模，存在部分情況需要對大型電路或者系統建模。系統零部件數學模型質量與仿真設計結果有著直接聯系，應合理設置各模型的參數屬性，并且在不斷計算與試驗中對數模進行修正與完善。在受到外界一定條件影響下，從系統一定初始狀態出發，所經歷的尤其內部固有特性決定了整個動態工程，通過對系統、輸入與輸出之間的動態關系，就可以確定其性能屬性。

2.系統原理仿真。在仿真設計過程中，通過仿真軟件將數學模型轉變為計算機上運行的仿真模型，并根據仿真模型來編制仿真程序。在實現系統的仿真設計后，可以隨時得出各個子系統或者零部件的瞬時工作狀態以及性能參數變化，包括電流、電壓、功率以及轉矩等參數的波形變化，通過對各類波形與試驗結果的對比，即可確定設計中存在的問題，最終對其進行改善即可。

3.雙電壓系統。對于雙電壓系統，需要將用電設備分成兩各部分，即中小功率負載與大功率負載。小功率負載主要通過14V電壓完成供電，如中控鎖、室內燈、儀表、收音機等主要車身電子設備；大功率負由42V電壓供電，如電控機械制動裝置、三元催化轉換加熱器、電控機械氣門正時裝置以及電控懸架等，主要為汽車發動機、底盤系統電子設備等。汽車雙電壓供電系統中含有兩個關鍵性部件，即DC/DC變換器以及啟動發電機，其中對于DC/DC變化器，主要是將交流發電機輸出的42V高電壓轉換成為14V電壓；而啟動發電機一般會安裝在發動機與變速器之間，通過半導體整流-逆變功率變化器，實現交流發電機的功能，發出42V高電壓，同時也可以在發動機啟動時實現啟動作用，在啟作用實現時，其直接作用于啟動發動機，啟動時間僅為0.5s，設備所具有的噪音比較小[3]。

4.仿真模型修改完善。通過對汽車電子系統的仿真設計，一般情況下得出的初步結果與理想值存在一定的偏差，為達到電子設計結果，就需要對初步結果進行研究分析，通過與試驗結果進行全面對比，完成系統嚴厲與數學模型的修改。通過仿真軟件可以實現分析工作，如直流工作點分析、順態分析、交流小信號分析等，在進行分析時，應在模型參數值浮動的范圍內隨機取樣，然后完成所取數值的分析，測定器件參數在特定范圍內浮動對輸出的影響，進而可以不斷完善模型設計。

結束語

現在仿真技術逐漸被應用到新車型的開發中，并且取得了一定的成果，尤其是在選擇發動機容量參數上取得顯著的效果。想要進一步提升仿真技術在汽車電子設計中的應用效果，必須要不斷加強對此方面的研究，選擇合適的仿真軟件進行設計，爭取進一步縮短汽車開發的周期，提高設計的綜合效益。

電子設計技術論文:探析FPGA技術在電子設計中的相關應用

摘要隨著電子技術的飛速發展，對各種硬件資源、電子產品的可擴展性、可靠性的要求也逐漸提高。FPGA作為一種可編程的邏輯器件，具有高容量、高性能、低成本等優點，在電子設計中應用日益廣泛?；诖吮疚膶PGA技術在電子設計中的相關應用進行探討。

【關鍵詞】探析FPGA技術 電子設計 相關應用

1 FPGA技術簡介

FPGA技術是在CPLD、GAL、PAL等編程器件的基礎上發展而來的，作為專用集成電路領域中的一種半定制電路而出現的，解決了定制電路的不足，克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

FPGA基本的邏輯功能是由內部進行規則排列的邏輯單元陣列（LCA）來完成的。邏輯單元陣列主要由輸入輸出模塊（IOB）、可配置邏輯模塊CLB、內部連線（Interconnect）構成。電子設計人員根據需要通過可編輯的連接把FPGA內部的邏輯塊連接起來,實現所需要的邏輯功能。

隨著超大規模集成電路技術及計算機輔助技術的發展，FPGA的容量和性能也不斷提高，FPGA內部集成的片內外設也越來越多，可集成SRAM、Flash、AD、RTC、CPU硬核等?，F在FPGA已被用于實現大的邏輯電路甚至整個系統。

