電子設計技術論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇電子設計技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：EDA，頻率計，VHDL硬件描述語言，CPLD

 

1. 前言

EDA(Electronics Design Automation,電子設計自動化)技術是現代電子學的標志，是微電子設計領域的一場革命,而基于EDA技術的芯片設計正成為電子系統的主流。隨著微電子技術的迅猛發展，電子設計技術跨過了三個階段。①20世紀五十年代：小規模集成電路（SSI）和中規模集成電路（MSI）用來設計硬件系統；②七十年代：以微處理器為核心的軟件編程設計；③八十年代末至今：硬件系統集成設計，即系統芯片(SOC)和專用集成電路(ASIC)設計，是21世紀微電子技術發展的重點。

本文主要闡述了采用先進的EDA工具MAX+plusⅡ對10MHz自動頻率計進行設計的過程。論文參考。在此設計中我們采用現在國際流行的VHDL硬件描述語言對CPLD進行編程，并通過MAX+plusⅡ平臺對設計進行仿真驗證，最終完成設計的要求，用單片CPLD實現10MHz頻率計的功能。

2. 單片自動頻率計的設計

數字化、智能化、自動化和小型化是現代測量儀器的發展方向。論文參考。具有50多年發展歷史的頻率計是實驗室中常用的儀器之一，它已成為一種典型的數字化、智能化、自動化的測量儀器，并越來越趨于小型化。單片自動頻率計以單片可編程器件為載體，利用VHDL語言，實現10MHz以內頻率的自動測量。該頻率計用可編程器件一片，10MHz晶體振蕩器一塊和4位七段LED顯示器。

2.1 自動頻率計的結構

篇(2)

隨著我國高等教育由“精英化”向“大眾化”的發展，不少師范院校增設了電子信息類專業.在西部大開發戰略的實施下，為適應社會對應用型人才的需求，我院也增設了電子信息類本科專業.我院地處祖國西部邊陲，經濟和文化比較落后，信息相對閉塞，加之專業開辦較晚，所以專業基礎相對薄弱.近年來，在院系的努力下，我院電子信息專業的建設取得了一定的進展，但和專業的培養規格要求相比，還有一定差距.尤其在實踐教學體系和實踐教學內容安排等方面，都與專業升為本科后的人才培養要求不太適應.主要表現在：電子信息科學與技術本科專業的實踐教學體系尚未完全建立；實驗課程體系不夠合理,實驗教學內容和手段落后；實驗教師隊伍梯隊建設薄弱；實習基地建設相對滯后，除課堂教學外,課外缺乏提高學生專業能力的有效方法及手段，缺乏培養學生綜合開發能力和創新能力的環境和條件；設計類教學環節、畢業設計（論文）環節還需進一步完善和規范；不夠重視培養學生的綜合設計能力和工程實踐能力，學生的專業綜合素質和實踐能力得不到明顯提高[1].實踐教學環節在高等教育中是培養學生理論聯系實際，增強動手能力和創新能力的重要手段.如何盡快實現從專科到本科的順利接軌，提高實踐教學質量，為下一次本科合格評估做準備，改革實踐教學尤為重要.

2實踐教學改革

2.1建立并完善科學的實踐教學體系[2]

建立科學合理的實踐教學體系,能充分利用實踐教學資源，培養學生的動手能力、獨立分析問題和解決問題的能力、創新能力，進一步提高實踐教學質量.實踐教學包括實驗教學、課程設計、實習實訓、工程實踐、畢業設計（論文）等環節.

2.1.1在實驗教學中，將實驗課程進行單獨設課，獨立考核，并將實驗課程劃分為基礎性實驗、綜合性性實驗、提高設計性實驗、應用開發性實驗、創新性實驗五個模塊.不同模塊在教學內容、方法等方面進行區別，保證實驗教學的課時，提高學生實驗學習的積極性和主動性，提高實驗教學質量.

2.1.2將課程設計從實驗教學中分離出來.課程設計是在實驗教學的基礎上進行的，但又不同于實驗教學，學生要經過查閱資料、設計并論證方案、制作作品等過程，許多任務都是在課外完成的.課程設計從實驗教學分離，單獨教學，有利于靈活安排實驗時間和實驗場地，充分利用實驗室資源，提高設備利用率.

2.1.3將實習實訓、工程實踐、畢業設計（論文）等環節與實驗教學要區分開來，單獨組織教學.我院地處祖國西部邊陲，實習基地建設相對滯后，必須加大校內外實習基地建設力度，并將校內外實習基地充分結合起來.學生可以先在校內電子設計實驗室和電子制作實驗室進行初步實訓，然后在到校外實習基地進一步實習實訓、工程實踐.校外實習不能流于形式，要讓學生深入公司、工廠的研發及生產一線，了解電子產品的研發和生產工藝流程，鍛煉學生的研發和生產操作能力.將畢業設計和實習實訓、工程實踐結合起來，使學生所學理論和實際結合起來，避免學生重理論輕實踐、紙上談兵，培養學生的科學研究能力和綜合開發能力.

2.2優化實驗教學內容，改革實驗教學方法和手段

實驗教學內容的改革，是實踐教學改革的關鍵所在.實驗教學內容的優化，必須與專業教學體系、實踐教學體系相適應，按培養學生的實踐能力、創新能力的要求進行.

2.2.1改革傳統實驗教學模式

實驗教學是實踐教學的基礎，實驗教學改革按照“厚基礎、寬口徑、重能力、重創新”的原則進行.傳統實驗教學主要存在實驗教學內容陳舊、實驗課程缺乏整體性和層次性、實驗教學模式單一、實驗項目和過程模塊化等弊端[3].針對傳統實驗教學的弊端，我們從以下幾個方面進行改革.

2.2.1.1修改實驗教學大綱，自編實驗教材

電子信息類專業發展速度快，知識更新周期短，因此為適應社會對人才的實踐能力和創新能力要求，要不斷修訂人才培養方案和實驗教學大綱.電子信息類專業實驗統編教材較少，就現有的統編實驗教材來看，其內容往往滯后于新知識和新技術的應用.各學校使用的儀器設備生產廠家不一樣，也難于使用統編實驗教材.雖然儀器設備生產廠家配套了實驗指導書，但與實驗教材的要求相比，差距很大，不能直接當教材使用.因此，應該結合我們自己的實驗儀器設備和廠家配套的實驗指導書，編寫好與自己學生實際情況相符合的實驗教材，這是培養學生實踐能力的重要內容.

