EDA技术对本科电子设计的运用 本文关键词：本科，电子设计，技术，EDA
EDA技术对本科电子设计的运用 本文简介：摘要：随着电子产品设计智能化的提升，EDA技术以其独特的虚拟开发特点，可以降低设计风险，提高设计可行性，在设计中的地位日益加强。因此，应用型本科电子通信类专业的EDA教学也需适应当今电子产品设计潮流。本文讨论将传统的验证式EDA教学改为目的导向式EDA设计，从实用电子电路设计出发进行教学，充分发挥学
EDA技术对本科电子设计的运用 本文内容：
摘要：随着电子产品设计智能化的提升，EDA技术以其独特的虚拟开发特点，可以降低设计风险，提高设计可行性，在设计中的地位日益加强。因此，应用型本科电子通信类专业的EDA教学也需适应当今电子产品设计潮流。本文讨论将传统的验证式EDA教学改为目的导向式EDA设计，从实用电子电路设计出发进行教学，充分发挥学生主观能动性，在培养学生电子产品设计能力的同时提高EDA教学的教学效果。
关键词：EDA；电子电路设计；教学方法
1前言
现代电子产品设计，其智能化越来越强、集成度越来越高，随着人工智能科学的发展，未来电子电路的设计复杂程度将会空前提高[1]。工作人员只有对电子线路进行良好的设计，才能保证电子产品的安全性和可靠性，才有可能真正提高企业在市场当中的竞争力[2]。以PLD作为设计载体的EDA技术，可实现逻辑编程、逻辑综合优化，其虚拟的编译环境，又可以运用于逻辑布局布线、逻辑仿真设计，完成针对目标芯片的适配编译、逻辑映射、虚拟布线开发等工作[3]。并可以在设计成果实体化之前进行逻辑检测，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。这样的设计过程，大大降低了设计风险，同时提高了设计可行性，成为现代电子电路设计的基础[4]。我国应用型高等学校电子通信类专业学习EDA技术，可以改变传统电子电路相关课程教学模式中理论加实验的教学模式[5]。在数模电课程、通信原理、高频电子线路等课程教学中，加入EDA教学，形成理论到EDA设计再到实验的教学模式，可以加强学生对理论知识的理解和掌握。在学生实际动手设计电子电路之前使用EDA设计，对提高设计可行性、设计安全性和可靠性方面有一定辅助。同时，使用EDA设计，可以极大地发挥学生的主观能动性，将学生的设计思路付诸于实践。
2教学设计
应用型本科EDA教学，重点在于改变传统的教师在EDA教学过程中多以“说教”式为主的教学方式[6]。配以使用多年未改变的数模电实验指导书、通信原理实验指导书等一系列教材，使EDA教学变成课本电子线路的验证[7]，无法突出EDA设计自身优点，还使学生缺少独立思考和个人见解能力，容易形成模式化教学的局面。长此以往，学生创新意识和创新能力得不到培养，电子线路设计能力得不到提升，反而陷入知识本位的学习理念中[8]。针对以上教学存在的问题，本文提出下述EDA教学设计思路。设计流程如图1所示。教学关键点在于目的驱动[9]。在学生具有一定EDA设计认知后改传统的单电路实验教学为目的驱动教学，和学生毕业设计相关知识、电子设计大赛等目的结合，提出具有一定使用价值的设计问题，不给出明确设计方案和设计流程，驱动学生或个人、小组在一段时间内讨论解决设计问题，按照EDA设计的实现过程去实现设计。教师在整个过程中只起到类似于毕业设计指导的作用[10]。
3教学过程实例
以音调调控电路设计为例，说明教学过程。音调控制是指人为地调节输入信号的低频、中频、高频成分的比例，改变音响系统的频率响应特性，以补偿音响系统各环节的频率失真，或用来满足聆听者对音色的不同爱好。此设计难度适中，具有一定运用价值，在现今许多通信电子产品中均有运用。教学目的为设计一个在电子阅读器中可以改变阅读中年男声为青年男声的系统。教学目的确定后，学生以三人为一组进行设计，学生自行查阅相关资料，根据EDA设计流程进行设计，最后完成硬件仿真与测试，提交设计报告。部分设计EDA电路图如图2所示。对学生设计电路图进行测试，测试结果如表1所示。从实验数据可以看出，在高音和低音均衡时，基本频率点输出值基本保持不变，在高音分量较高时，两频点保持较小变动，在低音分量较高时，两频点输出值有交大提升，符合实际音调变换规律，学生设计电路能完成基本音调调节。在项目得到学校资金支持的情况下，此实验还进行了实验电路搭建。从教学效果看，绝大多数教学组可以自主完成预设功能，达到培养学生主观能动性，自主解决设计过程中的实际问题，学生学习积极性较高，学习效果优于传统电路验证式教学。但也暴露出学生系统调试能力较弱、实验电路调试仿真与实际脱节、程序编写能力不足等特点。这些问题将在后续研究中尝试解决。
4结论
EDA教学在应用型本科电子通信类专业学习中具有十分重要的意义。改变传统验证式EDA教学为目的导向式教学，将教学和学生毕业设计或者电子设计大赛等实际设计结合，可以更好地发挥学生主观能动性，对培养学生解决实际问题，形成合理的电子产品设计思路具有一定意义。
参考文献
[1]王瑞.EDA技术应用于数字电子技术实践教学改革的研究.民营科技,2018(4):23-24
[2]何宾.EDA原理及VHDL实现——从晶体管、门电路到XilinxVivado的数字系统设计.北京:清华大学出版社,2016
[3]王卫国,胡今鸿,刘宏.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展.实验室研究与探索,2015(5):214-219
[4]吕念芝.Multisim在“数字电子技术”课程设计中的应用.电气电子教学学报,2018,40(03):143-146
[5]张瑾,孙芹芝.《EDA技术及应用》课程的项目教学设计.大连大学学报,2018(6):46-47
[6]黄岭.高职院校EDA课程学情分析及对策探讨.电脑知识与技术,2019(24):112-114
[7]陈敏.通信电子线路课程改革探索与实践.高教学刊,2017(14):74-76
[8]刘宏月,梁义涛,张猛.论学生中心视域下验证性实验的有效实施.教改探索,2019(7):89-91
[9]罗俊.项目化教学方法在应用型本科EDA技术课程中的应用.科技经济导刊,2018(21):26-28
[10]董丽元,赵宁,唐磊磊,李明媚,葛自强.案例式教学在FPGA课程中的研究与探索.实验室科学,2017,20(06):95-97
作者：卢巍 薛瑞璇 单位：云南师范大学文理学院信息工程学院 云南师范大学文理学院人事处
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