电子设计自动化课程精选(九篇)

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第1篇：电子设计自动化课程范文

关键词：项目教学；电子设计自动化；方案

0引言

教学方案是指教师在教学过程中对教学内容、教学方法、教学步骤以及要达到的教学效果等所进行的精心编排和设计，是教师对教材的认识和处理，以及对学生学习方法的指导，是进行课堂教学的实施方案[1]。一个好的教案不仅能指导学生“学会”，而且还引导学生“会学”，从而顺利地完成教学任务。因此，教学方案的设计就成为课堂教学的重中之重。在《电子设计自动化》教学中采用了项目教学法，通过具体的项目设计，实施“项目导向”教学模式，学生在老师的引导下，从每一个项目入手，在好奇心的驱动下，对理论知识进行学习，对项目任务进行设计，对实践操作进行实施，在“做中学”，在“学中做”，对培养学生的综合实践能力和创新思维能力具有积极的促进作用[2]。现将本人设计的基于项目教学法的“三人表决器”教学方案介绍如下。

1教学目标

1.1知识目标

熟练掌握VHDL程序的基本结构；掌握IF语句、CASE语句的格式及用法；理解IF语句和CASE语句的区别。

1.2技能目标

①科研创新能力：本项目要在QUARTUSII软件下用编程的方式设计三人表决器的电路，并且可以采用多种编程方式来实现，深切地让学生体会到该设计方法的灵活性，开阔学生的视野，培养学生分析问题，解决问题的能力，培养学生的创造与创新理念。②电路设计能力：通过进一步的学习，学生又掌握了利用一种编程语言VHDL来设计电路的能力，提高了学生电路设计能力。③分析问题、解决问题的能力：通过在设计过程中不断提出问题，让学生分小组讨论并给出结论，让学生在思考的同时提高了分析问题和解决问题的能力。

1.3情感目标

①树立专业自信：激发学生的学习兴趣，坚定学生从事电子行业的信念，培养学生对电子专业的热爱。②培养课程兴趣：通过创设情景、实物演示，提出三人表决器在各种选举和组织竞赛活动中的应用等问题激发学生对电路设计的好奇心和求知欲；通过自主完成整个电路的制作，体验成功的喜悦，增强自信心和成就感。③培养良好的学习习惯：针对学生的专业知识特点，采用多元化的教学方法，鼓励学生积极表达自己的想法，培养学生良好的学习态度和学习习惯。④培养创新精神：通过设计三人表决器，培养学生采用多种方案实现同一种电路的创新精神，体会到条条大路通罗马。⑤培养团队合作精神：通过小组合作的方式，大家互相取长补短，共同进步，共同提高，培养了大家的团队协作精神。

2教学重点难点及解决方法

教学重点包括：IF语句、CASE语句的语句格式及注意事项；IF语句和CASE语句的区别；IF语句和CASE语句的具体应用。教学难点包括：IF语句和CASE语句的具体应用。为了突出重点，突破难点，采取了以下方法：①课前“任务”导学：通过提前给学生布置预习任务让学生提前预习课本第4章《VHDL的主要描述语句》这部分内容，使学生在课前对VHDL的顺序语句的IF语句、CASE语句有所了解。②课中“内容”导教：课上借助图片、现场演示、软件仿真等手段进行导教，使授课内容更加形象、直观，配合课堂练习，加强学生对知识点的掌握。③课后“知识”拓展：推荐学生阅读参考书以及相关的网络资源并布置随堂作业，让学生开阔视野，加深对所学知识的理解。

3学情分析

3.1知识基础

本门课程的教学安排在第六学期进行，授课对象是电子专业大三的学生，他们已经学习了《单片机技术》、《专业软件选讲》、《检测与转换技术》等专业课，已经具备了一定的电子设计基础，好奇心强，动手能力较强，合作能力也很好，为本门课的学习打下了基础。学生之前学习过C语言，对学生理解VHDL语言有一定的帮助，但部分同学理论基础较差，对单纯的理论学习缺乏兴趣，所以要将理论和实践相相结合，帮学生克服理论基础薄弱问题。学生在前面的课程中对VHDL程序的基本结构已经熟练掌握，对EDA技术的设计流程也已经掌握，并且有了一定的编程基础，在此基础上进行VHDL描述语句的学习水到渠成。

3.2认知特点

大多数学生学习态度比较端正，有一定的自学能力和利用互联网查找资料的能力，同时对电子设计的兴趣较高，求知欲比较强烈。本门课程是学生以前没有接触过的用软件编程的方式来描述硬件电路的形式，学生经过前面几周的学习已经能理解这种语言和以往所学编程语言的不同。