2.2.1.2改革實驗教學內容

目前，我們所開設實驗基本是驗證性實驗.雖然在每門專業課中都開設了一個綜合性（設計性）實驗，但基本是驗證性實驗的改版，并非是真正的綜合性（設計性）實驗.因此必須重新修改實驗內容，真正增加綜合性實驗、提高設計性實驗、應用開發性實驗、創新性實驗，重新劃分它們的比例.突出綜合性實驗、提高設計性實驗、應用開發性實驗、創新性實驗的位置，增加工藝操作性實踐，培養學生的綜合設計能力、工程實踐能力和創新能力.針對驗證性實驗過程過于模塊化的缺點，適當增加分立元件實驗，培養學生的焊接能力和動手能力.我們驗證性實驗內容有些呆板，應該修改部分實驗內容，增加培養學生獨立思考、分析問題、解決問題能力方面的內容.

2.2.1.3改革實驗教學方法和手段

現有的電子信息類專業實驗教學，基本上是填鴨式的教學方式,是理論教學的補充，只適用于驗證性實驗.上實驗課之前，學生按照實驗講義進行預習.上實驗課時，為了完成教學任務，教師按實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗內容以及實驗步驟、數據處理等進行講解，只要求學生按部就班地操作即可[4].最后，學生按照老師講的去操作并記錄數據，教師進行輔導，課后學生照抄實驗講義，完成實驗報告.這種傳統實驗教學模式，培養了學生的動手操作能力，但沒有考慮學生的個性差異，不能調動學生的積極性、主動性、創造性，顯然與培養高素質應用型人才和創新型人才的戰略目標不相適應.在實驗教學中，我們引入EDA技術.EDA技術在實驗教學中，特別是在綜合電子設計實驗教學中越來越發揮著重要作用[5].在上實驗課前，可以讓學生用EDA軟件先做仿真實驗.學生根據自己具體情況，可以反復進行多次仿真實驗.仿真驗證后，再讓學生到實驗室做實驗.這樣，學生做實驗的時候會更有針對性，更容易發現問題和解決問題，實驗更容易進行，從而大大提高了實驗教學的效率.另外，利用EDA軟件及開發平臺，可以讓學生做自選型實驗和創新型實驗，有利于培養學生的實踐能力和創新能力.對于綜合性實驗項目,我們要求學生自己制訂實驗方案并選擇儀器設備,獨立進行實驗并完成實驗報告；對于設計性實驗項目,我們要求學生自己進行需求分析和項目設計,自己進行仿真和實做實驗，獨立進行調試并完成實驗報告.

通過開放實驗室,充分利用課外時間，將仿真實驗和實做實驗相結合,有效地促進學生的自主學習和主動實踐.例如在電數字電路實驗教學中,學生按教師要求自主選擇實驗項目,在課外進行設計,在電子仿真實驗室進行仿真,在課外制作作品,在課內調試并由實驗教師驗收,課外完成實驗報告.通過這樣的實驗過程,學生實驗的主動性、工程實踐能力、專業綜合素質提高了.大多學生反映實驗難度大,但收獲大，實驗興趣也得到相應提高[6].這種實驗比驗證性實驗要花費更多的時間，根據我院學生實際情況，每門實驗課程只安排1-2個此類實驗，學生就會獲益很多.在教學手段上，積極采用現代化教學手段，開展CAI軟件多媒體教學、仿真實驗教學，建立虛擬實驗室進行虛擬實驗，充分發揮校園網優勢，開辟網絡實驗教學平臺.

2.2.2加大實驗室開放力度

開放實驗室，是保證學生自主實驗的重要措施.它使學生在把握整體實驗時間的前提下，可以有充分的自由支配自己的實驗進程.目前，雖然我們開放了實驗室，但開放時間、開放范圍很有限.今后應該在實驗內容、實驗時間等方面全方位開放實驗室，實行開放式教學，打破時間、空間的限制.我院是民漢合校，民族學生多，他們相對專業基礎較弱.大力開放實驗室，可以使民族學生充分利用課余時間進一步提高實驗能力，彌補課內學習的不足.實施實驗室開放教學，允許學生根據自己的實際情況，在規定的實驗時間內彈性地選擇不同的實驗內容.實驗室開放后，可以給學生提供進行創新實驗的環境，可以使學生真正成為學習的主體，身臨其境，感受實驗的樂趣.

2.2.3加強實驗教師隊伍建設

實驗教學需要有一支業務能力過硬、結構合理的專職實驗教師和實驗技術人員.由于實驗教學的從屬地位,實驗技術人員一直被看為教學輔助人員,這在一定程度上影響了實驗技術人員的工作積極性,導致實驗人員梯隊不合理,隊伍不穩定,直接影響了實驗教學的質量.要提高實驗教學質量,應該重視實驗教師隊伍建設,對實驗指導教師提出更高的要求，他們要有很強的責任心和事業心,要不斷學習提高業務能力和科研能力.實驗指導教師除給學生授業與解惑上,更重要的是要培養學生分析問題與解決問題的能力，培養學生的創新思維能力.目前，我院實驗課基本由理論課教師兼任，需要引進學歷高且實驗技術過硬的人員,形成一支結構合理、實驗技術高的實驗教學梯隊，培養和穩定實驗教學師資隊伍.

2.3加強工程實踐，提高學生綜合素質

電子信息學科發展迅速，實踐性很強，因此必須加強工程實踐,培養學生工程意識和創新精神,提高學生綜合素質.工程實踐由課程設計、實習實訓、畢業設計（論文）組成.電子信息科學與技術專業升為本科后，我們成立了電子設計實驗室和電子制作實驗室，開設了課程設計.但給學生的課程設計任務缺乏靈活性、綜合性.針對專業特點,課程設計任務要增加靈活性，指導教師不再編制統一題目，只提出課程設計總體要求和預期效果，讓學生結合自己的興趣自擬題目，教師進行審核和指導，提倡設計方案的多樣性，這樣可以充分調動學生的積極性，使學生有較大的創造空間.對于實訓，我們以電子設計實驗室和電子制作實驗室為工程訓練基地,讓學生進行兩周左右的工程訓練，讓學生練習焊接、電路版的設計與制作等電子產品制作工藝.通過收音機、報警器等電子產品的組裝和調試,對學生進行必要的職業技能培訓.畢業實習(生產實習)是工程實踐的重要環節.由于我院地處祖國西部邊陲，校外實習基地建設相對滯后.目前，我們雖然建立了8個校外實習基地，但大部分是應用型實習單位，研發型、生產型單位很少.我們應該加強與內地的聯系，爭取在研發型、生產型單位多建立實習基地.我們制定了較為完善的實習制度，采用集中實習和分散實習相結合的方式，鼓勵學生到研發型、生產型單位實習，取得了較好的實習效果.畢業設計（論文）是常重要的實踐教學環節，它檢驗學生對專業理論和專業技能的掌握情況，培養學生的綜合開發能力、科學研究能力和創新能力.以前，我們的畢業設計題目基本是教師出題，學生選題，理論性題目多，實際制作性題目少，造成學生紙上談兵多，實際設計制作少，工程實踐能力得不到進一步提高.為此，我們對畢業設計（論文）進行了積極的探索（.1）學生從實習單位或即將分配去的工作單位選題，選題要結合專業和單位實際需要，體現理論與實踐的結合.學生到單位完成畢業設計（論文）,參加實際項目研究與開發,單位工程師與學校教師共同指導,回校進行設計（論文）答辯（.2）教師從自己的科研課題或技術開發中選出題目,指導學生獨立完成.有利于激勵學生的獨創精神，培養學生的創新能力.(3)結合實習實訓內容，學生自主設計題目,教師修改審定，指導學生獨立完成畢業設計（論文）.這樣調動了學生學習的積極性和創造性，使學生的知識和能力得到升華,創新能力得到提高，畢業論文設計（論文）質量逐步提高.