FPGA的設計流程就是利用EDA開發軟件和編程工具對FPGA芯片進行開發的過程。簡單的FPGA設計主要包括以下幾個方面：

1.1 功能定義/器件選型

在FPGA項目開始設計之前，首先要根據FPGA器件在電子系統中的功能進行系統功能的定義和模塊的劃分；然后根據任務要求，如系統的功能和復雜度，對工作速度和器件自身的資源、成本、以及連線的可布性等方面進行權衡，選擇合適的設計方案和合適的器件類型。

1.2 設計輸入

指的是使用原理圖輸入、狀態圖輸入、流程圖輸入、硬件描述語言HDL等方法對設計的電路進行描述并輸入EDA工具的過程。常用的硬件描述語言是Verilog / SystemVerilog，其次是VHDL。設計輸入編輯的EDA工具有很多，常用的EDA軟件ModelSim、Visual HDL、ActiveHDL、Xilinx ISE、Quartus II 都有針對HDL的編輯工具。

1.3 功能仿真

功能仿真是最基本的仿真驗證，主要針對實現前的設計文件。功能仿真的主要是驗證設計文件的邏輯功能是否正確、滿足設計要求。此時的仿真沒有延遲信息，僅對初步的功能進行檢測。仿真前，要先利用波形編輯器或HDL等建立仿真激勵文件，仿真結果將會生成報告文件和輸出信號波形，從中便可以觀察各個節點信號的變化。如果發現錯誤，則返回設計修改邏輯設計。

1.4 綜合設計

綜合就是將設計輸入依據給定的硬件結構組件和約束控制條件進行編譯、優化、轉換盒綜合，最終獲得門級電路甚至更底層的電路描述網表文件。綜合優化根據目標與要求優化所生成的邏輯連接，使層次設計平面化，供FPGA布局布線軟件進行實現。目前，各個FPGA廠家都推出了自己的綜合開發工具。

1.5 實現（適配）

實現是指利用工具把綜合后生成的網表文件針對具體目標器件進行邏輯映射，配置到具體的FPGA芯片上。主要包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優化、邏輯布局布線等過程。

實現（適配）結束后，可以利用其產生的仿真文件作精確的時序仿真，同時產生可用于編程的文件。

由于開發商對產品內部的結構非常了解，通常要選擇生產商開發的布線工具。比如在Sie集成環境中，可以使用FlowEngine來進行布局布線。

1.6 時序仿真

時序仿真也叫后仿真，時序仿真是接近真實器件運行特性的仿真，是必不可少的仿真驗證形式。時序仿真通過計算各信號之間的時間延遲，可以有效地分析設計中可能存在的競爭和冒險，從而確定設計的實際工作性能，將芯片的具體情況準確的反映出來。時序仿真使用的仿真工具和綜合前仿真工具是一樣的。

1.7 編程下載

在時序仿真和功能仿真都無誤的基礎上，將實現（適配）后的設計文件，通過編程器或編程電纜下載到FPGA芯片或配置芯片中。

1.8 硬件測試

將含有FPGA芯片的硬件系統進行統一測試，驗證FPGA設計在整個在電路中工作情況，以排除錯誤，改進設計，有效的降低資源的浪費以及電路邏輯搭配功能錯誤的概率，提高電子設計的速度。同時這也是FPGA在電子設計中得到廣泛使用的一個重要原因。

2 在電子設計中FPGA技術的應用重點

隨著半導體技術不斷的發展，FPGA的復雜程度也逐漸提高，所具有的功能也越來越完善，芯片體積也逐漸縮小，正逐漸成為復雜的數字化電路設計的重點。在電路設計中，FPGA技術主要在下面幾個方面應用：（1）通過對FPGA內部資源進行利用，來達到一些外圍芯片的功能，從而減少系統中的外圍芯片，節約系統的成本。（2）作為系統外圍芯片的驅動。（3）可以利用FPGA編寫數字濾波器、膠合邏輯、計算密集算法加速器、FFT等，同時也可以利用IP內核來提升系統的穩定性，降低工作量，對很多的數字信號進行處理。（4）在時序上對數據流進行綜合管理，尤其是進行數據存儲等方面的應用。

3 電子設計中FPGA技術的實際應用

FPGA技術的不斷發展為電子設計技術提供了成本低廉、設計靈活的解決方案。當前，國內外的汽車電子設計大都是基于FPGA來完成的。由于FPGA的處理速度非?？欤谄囆畔蕵废到y使用非常廣泛，比如影音視頻播放功能、GPS導航系統、FM收音機、車載電視功能等。本文對FPGA在汽車方向盤測試儀電子設計過程中的實際應用進行介紹。如圖1所示。