3.3学习风格

电子专业学生动手能力强，课堂气氛活跃，对电路设计的求知欲很强，但是有部分学生自我约束力较差，注意力不集中，自主学习能力和自我约束能力有待提高。

4教材分析

本单元内容源自潘松主编的《EDA实用教程—VHDL版》（第五版），该教材属于“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，适用于电子类相关专业使用。该注重实践、实用和创新能力的培养，注重教学选材的灵活性和完整性相结合，有助于学生掌握EDA的相关基础知识达到快速入门的目的。本次课以一个具体的三人表决器的项目为依托，讲解VHDL的IF语句、CASE语句等相关知识点。在教学内容上起着承上启下的作用，也是实现电路设计的语言工具和手段。

5教学过程设计

基于项目教学法的“三人表决器”的教学过程设计如表1所示。

6总结

总之，教师在编制教学流程、构思课的主旋律时，必须符合教育教学规律，使之结构巧妙，引人人胜。特别是要改变过去只考虑教师“如何教”，而忽视学生“怎样学”的做法[3]。“教”为“学”服务，教师的“教”要激发学生“学”的兴趣，精心设疑，发展求异思维，培养学生的自学能力，将理论知识和实践操作结合起来，让学生在“做中学”，老师在“做中教”。另外，在教学过程中应该采用多样化的教学手段，在采用“项目教学法”的同时，穿插使用实物演示法、启发式教学法、讨论式教学法等。将传统的老师讲学生听的模式改为以学生为主体的教学方法，增强学生对所学理论知识的认识，同时培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，促进学生的自主学习能力。

参考文献：

[1]杨帆.建筑材料课在工学结合过程中引入项目教学法的方案设计探究[J].教学探索，2015（08）：102-103.

[2]徐学红.“项目导向”教学模式在EDA技术课程中的应用[J].中国电力教育，2013（28）：108-109.

第2篇：电子设计自动化课程范文

摘要：本文主要从电子设计自动化课程的特点、结合信息化教学，以微课教学为载体，论述了微课设计的可行性、制作微课的实施方案及微课的应用价值。

关键词：微课；EDA（电子设计自动化）；信息化教学

【中图分类号】TN02-4 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2016）34-0010-02

一、研究现状

微课受教育部、到各省市区各级教育行政部门的高度重视

教育部、各省市区县各级教育行政部门、学校以及学会/协会、联盟均在积极开展面向高等教育、基础教育、职业技术教育等领域的微课比赛和资源建设计划。比如，2012年教育部全国高校教师网络培训中心和教育部教育管理信息中心先后启动了微课比赛，浙江、江西、江苏等许多省市地方教育行政部T也组织了各自的比赛和资源建设计划，中国教育技术协会也组织了微课比赛。不久前，中国职业教育微课程联盟也在上海同济大学宣告成立。

微课拍摄与制作技术在硬件和软件上取得了重要突破

美国的LiveScriveSmartPen与瑞典的Anoto智能笔开始被介绍到中国，并受到一线教师的欢迎，日本东芝公司独辟蹊径，设计开发了东芝玲珑微课制作系统。不仅如此，录播教室的迅猛发展，也为微课设计开发提供了良好的硬件保障和系统环境。同时，微课制作方法也得到了普及与发展，录屏软件录制、摄像工具录制、录播教室录制、专业演播室制作、智能笔录制、专用软件录制、iPad录制等一系列微课制作工具深受广大教师喜爱。

不仅如此，ShowMe、EduCreations、ZTE录课通、课程派（）、K12录课通等一批基于台式机、笔记本电脑、平板电脑、浏览器的录课软件系统也涌现出来。微课拍摄与制作技术在硬件和软件上都取得了重要突破。

二、实施方案

1.对项目组成员开展基于微课的网络研修研究及培训，提高教师对微课设计软件的应用能力，掌握微课制作技巧、慕课开发技巧，与国内外优秀微课制作团队进行经验交流。

开展基于微课的网络研修，提升网络时代教师信息化教学与教研能力、促进教师专业发展。通过微课帮助教师提升信息化教学设计这一核心能力；通过微课建设提升教学评价能力和教学反思能力。

2.做好微课建设内容的整体规划。

电子设计自动化课程重点培养学生的EDA软件的应用能力，课程内容规划的一项重要工作是要按照课程标准并结合教材，组织项目组成员共同确定微课课程的知识点，在征求意见后统一。

3.建设微课平台

微课平台是微课资源建设、共享和应用的基础。平台功能要在满足微课 资源日常“建设、管理”的基础上增加便于用户“应用、研究”的功能模块。形成微课建设、管理、应用和研究的“一站式”服务环境。