2.4以電子大賽為契機，培養學生的創新能力

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，目的在于推動高等學校促進信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革[7].競賽的特點是與高等學校相關專業的課程體系和課程內容改革密切結合，以推動其課程教學、教學改革和實驗室建設工作.為了提高實踐教學質量，培養學生的工程實踐能力、創新能力，我們積極組織學生參加全國大學生電子設計競賽，狠抓電子競賽,促進教學改革，尤其是實踐教學改革.對于參加全國大學生電子設計競賽，在電子信息專業為?？茣r，我們就做了積極準備.一方面，建立了電子信息科學與技術專業各教學環節的質量標準，并嚴格執行.另一方面，本著“厚基礎、強能力、高素質”的原則，制定了不間斷的《電子信息科學與技術專業學生實踐技能訓練方案》，從大一開始，逐項培養學生電子信息科學與技術專業的基本技能，確保了人才培養的質量.同時，第二課堂科技創新實踐活動成效顯著.一是成立了電子設計創新協會，在教師的指導下，定期開展活動；二是成立了家電維修興趣小組，舉辦“電子協會志愿者學雷鋒，家電義務維修”活動，利用節假日走入社會，為喀什群眾維修電器，為喀什的企事業單位、公司維修儀器設備，既鍛煉了學生的專業實踐能力，也受到了喀什各族群眾和有關單位的一致好評.

專業升為本科后，我院高度重視電子設計競賽，成立了競賽領導小組,精心組織,集中領導,統一安排.精選了多位理論基礎扎實、實踐經驗豐富、專業面廣的教師組成指導和培訓隊伍,精心制訂培訓計劃和競賽方案.我們提供了培訓和競賽實驗場地、實驗儀器設備和元器件材料,為競賽的成功提供了可靠的保證.大賽開始半年前，我們在學生中進行了廣泛深入的動員，組織學生進行為期三個月初訓,主要是基本知識、基本技能的訓練.在此基礎上選拔出30人左右進行為期二個月的第二期集訓，主要進行單片機開發應用、FP-GA開發應用、嵌入式開發應用、電子系統集成與設計的培訓.最后經過考試和考核從中選出20人左右進行為期一個月的第三期強化訓練，進行實戰模擬.培訓結束后,組織4個隊(12人)參加全國大學生電子設計競賽.我們的宗旨是：“重在參與”，“勇于競爭”，培養學生理論聯系實際的能力、動手能力、工程實踐能力、創新能力和協作精神，鼓勵廣大學生積極參加課外科技活動.2009年9月與2011年9月，我們兩次組隊參加全國大學生電子設計競賽，獲得自治區二等獎、三等獎各二項的成績.以后除參加全國大學生電子設計競賽外，我們還要組織學生參加學院電子設計大賽、全國大學生嵌入式設計大賽、“畢昇杯”全國電子創新設計大賽，進一步提高學生的創新能力.

篇(3)

關鍵詞：電子設計大賽；課程體系；教學內容；創新能力

作者簡介：李穩國（1977-），男，湖南新邵人，湖南城市學院通信與電子工程學院，講師；崔治（1982-），男，湖南益陽人，湖南城市學院通信與電子工程學院，講師。（湖南益陽413000）

基金項目：本文系湖南城市學院教學改革研究項目（湘城院發[2011]46號13）、湖南省普通高等學校教學改革研究項目（湘教通[2009]321號305）的研究成果。

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）08-0115-02

面對科學技術的迅猛發展，擺在每一位教育工作者面前的任務不僅是傳授系統的知識，另一個更為深遠的任務是要培養學生能適應今后就業所需要的各種能力，包括閱讀自學能力、探索發現能力、實際操作能力、邏輯推理能力、獨立工作能力和創新開拓能力。[1-5]由國家教委高教司倡導并組織的全國大學生電子設計競賽從1994年的首屆試點到2010年已經成功地舉辦了9屆。[2-3]大學生電子設計大賽是高校高層次學科競賽之一，它對培養大學生的實踐創新意識與基本能力有著十分重要的作用。但從每年參賽的情況來看，學生在比賽當中出現了諸多問題，針對出現的種種問題，如何對學生進行專業能力和創新能力的培養，是在高校當中日益突出并亟待解決的問題。[3-6]

本文以本校往屆電子設計大賽和研究性創新性項目的實際數據和情況為基礎，通過大學生電子設計大賽的組織培訓和對大學生研究性創新性項目指導的實踐經驗，探討如何通過大學生設計大賽這種新的思路來培養大學生的實踐創新能力。

一、大學生電子設計大賽的組織與策略

依托大學生電子設計大賽系統地培養學生理論聯系實際的能力，培訓學生的創新能力，需要對大學生電子設計大賽進行系統的組織。

首先，成立大學生電子設計與制作興趣小組。成立大學生電子設計與制作興趣小組有三個最主要的目的，一是提高大學生的實踐動手能力與創新能力的興趣；二是為大學生實踐動手能力和創新能力提供基礎的平臺；三是為將來大學生電子設計大賽提供必要的人才儲備。

其次是選拔大學生電子設計大賽的參與人員。選拔大學生電子設計大賽的參與人員可以在大學生電子設計與制作興趣小組基礎上，以校級或是電子信息等相關專業所在的院系為單位，舉辦比較基礎的電子設計與制作大賽，從中選出成績優異或動手能力較強的學生作為參加電子設計大賽的人員。在選拔過程中，可以采取動態的方式：一方面，對成功入選者中積極性高、動手能力強的學生予以保留，不理想的勸其退出團隊；另一方面，從大學生電子設計與制作興趣小組中選出冒尖的學生重新入選電子設計大賽團隊。然后是為大學生電子設計大賽的參與人員提供足夠的軟硬件平臺，為其提供系統的全面培訓。