3.1 FPGA在ADC模塊中的運用

由于精準度比較高、運行速度比較快的A/D芯片對電源的噪音很敏感，并且在連入數字系統后，精準度降低。為了解決這個問題，可以使用差分驅動器、光電耦合器對數字系統和ADC芯片進行隔離。不僅提升了A/D采樣的精確度而且，A/D采樣的噪音也降低了很多，數字信號和隔離模擬框圖如圖2所示。在ADC驅動模塊中FPGA主要有下面幾個方面構成：（1）ADC采樣數據暫存區域；（2）ADC收集控制模塊；（3）ADC數據存儲區域；（4）ADC濾波數據修正模塊。

3.2 在角度信號收集模塊中的運用

角度信號收集模塊主要是使用FPA器件和光電編碼器進行設計的，利用四倍頻、辨向和計數的方法對契合方向盤角度測量的精準度進行了提升，達到了汽車方向盤角度高精度測量的目的。角度信號收集模塊主要是為了處理光電編碼器輸出的信號，主要有判向信號、四倍頻信號、24位計數器，數據存儲、清零、數據鎖存等。FPGA的角度測量功能結構如圖3所示。通過利用光電編碼器，在輸出脈沖不斷的增加下，分辨率也有了比較的大的提高。

3.3 在接口控制模塊中的應用

使用總線的方法進行MCU和FPGA通訊，使用這種方法把MCU總線轉變成分離的數據總線和地址，總線通信方法具有編程容易、傳播速率高、控制穩定，而且通過在FPGA中進行邏輯切換，更加便于ROM或RAM和MCU之間進行數據通訊，將MCU數據處理的能力充分的發揮了出來。

3.4 使用FFT算法處理ADC信號

在收集和處理ADC信號的過程中，使用FFT（快速傅立葉變換）對信號進行分析。FFT算法是利用FPGA自帶的IP核來進行設計的，主要由IP核和接口兩個部分構成，接口的主要作用是將對應的存儲區域的A/D轉換數據傳送到IP核模塊，然后利用FFT對信號進行分析處理，將變換后的結果送到對應的存儲區域。FFT計算結果的精準度主要是由輸入數據、精準度、運算中的位數來決定的，另外和數據表現的基本形式也有著較大的聯系。通常情況下，浮點要高于定點的精準度。在定點計算的過程中，存儲器數據的位數越高、數據計算的準確度就越高，可以利用邏輯單位和存儲單元也越多。在實際使用的過程中，要參考具體的情況選擇資源和精確度。

4 在電子設計中使用FPGA需要注意的地方

在電子設計中使用FPGA主要是為了對系統的穩定性進行提升，對系統的性能進行改善，對外界的干擾進行抑制，確保設計的合理性。在設計的過程中，主要需要注意下面幾個方面的問題：（1）消除毛刺。為了降低FPGA設計電路的過程中，毛刺的出現概率，降低邏輯錯誤，提高電路的穩定性，要對設計進行改變，對毛刺出現的原因進行控制，從而降低毛刺的出現概率，使結構更加的科學合理。（2）時序設計的注意事項。在設計時序的過程中，要對設計的時鐘速率進行考慮，盡可能使用全局時鐘來對時鐘信號進行控制，使用一個時鐘來對數據進行寄存，不使用全局網絡的時候，要將約束條件加入到設計中。（3）由于代碼推斷即不可靠，又很麻煩，要多使用自帶的Core genrate。（4）仿真方面的設計。在進行仿真設計的過程中，要對調試工具進行充分使用，在進行功能仿真的過程中，要重點考慮功能的穩定性和可靠性，對各方面的初始情況進行考。（5）對設計功能塊進行層次化。要先對頂層的功能塊進行設計，然后對底層的功能塊進行設計，通過對設計功能進行層次化，可以使得設計調試起來更加容易，可讀性更好。

5 結語

在電子設計中應用FPGA技術，在設計完成前，通過短時間內設計和修改FPGA內部邏輯，不僅有效的提升了產品的性能，而且也降低了產品開發的時間。隨著FPGA技術的高速發展,FPGA產品的規模越來越大，集成度越來越高，價格不斷降低，FPGA技術必將在電子設計中得到越來越廣泛的應用。