其后，引導與指導學生開展創新性與研究性項目的設計與研究。這里也可以從兩個方面開展，一是積極支持與指導學生申報大學生研究性學習和創新性項目，以項目為依托著重培養學生的實踐動手能力與創新意識。二是以社會實踐需求為依托，開展創新性產品的開發和專利的申報。

二、電子設計競賽對課程體系與教學內容改革的促進作用

從前幾屆電子設計競賽的試題來看，可以歸納成5類，即電源類、信號源類、無線電類、簡易無線電遙控系統儀器類、數據采集與控制類。所涉及的電子信息類專業的課程有：低頻電路、高頻電路、數字電路、微機原理、單片機、FPGA和嵌入式等。[2]課程體系和教學內容的改革思路也應反映這些特點，使學生的知識和能力達到電子設計競賽的水平。為此，我們在課程體系、教學內容的改革方面進行了一些實踐。

1.以電子信息學科為依托，進行機構調整與課程的整合與優化

將電子信息工程教研室、電子科學與技術教研室、通信工程以及電子信息實驗室等合并，成立電子教學基地?；亻_出的課程有：電子技術、低頻、高頻、脈沖數字電路、微機原理、單片機、嵌入式原理等。

2.建立四個層次的實驗教學模式

基礎實驗：教學內容為基本電子器件的應用性實驗。電路由學生自行安裝與測試，目的是加深學生對電子技術基本理論的理解，提高學生對基礎實驗的興趣。

設計性實驗：教學內容為低頻、高頻、數字電路中各單元電路的設計及小系統設計。采用積木式、模塊化結構，將設計的單元電路組合成小系統電路，完成應用電路系統的設計。目的是培養學生進行低頻、高頻、數字電路中各種電子電路設計、裝調與測試的能力，培養學生理論聯系實際的能力與書寫設計性實驗報告的能力。

綜合設計性實驗：教學內容包括電子信息類專業的信號檢測、控制、傳輸與處理等應用性較強的綜合設計性實驗。目的是培養學生進行低頻、高頻和數字電路綜合設計、裝調與測試的能力，強調各種設計方案的實現與創造性思維能力的發揮，鼓勵創新與突破。要求書寫綜合性實驗報告。

設計研究性實驗：教學內容包括與電子信息學科相關的科研課題或學生自擬的課題（向學校申請的創新設計基金課題）；要求學生自擬設計方案并自行設計電路，應用新技術、新器件；培養學生創新設計能力及科學研究能力與新技術、新器件應用的能力；要求學生發表研究論文。[2]

三、大學生電子設計大賽對創新能力的提高及成功案例

1.大學生電子設計大賽為創新能力提供了必要的基礎

大學生電子設計大賽的培訓提高了學生元器件的識別、電子焊接這些基本技能，提高了學生對電子產品的設計軟硬件使用能力。這些實踐經驗和技能是創新能力的必要基礎。[7]

2.大學生電子設計大賽提高了實踐操作能力

電子設計大賽既不是單純的理論設計競賽，也不僅僅是實驗競賽，而是一個需要參賽選手綜合幾方面的能力來設計、制作完成、有特定功能的電路競賽。它既強調理論設計更強調系統實現。它考查了學生綜合運用基礎知識的能力，更注重考查學生的實踐動手能力。電子設計大賽的競賽題目一般都是模擬現實社會電子技術應用領域中的許多實際問題，具有很強的現實性、針對性和應用性。

3.重視學生個性發展，培養學生的團隊協作能力

現代社會知識的更新日新月異，高新技術的發展突飛猛進。任何一個個人都不可能擁有足夠的知識、時間和精力去完成一項復雜的系統性工作。[3]大學生電子設計大賽要求在較短的時間內完成產品的設計、制作、調試，這要求學生之間有明確的分工與合作，一個從事硬件的設計，一個從事軟件的設計，一個要制作PCB版與文檔的整理。這樣學生的團隊分工與協作能力自然得以提高，學生個性得到了充分的發展。

4.成功案例

湖南城市學院2008級學生參與2011年大學生電子設計與制作興趣小組的人數為85人，從中動態選拔參與大學生電子設計大賽訓練的人數為30人，最終定下21人組成7個隊伍參加全國大學生電子設計大賽。最終7支隊伍有2支隊伍獲得2011年全國大學生大賽全國二等獎，1支隊伍獲得2011年全國大學生大賽湖南賽區三等獎，4支隊伍獲得2011年全國大學生大賽湖南賽區優勝獎。

除此之外，參加大學生電子設計培訓的學生參加第九屆“挑戰杯”湖南省大課外學術科技作品競賽并獲得科技發明制作B類三等獎1項，主持湖南城市學院大學生科技創新項目4項、大學生研究性學習和創新性實驗校級項目3項、大學生研究性學習和創新性實驗省級項目1項。大學生研究性學習和創新性實驗省級項目做出了具體的產品并順利結題，達到了同類產品的先進水平，撰寫的論文被科技核心刊物錄用，該項目成功結題為省級優秀。[8]

從2008級參加大學生電子設計大賽的學生的就業情況來看，提前簽約的學生達45%，且簽約單位好。這說明參加大學生電子設計大賽的訓練能提高學生的就業率和就業質量。同時也表明經過大學生電子設計大賽的鍛練，學生的實踐動手能力與創新能力得到了明顯的提高。

四、改進與思考

1.建立現代電子創新設計實驗室

為了培養學生的創新設計能力，給優秀學生提供良好的學習與研究的環境，展現新思維、新設計的舞臺，我們建立了現代電子創新設計實驗室，下學期可以正式投入使用。實驗室的設備先進，配置比較齊全：提供各種單片機開發系統、嵌入式和FPGA開發版、萬用表、數字存儲示波器、頻譜分析儀以及電源。創新設計實驗室面向提高班學生、興趣小組、參加電子設計競賽學生等優秀本科生和研究生開放。

2.因材施教，鼓勵創新

在電子技術、單片機、嵌入式等實踐教學環節中對有創新設計思想、能力較強的優秀學生可以免做普通實驗的內容，安排難度較大的實驗課題或學生自定課題，要求他們自擬設計方案，實驗室提供所需的特殊器件。對實驗課題完成較好的學生可以免考，并給予較好的成績。

3.以省級和校級研究性與創新性項目為依托提高學生的創新能力

湖南城市學院的領導十分重視和鼓勵學生創新能力的培養，設立了校創新項目，提供一些必要的資金資助。省級或校級項目能夠讓學生切切實實地參與到項目中來，這些既能提高了學生分析問題和解決問題的能力，也提高了學生的創新能力。項目的結題還給學生必要的壓力與動力，從而既快又好地提升學生的創新意識和創新能力。

五、結論

綜上所述，全國電子設計競賽對推動湖南城市學院的教學改革起到了促進作用。在廣泛吸引學生參加、發現優秀人才方面起到了獨特作用。通過電子設計競賽，將有一批優秀人才脫穎而出，學生的實踐動手能力與創新能力得到了明顯提高，并能取得不錯的成績。當然，獲獎不是最終目的，深入持久地進行教學改革，培養學生的實踐能力，培養創造性的人才，全方位調動學生學習的積極性，吸引更多的學生參加，這才是參加全國電子設計競賽的最終目的。

參考文獻：

[1]陳榮華,喻成濤.淺談電子設計大賽對大學生綜合能力的培養[J].江西教育學院學報(綜合),2007,28(3):60-62.

[2]謝自美,嚴國萍,柳鍵.從電子設計競賽談課程體系改革與創新能力的培養[C].全國大學 生電子設計競賽組織委員會,2003:85-88.

[3]王艷,馮小萍.由“電子設計大賽”淺談對學生專業創新能力的培養[J].科技創新導報,2010,(29):20-23.

[4]花海安.從電子設計競賽談課程體系改革與創新能力的培養[J].安徽水利水電職業技術學院學報,2008,8(4):86-88.

[5]丁幼春.以電子設計大賽為契機推進實踐教學環節改革[J].華中農業大學學報(社會科學版),2007,(6):151-153.

篇(4)

論文摘要：結合高職院校數字電路實驗教學現狀，以培養學生的電子設計能力、實踐能力與創新能力為目標，對數字電路設計性實驗進行了研究，提出了構建實驗課程體系、加強實驗教師隊伍建設、完善實驗考核機制等措施，取得了良好的教學效果。

    隨著高職院校實驗教學改革的深人，實驗教學已成為高職院校教學工作的重要組成部分。實驗教學已從過去單純的驗證性實驗逐步深人到綜合性、設計性實驗，從利用實驗來加深對已學理論知識的理解，深人到將實驗作為學生學習新知識、新技術、新器件，培養學生實踐能力、創新能力的重要目的仁‘〕。

1高職院校實驗教學存在的問題

    數字電路實驗是高職院校電子信息類、機電類專業必修的實踐性技術基礎課程，對培養學生的綜合素質、創新能力具有重要的地位。在傳統的實驗教學中，數字電路實驗教學多以驗證性實驗為主，并按實驗指導書的實驗步驟去完成實驗，這種實驗教學模式禁錮了學生的創新思維，失去了“實驗”真正的含義，培養出來的學生實踐技能差，無法達到高職教育人才培養的要求〔2)0

2開設數字電路設計性實驗采取的措施

通過多年來的實驗教學改革實踐，證明了開設設計性實驗有利于鞏固課堂所學的理論知識;有利于提高學生電子系統設計能力、綜合素質、創新能力[’]。2005年我校電子技術實驗教學中心(以下簡稱中心)以“加強基礎訓練，培養能力，注重創新”為指導思想，在面向各類專業的數字電路實驗教學中，開設了以學生為主、教師為輔的數字電路設計性實驗教學，取得了良好的教學效果。

2. 1構建實驗教學課程體系

    數字電路設計性實驗是一種較高層次的實驗教學，是結合數字電路課程和其它學科知識進行電路設計，培養學生電子系統設計能力、創新能力的有效途徑，具有綜合性、創新性及探索性[[4]。數字電路設計性實驗是學生根據教師給定的實驗任務和實驗條件，自行查閱文獻、設計方案、電路安裝等，激發學生的創新思維。設計性實驗的實施過程，如圖1所示。

    為了提高學生的電子設計能力和創新能力，中心根據高職教育教學特點與規律，構建了基礎型、提高型、創新型三個遞進層次的數字電路設計性實驗課程體系。三個實訓模塊的內容堅持以“加強基礎型設計性實驗，培養學生的電子設計能力、創新意識”為主線，由單元電路設計到系統電路設計，循序漸進，三年不斷線，為不同基礎、不同層次的學生逐步提高電子設計能力、創新能力的空間，如圖2所示。

基礎型設計性實驗是課程中所安排的教學實驗，學生在完成了驗證性、綜合性實驗以后，具有了一定的實驗技能，結合數字電路的基本原理設計一些比較簡單的單元電路，學生按照教師給出的實驗要求根據實驗室所擁有的儀器設備、元器件，從實驗原理來確定實驗方法、設計實驗電路等，且在規定的實驗學時內完成實驗。如表1所示。這一階段主要是讓學生熟悉門電路邏輯功能及應用，掌握組合邏輯電路、時序電路的設計方法，培養學生的設計意識、查閱文獻等能力。

    提高型設計性實驗對高職院校來說，可認為是數字電路課程設計。它體現了學生對綜合知識的掌握和運用，課題內容是運用多門課程的知識及實驗技能來設計比較復雜的系統電路，如表2所示。整個教學過程可分10單元，每個單元為4學時，每小組為一個課題。學生根據教師提供的設計題目確定課題，查閱文獻、設計電路、電路仿真、電路安裝調試、撰寫課程設計報告等，完成從電路設計到制作、成品的全部實踐過程。通過這一階段的訓練，學生的軟硬件設計能力進一步提高，報告撰寫趨于成熟，善于接受新器件，團隊協作趨于成熟。

    創新型設計性實驗主要為理論基礎知識扎實、實驗技能熟練的優秀學生選做，為“開放式”教學，實驗內容主要是結合專業的科研項目、工程實際及全國或省級電子設計競賽的課題。通過創新型設計性實驗，強化學生電子系統設計能力，充分發揮學生的潛能，全面提高學生的電子系統設計能力、創新能力，為參加大學生電子設計競賽奠定堅實的基礎。

   數字電路設計性實驗課程體系將數字電路基本原理、模擬電路、eda技術等多門課程知識點融合在一起，從單元電路設計到系統電路設計，深化了“系統”概念的意識。在每一輪設計性實驗結束后進行總結，開展學生問卷調查，對設計性實驗的教學方法、手段等進行全面評估，從而了解設計性實驗教學的效果。在實驗過程中，實驗教師鼓勵學生從不同角度去分析，大膽創新，設計不同的方案。