作者單位

天津市安中通訊電子有限公司天津市300300

電子設計技術論文:試述電子設計中EDA技術的應用

【摘要】隨著科技的發展，電子設計也得到迅速發展。在電子設計領域中，EDA技術得到了廣泛的應用，基于此，本文就對電子設計中EDA技術的應用進行了深入地研究。

【關鍵詞】電子設計；EDA技術；應用

前 言：EDA又稱電子設計自動化，它是電子技術的發展潮流，是電子技術及仿真模擬工作的基礎技術，因此，在電子設計中，EDA得到了廣泛的應用。

1.EDA技術概述

在電子設計技術中以可編程邏輯器件在數字系統中的應用為電子設計工作帶來了極大的靈活性，可編程邏輯器件在軟件編程時重構器件的結構及工作方式，從而大大的提高了設計硬件的效率。PLD應用的結構原理、下載方式及集成規模等方面的具體的進步都在一定程度上推動了現代電子技術的革命的發展，它使得傳統的數字系統設計方法、設計理念及設計過程等都發生了改變。隨著PLD技術的不斷完善及計算機技術的快速發展，EDA技術開始在電子設計領域中發光發熱。EDA技術在計算機上的EDA工具軟件平臺完成設計文件時利用硬件描述語言來進行系統邏輯描述。EDA技術實現了設計者利用硬件描述語言及電子設計自動化軟件等完成對系統硬件功能的設計工作，EDA技術可以自動的完成邏輯編譯、邏輯分割及布局布線等功能從而使電子線路系統功能全部實現。

2.EDA技術的現狀及發展

隨著半導體工藝技術的不斷發展，EDA技術也不斷地推動著電子設計技術的發展。IC設計產業在不斷高度發展的同時也面臨著巨大的挑戰，產品上市周期越來越短、成本越來越低等要求都迫使設計者在進行電子設計時選用更高效的EDA技術。設計者在設計的過程中必須全面的考慮問題，不僅要考慮硬件的物理特性對設計時序及功能可靠性等的影響，同時也要選用合適的設計術語及抽象形式等數據來描述設計。EDA技術不僅需要測試深驗證亞微米技術的物理效應的能力同時也需要提供抽象設計的能力。EDA技術的發展離不開計算機、電子系統設計及集成電路等，EDA技術的發展大致上可以分為計算機輔助階段、計算機輔助工程設計階段及電子設計自動化階段這三個階段。電子輔助階段主要是在計算機輔助的前提下進行的電路原理圖編輯，用PCB進行布線布局，從而使得設計師從傳統的繪圖工作中解放出來。計算機輔助工程設計階段主要是解決電路設計中的電路檢測等問題，CAE以邏輯模擬、故障仿真及定時分析等為核心，從而使得設計可以提前預知產品的相關性能及功能。電子設計自動化階段主要是通過高級描述語言、綜合技術及系統仿真等“自上而下”的完成設計前期的高層次設計。

3.EDA技術的要點分析

3.1硬件描述語言

硬件描述語言是一種進行電子系統硬件設計的計算機語言，它通過軟件編程來具體的描述電子系統中的電路結合、連接形式及邏輯功能等，硬件描述語言適應于設計大規模的電子系統。高速集成電路（VHDL）硬件描述語言于1985年美國國防部推出的目的是為了克服EDA產品不兼容問題，同時也可以進行多層次設計。IEEE以VHDL為硬件描述語言柄灘以覆蓋之前的硬件描述語言的各種功能。IEEE是一種全方位的硬件描述語言，包括系統行為級、邏輯門級及寄存器傳輸等多個設計層次，同時也支持數據流、結構及行為等三種形式進行混合描述整個項目。VHDL硬件描述語言不僅移植性好，同時它的設計也方便了工藝間的轉換，而且VHDL使得設計人員的主要工作是進行實現與調試系統功能。

3.2ASIC設計

在集成電路的設計中加入ASIC芯片可以解決電子系統集成電路存在的功耗的、可靠性差及體積大等主要問題。隨著現代電子產品市場的門檻不斷提高，ASIC芯片分為全定制或半定制ASIC及可編程，因此在設計ASIC芯片時應該盡可能的是芯片獲得最優的性能，從而達到高利用率、高速度及低耗能的目標。