2. 2加強實驗教師隊伍的建設

    近年來，中心依托省級精品課程“數字電路與邏輯設計基礎”、省級應用電子技術精品專業建設，合理規劃，制定了實驗教師隊伍培養計劃;專業教師定期到企業培訓;專職實驗教師參加實驗教學改革研討和對新知識、新技術的培訓;同時制定優惠政策，吸引企業中具有豐富實踐經驗的工程師、技師到實訓基地擔任實驗教師tb}，形成一支能培養高素質技能型人才、能跟蹤電子信息技術發展、勇于創新并積極承擔教學改革項目的專兼職結合的實驗教師隊伍，實現了實驗教師隊伍的整體優化。

2. 3開放實驗室

    為了保證設計性實驗教學的有效實施，中心實行時間和內容兩方面開放的教學方法。學生除了要完成教學計劃內指定實驗外，還可以根據自己的專業和興趣，選擇規定以外的實驗項目。為了提高設計性實驗的教學效果，學校制定了系列激勵政策，調動了實驗教師及學生的積極性。

2. 4建設創新實訓室

    為了培養學生的電子設計能力、創新能力，給優秀學生營造良好的自主學習環境，提供展現創新設計的舞臺，中心先后投人了30多萬元，更新了實驗儀器設備，建設了一個軟件環境優良、硬件條件先進的創新實訓室。該實訓室配置了計算機、函數信號發生器、頻率計、掃頻儀、數字存儲示波器、單片機系統設計實驗開發系統、打孔機、制版機等儀器設備〔7〕。

2. 5完善實驗考核機制

    對于數字電路設計性實驗的考核，不能僅靠一份實驗報告或作品來評定成績，要關注設計方案的可行性、實驗過程中學生的操作能力、創新能力等方面。如以100分計，分別從實驗設計方案(20分)、實驗方案的實施和完善(40分)、設計的創新性(20分)、實驗報告或論文、成品(20分)幾個環節來評定學生的實驗成績。為了激勵優秀學生，激發創新欲望，中心建立了“創新設計性實驗優秀論文、作品評獎制度”，對經專業教師評審選出的優秀論文、創新作品的學生給予表彰、獎勵。

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早在2006年，我們就開始對單片機技術、電子CAD，模擬電子技術與數字電子技術等課程進行改革。在多年的實踐中，提出了“重在參與、重在過程”的宗旨，確定改革的主題為“將實驗室與課堂相結合、理論與實踐相結合，給學生營造一個良好的創造、創新的環境和氛圍”。為此，本著突出學生的主體性原則，制定了新的教學大綱，明確規定實踐項目教學任務。學生在教師的指導下相對獨立地完成每次任務的電路設計，制作印刷電路板、組裝、調試，寫出論文形式的設計報告等一系列環節，從而完成一個項目設計的全過程。學生在設計過程中相對獨立地解決各種問題，全面培養了學生的素質、毅力、自學能力、解決實際問題的能力和創新能力。在通過以電子設計競賽為平臺的應用電子專業高技能人才培養不斷改革與實踐過程中，電子專業科技班的教學效果得到全面提升，人才培養水平基本上可以達到國家教育部對高職生“雙高”教育目標的要求。同時，每年在電子科技班中選拔出一批優秀的學生直接參加省級以上電子設計比賽，一般不再進行專門集中培訓，因為平常的教學基本上與競賽的方式一樣，歷年的省級和全國的電子設計大賽題目都已編入平時的綜合性實踐項目教學中，并且緊隨電子技術的發展和新器件的更新而不斷地調整實訓要求。歷年的參賽我們都取得了比較好的成績，逢賽必參加，逢賽必得獎。2009年全國大學生電子設計競賽我系學子王輝、程偉、游俏俊合作完成的數控恒流源系統取得了全國一等獎一項;2011年全國大學生電子設計競賽我系學子葉健、稂凱麗、卓洪水合作以及肖杰、王君平、黃秋霞合作完成的電阻智能測量儀取得了全國二等獎兩項。最令人欣喜的是我系電子科技班的學生無論是參加了競賽得獎的還是沒有參加競賽的都知識面廣泛，在高頻信號處理、無線數據傳輸、智能運動控制系統等各個領域都具有扎實的設計能力，畢業生得到用人單位的高度好評，很多學生在企業中成為技術創新的骨干。

2以競賽為平臺進行專業教學改革的具體舉措

全國電子設計競賽對推動我校電子類專業的教學改革起到了促進作用，在培養高職優秀人才方面起到了重要作用，參加電子競賽的成功也是對我們的教學改革成果進行了檢驗與肯定。當然獲獎不是最終目的，深入持久地進行教學改革，提高培養學生的實踐能力和培養創造性的人才，全方位地調動學生學習的積極性，吸引更多的學生參加科技活動，這才是我們參賽的最終目的。

2．1轉變教學思想

改變傳統的重理論輕實踐的教學思想，堅持“學生為中心”，“能力為主導”，“教、學、做一體”的指導思想。在教學過程中教師是導演、教練，學生是主角。學生對自己的學習負責任，規劃自己的學習活動，學校和教師為學生提供足夠的學習資源和引導，實現了教師和學生的觀念轉變。教師不再對學生的學包大攬，而是注重對學生的創新思維、學習方法與能力的培養，使學生的學習主動性、責任感、創造性增強。

2．2重視“雙師”素質教師隊伍建設

實際上創新性人才的培養依賴的是具備實踐創新能力的師資隊伍的建設，只有當教師具備實踐創新能力才能培養出具備創新能力的學生。所以電子系一直注重“雙師”素質教師隊伍的培養和建設，積極推動教師學習掌握當代科技的前沿，在系內開展教師自身技能訓練和科技項目的開發工作，與上饒經濟園區的光電高科技有限公司、斯德爾實業集團有限公司等多個電子企業開展項目合作，積極推動青年教師進行科技研發、科技創新。同時，在電子設計制作競賽的教學與培訓過程中，老教師對青年教師起到了幫帶作用，全體專業教師的實踐技能水平和科技創新能力都普遍得到提高，2010年電子系電子設計與制作教學團隊被評為江西省教學團隊。

2．3加強實驗室建設

學院電子專業基礎實驗室有4個，完全能夠滿足電工基礎、數字電子技術、模擬電子技術等傳統基礎課程的教學需要。我們在不斷加強傳統實驗室建設的同時，還兼顧應用技術潮流的實驗室建設，引入單片機高級語言編程方法及AVR、PIC等新系列單片機，引入LINUX嵌入式系統技術。做到以經典內容為基礎和核心，以實踐技術為拓展。在完善硬件實驗設備的同時充分利用虛擬實驗室，利用EDA技術、WAVE或KEIL單片機仿真軟件進行硬件仿真。

2．4采用“項目和任務驅動”與“教、學、做一體”的教學手段與方法

實踐教學手段的創新是高職教育成敗的關鍵，我們不僅把歷年的全國大學生電子設計與制作的題目和一些好的地方性省級競賽題目編成一本綜合實踐項目教學和培訓講義，同時我們根據本地企業實際研發需求開發了多個綜合性實踐課程與項目。例如:我們將EDA技術與實踐結合，讓學生在課程設計中制作出基于FPGA的頻率計、交通控制燈、智能溫控器等;在單片機課程教學中我們把傳統的利用單片機實驗箱進行實驗改變為開發板實訓;在傳感器與檢測技術中我們不再以傳感器原理內部結構的教學為主，而是將傳感器檢測與單片機技術相結合具體使用到實際的檢測控制系統中。學生通過完成各項單一課程的實訓項目與課程設計和綜合性實踐項目與產品設計性項目，自己設計電路圖，制作硬件電路板，在老師指導下完成軟件的編程和調試，與實際研發緊密結合，利用一定的技術手段制作出自己的實際產品，教、學、做不再是分離的，而是成為一件事情，學生在完成這些項目和任務的過程中學會了真技術和硬本領。

3結束語

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1.1促進專業實踐課程體系完善

電子設計創新實訓室的建設促進了專業實踐課程體系的完善，主要是由于該實訓室的建設，在修訂培養計劃時，可以增加選修實驗項目和課程設計門數，從而完善了專業實踐課程體系，促進了學生實踐能力的培養。選修實驗主要是一些綜合實驗和設計實驗，通過選修實驗可以給學生提供更多的參加實踐活動的機會。比如在制定電子專業的培養計劃時，可以增加“傳感器技術”“、單片機原理與應用”等課程設計內容，在進行課程設計教學時，學生可以自主選擇題目，獨立構思和設計，遇到問題自己解決，教師只是起引導作用。這樣的學習模式，增加了學生學習的主觀能動性，提高了學生獨立解決問題的能力，促進了實踐教學的發展。另外，學生還可以利用該實訓室完成畢業論文的設計，可以由校外的相關企業出題，校外工程師和校內教師共同執導學生的畢業論文，培養學生的動手能力、提高他們的專業技能和創新開發能力。

1.2促進雙師型師資隊伍建設

電子設計創新實訓室的建設促進雙師型師資隊伍建設，這主要是因為學生在參加創新實踐活動或者是設計比賽時，比如智能汽車設計競賽，高職院校都會給學生定期安排指導教師，對學生進行輔導。對于輔導教師的要求較高，要求他們既具有扎實的理論基礎，同時還要具有豐富的實踐經驗，工程實踐能力及創新實踐能力較高。為此，為了提高教師的教學能力，學校會定期安排相關教師參加一些大型企業或者是國內名校參加工程實訓人才交流活動或者是相關學科的學術交流活動，促進雙師型師資隊伍建設。

1.3促進高職院校專業特色的形成

電子設計創新實訓室的建設，促進了高職院校形成自己的專業特色。學校建設實訓室之后，大一新生也可以參加實驗室的實踐教學活動，由高年級的師哥、師姐對他們進行指導，傳授知識和技術，包括怎樣識別各種類型的電子元器件、設計和制作簡單電路、焊接等，同時還可以培養他們的團隊合作意識，形成特色的教學模式。另外，通過建設實訓室，學生可以在高仿真的條件下進行鍛煉，提高他們的實踐能力，還可以完成教師的一些子課題和企業的攻關項目，使培養的學生“就業有優勢，就業有能力，持續發展有空間”，形成自己的專業特色。

1.4促進高職院校學生設計與創新能力

實踐是檢驗真理的唯一試金石，由此可知，實踐環節是檢驗學生綜合運用知識能力和工程設計的重要環節。通過實訓室，學生可以參加教師的科研，參加各種競賽、科技創新項目、校外企業的科研項目等，為學生的畢業論文設計做前期鋪墊。所以，電子設計創新實訓室的建設，提高了高職院校學生的設計能力和創新能力。

2電子設計創新開放實訓室硬件建設

2.1硬件建設設計宗旨

電子設計創新開放實訓室的硬件建設的設計宗旨就是提高各學科學生之間的交流，保證創新活動的持續開展，提搞學生的學習積極性，培養他們的實踐、創新能力。

2.2硬件建設方案構建目標

電子設計創新開放實訓室的構建目標如下：第一，打破專業劃分和學科界限，開設跨學科和專業的創新型、綜合型實訓項目，吸引全校學生到實訓室參加實訓活動。第二，根據不同層次的學生需求，確定開放實訓室的開放程度和項目類型。第三，實訓室的開放內容要實施“講求實效、形式多樣”的原則。

2.3硬件建設具體實施

實訓室的建設是為了滿足學生實踐的需要，所以根據學生實驗的要求，要提高一些硬件設施，其硬件設施包括數字信號源、數字示波器、電子實訓工作臺（含穩壓電源等）、元件柜、數字萬用表、雕刻機、高配置電腦、電路板制作機、頻譜分析儀、控溫焊臺等。該實訓室建設可以按照滿足最低5組學生同時做研究配置，其中測試工具、編程設計工具、焊接工具及裝配工具每組學生分配一套，所以每個實訓室配備5套即可。

3實訓室構建軟件建設

3.1教學目標管理

高職院校的培養目標是培養具有專業技能的應用型人才，所以實訓室的建設要以提高學生的就業為導向，全心全心為學生服務，提高學生的電路設計等方面的職業能力，充分體現出職業教育的特色，滿足社會不同層次的人才需求。所以，實訓室要和職業職業崗位需要相互聯系，通過崗位實務訓練，鞏固基礎理論知識、提高實踐應用能力和綜合職業素質，達到職業資格證書認定的標準。另外，為了加強教學和企業之間的聯系，實訓室還可以開展一些應用項目研究、科技咨詢和產品開發等服務活動，可以讓學校更好的了解企業的用人需求，有針對性的對學生進行培養，使職業教育更好地滿足社會對技能型人才的需求。所以，實訓室既是學生鞏固基礎知識和提高職業素養的場所，更是可以作為聯系學校和企業的紐帶。

3.2實訓室開放性管理

實訓室實行開放的管理制度，全天候對學生進行開放，并為學生提供相應的配套管理服務，制定實訓室的管理辦法。首先，制定日常衛生、電子元器件使用申請、安全管理、設備使用等各項制度。然后，管理模式以學生自主管理為主，教師的管理為輔。學生開展自主管理，比如關窗、斷電、關好水龍頭等，教師負責實訓室日常管理，并對實訓室安裝監控設備，全面進行監控。