4.EDA技術在電子設計流程

EDA技術是系統級的設計方法，是一種層次相對較高的電子設計方式，EDA技術以概念為驅動從而使電子設計工作者在設計時無需利用門級原理圖，電子設計工作者在確定設計目標之后就可以用EDA技術來表述電路，這樣不僅可以減少電路細節的約束及限制，同時也可以使設計者的設計更具創造性。EDA系統在電子設計人員將概念構思及高層次的描述輸入計算機之后在系統規則下完成對電子產品的設計。EDA技術的電子設計工作流程大致包括系統劃分、代碼級功能仿真、VHDL代碼或圖形的輸入、送配前時序仿真及ASIC實現部分。首先，電子設計借助文本或者圖形編輯器呈現出設計描述，也就是實現設計表述。其次，電子設計借助編譯器對設計進行錯排編譯，即輸入HDL程序。然后，設計人員需要溝通軟件和硬件設計，以便實施功能仿真，即綜合。最后，在確認仿真設計無誤時，通過FPGA或CPLD完成邏輯映射操作，即編程下載，系統級設計完成。

5.EDA技術的應用

EDA技術在電子工程設計中扮演著非常重要的角色，它的作用體現在不同的方面。首先，電子自動化技術可以驗證電路設計方案的正確性，在進行電子設計時，待設計方案確定之后，會利用結構模擬或者系統仿真等方式來驗證設計方案的正確性，在驗證過程中系統中的各個環節的傳遞函數確定之后設計方案便可以實現。這種系統仿真技術推廣到非電子專業的系統設計也會得到充分的發展。EDA技術在系統進行仿真之后的電路結構進行模擬分析，從而使得電路設計方案的可行性及正確性得到充分的保障。其次，電子自動化字數也可以對電路特性進行優化設計。電路的穩定性能受到元器件容差及工作環境溫度等的影響。在傳統設計過程中難以對電路的整體進行優化設計，也無法全面的分析電路穩定性的影響因素。EDA技術中的溫度分析及統計分析等功能的應用則可以全面的分析電路特性影響因素，從而對電路特性進行整體的優化設計。最后，電子自動化技術也可以實現電路特性的全功能模擬測試。

6.以EDA技術為基礎電子設計的注意事項

在利用EDA技術進行電子設計時，首先應充分的考慮電子電路延時的不確定性，以及在系統進行自動編譯時會被冗余的電路簡化，因此，在應用EDA技術時，應注意采用的反向器個數避為偶數，同時以并聯的方式將反向器連接成延時電路。其次，在設計過程中輸入的引腳不能處于置空狀態，要保證有信號源來驅動引腳，及保持部分不用的引腳保持接地，同時，器件的電源應始終與地線引腳保持相連，彼此之間可以進行濾波及去耦。最后，在設計中藥避免器件過于發熱。

結束語：

我國經濟的進步帶動著我國科學技術的不斷發展，從而也使得了電子產品得到了飛速的發展。在現階段的電子設計中，EDA技術是電子設計過程中的核心技術，是電子產品研制開發的源動力。隨著EDA技術的不斷深入發展，EDA技術將引發電子產業界及電子設計領域的技術革命變革，EDA技術的不斷完善使得電子設計的水平在不斷的提升。為了使電子系統朝著集成化及規模化等方向的發展，電子設計工程師應該充分的掌握EDA技術，以便開發出更多的高性能電子產品。

電子設計技術論文:電子設計自動化技術的發展與應用

摘 要：隨著集成電路和微電子技術的發展，電子設計自動化技術（簡稱EDA）已經成為一門電子領域的重要學科。EDA技術的發展與應用成為21世紀電子設計的主流方向。本文主要介紹EDA技術的發展內容，展望EDA技術的應用藍圖。

關鍵詞：電子設計；自動化發展；應用藍圖

一、電子設計自動化技術的概況

現代電子產品多體現開發周期短、更新換代快、功能多重、能耗偏低等特點，產品體積日趨小巧，相比較傳統電子產品，其廣泛運用現代科學技術，電子設計自動化程度提升，產品的競爭力迅速提高，能夠更有效運用現代化科學技術，以適應時展變化。而這歸因于電子設計自動化技術，集合眾多學科的最新研究成果發展而來的一門新科學領域技術。

電子設計自動化技術內容主要為大規模可編程邏輯器件（簡稱PLD）、硬件描述語言（簡稱VHDL）、軟件開發工具（主要為MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series）和實驗開發系統四個方面。大規模可編程邏輯器件是EDA技術的設計載體物質，幫助用戶利用編程實現邏輯功能；硬件描述語言是電子系統設計實現功能的表達手段；軟件開發工具則是系統化、自動化的設計工具，幫助EDA技術設計電子系統；實驗開發系統則是有助于電子系統設計的系列下載工具和硬件驗證工具。