3.3網絡化管理

由于高職院校電子專業的實訓課課時較多，面對如此多的學生的人數和實訓設備，怎樣對實訓設備進行管理，合理安排實訓室使用時間，提高設備的使用率和教學效果，是學校管理層面對的一個重要問題，亟需解決。隨著科技信息技術的發展，利用數字化的校園網絡，對學校實訓室進行網絡化管理可以解決上述問題。以校園網為依托，結合管理實訓的特點和需要，開發設計實訓管理信息化系統。通過實訓系統的建設，可以實現對電子設計創新開放實訓室的網絡化管理，采用網上預定的方式安排實訓時間，提高儀器設備的使用效率；共享優質實訓教學資源，提高實訓教學管理質量；節約實訓教學成本，減少儀器設備的重復購置；并對其他專業的開放性實訓室的信息化管理具有一定示范和帶動作用。

3.4培植優秀雙師型師資隊伍

教師團隊是學校提高教學質量的重要保障，所以為了提高高職院校實訓的教學質量，要培植優秀的雙師型的教師隊伍。建設一支具有現代教學理念和熟悉行業實踐教學能力過硬的實踐教學師資隊伍。主要從以下兩方面進行，一是，從大型企業中選聘一些優秀的電子方面的技能人才，如技師、電氣工程師和管理人員，經過教學業務的培訓成為實訓教師。另一方面，學校定期選派一些教師到企業進行頂崗實習，獲得電路設計等實踐經驗，鼓勵他們參加一些職業技能的認定和等級考核，獲得相關證書。同時學校還可以外聘一些兼職教師，兼職教師可以向學生傳授更多的社會實踐的專業知識，彌補實訓基地中師資結構不合理的缺陷。

4總結

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關鍵詞：FPGA；原理；硬件設計；應用技術

1 FPGA的簡介

當前使用硬件的描述語言完成電路設計，都可以通過簡單的匯總和合理的布局，然后快速燒錄到FPGA器件上進行基本的測試，這也是當代數字系統設計進行檢驗的主流技術。這些可編程器件可以用來實現基本邏輯門的電路，也可以實現一些更復雜的組合功能例如數學的方程式、解碼器等等。大多數的FPGA器件里，包含著一些記憶性元件，如觸發器，或者一些其它的更為完整、性能更為優越的記憶塊。

設計師可以根據自己的需要按照可編輯的鏈接將FPGA器件內部的邏輯模塊連接在一起，仿佛一整個電路的實驗板被裝在一個電子芯片內，這些出廠后的FPGA器件的連接方式以及邏輯塊的使用都可以根據設計者不同的設計而進行改變，從而能完成不同的邏輯功能。

當你在進行的電子設計使用到FPGA器件時，你不得不需要努力地解決好電源管理、器件配置、IP集成、完整信號輸出等硬件系統的設計問題。在進行硬件設計時，你需要注意以下幾個問題：

1.1合理分配I/O信號

無論是哪種情況，在進行I/O信號分配時，都必須牢記以下共同的步驟：

1）用表格列出所有需要分配的I/O信號，并按照他們的重要性依次進行排列，比如電壓、端接方法、I/O標準、相關時鐘等；

2）檢查校驗模塊之間的兼容性；

3）利用以上的表格和兼容準則，先把受限制最大的信號分配到引腳上，最后分配那些受限最小的信號。因為受限制大的信號往往只能分配到特定的引腳上；

4）將剩余的信號分配到較為合適的地方。

1.2注意靜態功耗的降低

雖然靜態電流所帶來的功耗和動態功耗相比可以忽略不計，但對一些供電設備卻十分重要。引發靜態電流因素眾多，比如沒有完全接通或關斷的I/O 端口、三態電的驅動器的下拉或上拉電阻，除此之外，保持編程信息也會需要一定靜態功率。

2 FPGA應用技術的設計原則

從上文中對FPGA內部的硬件結構分析可看出，FPGA器件的時序邏輯非常豐富，不同于其他的可編程器件。因而對于FPGA來說，應該有一整套能夠有效利用其內部豐富的時序邏輯功能的技術，而不同于其他一般的可編程器件的設計技術。由于其獨特的優越性，FPGA被越來越多的設計人員所使用，其設計技術被許多的設計者所掌握。在FPGA的實際應用中，使用最合理的設計方法，能很大程度的改善FPGA在應用中出現的漏洞和問題，進而全面提高設計性能。

2.1使用層次化的設計技術

使用層次化的設計的系統一般分成若干頂層模塊，而每一個頂層的模塊下又有若干個小模塊，并以此類推。層次化的設計模塊，可以是描述原理圖的結構圖，也可以是經過邏輯語言所描述、表現的實體。

使用層次化的設計對于系統的模塊劃分非常的重要，模塊劃分的不合理，將會導致整個系統的設計不合理，從而使系統的性能下降，這樣層次化的系統甚至要比沒有經過層次化設計的系統效果更差。

使用層次化設計的主要優點有以下兩個方面：增強設計可讀性，增加設計重復使用的可能性。

2.2使用同步系統設計技術

所有時序電路具有同一個性質――如果要使所設計的電路正常工作，必須嚴格的執行事先定義好的邏輯順序。如果不按照此順序執行，將會把錯誤數據寫進存儲單元，從而導致錯誤的操作。同步系統的設計方法，也就是使用全分布周期性的同步信號使系統中所有的存儲單元進行同時更新，這是執行這一時序有效進行的普遍的設計方法。電路的設計功能是通過產生時鐘信號并按照時序嚴格執行來實現的。

對于靜態的同步設計，必須滿足下面的兩個條件：

1.每一個邊緣敏感的部件其時鐘的輸入應該是一次輸入時鐘的某一個函數；并仍和一次時鐘輸入的時鐘信號。

2.所有的存儲單元都應該是具有邊緣敏感特性，在該系統中不存在電平敏感的存儲單元。

我們對于FPGA器件的同步設計的理解就是全部狀態的改變都是由主時鐘所觸發，同一個系統不同的功能模塊可以是部分異步的，但是模塊與模塊之間必須是同步的。正如CPU的設計一樣，所有的電路都和系統的主時鐘是同步的。相比于異步設計，同步設計具有很多的優點，但進行同步設計時仍然需要考慮很多方面的因素。例如，在選取時鐘時，需要考慮以下幾點：首先，由于大部分的器件都是由時鐘的上跳沿觸發，這要求時鐘信號的延差要很小；其次，時鐘信號的頻率通常很高；第三，時鐘信號一般是負載較重的信號，因此合理地進行負載分配是很重要的。除此之外，在進行FPGA器件的應用時，還要考慮模塊的復位電路、時序同步電路等實際問題。

參考文獻

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