電子設計自動化技術的發展也并非一日而成，由一學科而誕生，其發展經歷三個階段：計算機輔助技術（簡稱CAD），計算機輔助工程設計（簡稱CAE）和電子設計自動化（簡稱EDA）。

（一）CAD階段（20世紀70年代）

早期電子系統硬件設計經由分立元件向集成電路模式發展，硬件設計隨之進入早期發展階段。硬件設計主要采用集成電路，并將其焊接在電路板上，做成早期的電子系統，而對系統的調整試驗則是在PCB上進行。制作過程的復雜性要求，傳統的利用手工圖紙方式無法實現，因此過程高度復雜的產品設計工作由CAD工具，利二維圖形編輯和分析完成。在20世紀70年代EDA技術發展階段，電路板畫圖工具受到計算機工作平臺的約束，其設計的性能較差，工作時間受制約有限。

（二）CAE階段（20世紀80年代）

20世紀80年代推出了新的EDA工具，伴隨著計算機和集成電路的推廣發展而來的計算機輔助工程設計階段到來――CAE階段。其推出的EDA工具主要核心為邏輯形式模擬、計劃性分析、模擬故障分析和自動布局布線，解決之前無法完成的對工具功能檢測的重點問題。設計師在產品制造之前可以提前知曉產品的功能，利用計算機生成有關產品制造的文件，幫助在設計古城有效對產品性能進行早期分析檢測。

EDA工具核心之一――自動布局功能與早期階段產品設計工具解決人工重復繪圖的缺陷相比較，80年代的CAE工具可以保證設計和制造出最優的電子產品，該工具不僅可以為產品開發提供便利，也能幫助設計人員提供最佳腦力創作。然而，電子系統復雜多樣化，EDA工具無法全面滿足設計要求，無法對產品設計元件進行優化處理。

（三）EDA階段（20世紀90年代）

這一階段EDA技術向電子產品自動化設計方向大幅度進步，歸功于微電子技術的迅猛發展――芯片集成于工作效率的技術創新。集成電路高速率設計和電子系統的高水平發展趨勢，極大促進了電子設計自動化技術取得進步發展。EDA工具實現設計、測試、生成文件等系統化的電子系統設計自動化，其不僅僅具備系統設計能力，并且包含各個工藝標準元件庫，實現系統設計能力獨立化，幫助設計工程師熟練設計電子系統[1]。

二、EDA技術應用藍圖

EDA技術應用前景廣泛，可應用于高校實驗教學活動、產品開發和科研、電器設備的更新換代與改造。隨著軟件開發功能的完善，電子系統可以集成在一個芯片上，產品設計硬件則可以利用軟件方式完成，全面實現系統的編程和升級活動，因此，在科研活動和產品的開發過程中，EDA技術可被廣泛運用。

各高校電子類專業較為火熱的教學活動以及研究課題，都較多借用EDA技術設計各種復雜的數字系統，完成系統的開發與實驗，同時也可以便捷地應用該技術進行硬件驗證，簡化數字電子設計實驗的流程，而不同的學生可以根據自身的設計完成各項實驗活動，便于高校教學活動的進行，也有利于提高學生的自我創造能力。這種技術大大簡化了高校實驗教學成本，因而也被推廣應用。

采用EDA技術可以對機電設備中的電器控制系統進行重新設計或改造，設計時間較短，成本較低，同時可以提高機電設備的性能，增加產品的技術含量。電子產品更新換代速率愈來愈快，為滿足市場消費需求，不一定要求所有的工程師創造出新的產品設計，在傳統機電設備的基礎上，對設備電子系統進行規劃設計或改造，有利于產品額外價值的實現[2]。

三、總結

進入21世紀90年代，隨著集成電路、微電子技術和芯片組合技術的發展完善，EDA技術在數字系統和微電子技術領域不斷發展，現代電子系統設計成為電子領域發展的重要內容，同時EDA技術也需要在PLD和VHDL方面做出不斷的更新完善，使之在計算機、工業、電器等領域廣泛拓寬應用市場，利用電子設計的優勢制造出領域更寬廣的電子產品。在此可以展望EDA技術的興起將超越電子設計領域向其他領域發展，設計不再單純是電子類專業的設計，電子系也不再是工程師的代名詞。