4.以项目化教学为依据，以培养技能为主线，设计微课制作的主题和情境。

在设计过程中，主题突出、内容具体。将EDA课程按照项目化教学的要求进行分解，每个项目都是来源于电子设备在设计和使用中的实际案例，从有效提高学生技能的角度出发，进行重点、难点的突破。微课课程的使用对象是教师和学生，课程研发的目的是将教学内容、教学目标、教学手段紧密地联系起来，所以，决定了研发内容一定是教师自己熟悉的、感兴趣的、有能力解决的问题。

5.进行微课开发

微课内容开发是一个较为复杂的系统工程。其建设模式采用 “项目开发式”。微课资源建设一般要经过宣传发动、技术培训、选题设计、课例拍摄、后期加工、在线报送、审核、评价反馈等环节，才能确保其质量。选取《电子设计自动化》课程为微课开发主题。以教学视频片段为主线“统整”教学设计（包括教案或课件）、课堂教学时使用到的多媒体素材和课件、教师课后的教学反思、学生的反馈意见及学科专家的文字点评等相关教学资源，构成一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”，营造一个真实的“微教学资源环境”，使得“微课”资源具有视频教学案例的特征。

6.开展微课建设交流应用

交流与应用是微课建设的最终目的。通过集中展播、专家点评和共享交流等方式，向广大师生推荐、展示优秀获奖微课作品；定期组织教师开展 “微课库”的观摩、学习、评课、反思、研讨等活动，推进基于微课的校本研修和网上教研新模式形成。

三、创新点

本课题的创新之处：转变“以教师为中心”的教学思想，实践“以学生为中心”的教学理念；建立新型的教学模式，实现师生互动、优质教学资源共享，提高教学效果和学生实践能力；解决学校“多媒体网络教室”不足的问题，使多媒体教学环境进入普及阶段。

四、应用价值。

1.新课导入 教师根据新课知识点设计新颖的问题，吸引学生的注意力，为新课的讲解做好铺垫制作此微课。在开始上课后先让学生看此视频。

2.知识理解 教师对本节重难点做点拨，典型例题引导学生探究规律。在学生自主探究或合作探究后一起看此视频。

3.练习巩固 教师设计好少而精的习题并制作好微课，用于巩固本节知识。

4.微课短小精悍，一个议题，一个重点，都是针对学生学习中的疑难问题设计，非常适合学生自学。

5.适应不同的学生，视频播放快慢课一调节，让不同程度的学生根据的自己的基础和接受程度控制视频的快慢。由于视频可以反复播放，使那些平时反应慢的又羞于发问的学生能够从容的反复观看，较好的解决了后进生的转化问题。

第3篇：电子设计自动化课程范文

关键词:电力自动化教学;励磁调节器;虚拟仪器设计

中图分类号:G4

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)21-0253-01

1 引言

在电力相关高等职业教育课程中,电力系统自动化课程是一门综合性技术很强的课程,这是因为该课程的教学及其实践环节涉及了电力系统运行理论、通信技术、计算机技术、自动控制理论等多学科多领域的知识。高等职业教育中的电力系统自动化课程要求学生们对安全控制和电力系统中的断路器控制、电压和无功功率自动控制、电力系统频率和有功功率自动控制等专门知识有一定的了解和掌握。同时,对于高职学生来说,实验教学环节是整个教学中最为重要的一个环节,重视实验教学环节有利于培养和提高学生的动手能力和实际操作能力、也有利于提高其分析问题和解决问题能力。此外与高职专业技术能力培养直接相关的实验课程还有助于学生综合运用所学的专业知识和基础知识,最大程度地激发和培养学生的创新能力。然而现在的电力自动化教学实验普遍存在以下主要问题:

(1)常用的电力自动化教学仪器均采用比例控制方法,用电容、电阻、晶体管等分立器件组成。实验教学过程中主要进行验证性的实验,该教学过程对于学生动手能力的培养和对基本电路的认识是起不到积极作用的;

(2)在教学实验过程中,仪器设备的控制方式单一,能够用于调试的可变参数有限且为预先按照实验过程预先设定,整个实验不够灵活,因此不能充分调动学生的主观能动性;

(3)现有的教学实验不能对电力自动化动态特性进行观测,也不能在实验过程对其进行控制;

(4)高职教育作为教育改革的重要组成部分,近年来随着招生规模的不断扩大,已经导致实验设备严重不足,并不能保证每个学生都拥有丰富的实验资源;因此必须通过采取新的教学方法和教学手段来弥补这些不足,切实解决这一普遍现实问题。基于此,本文提出了在教学过程中自行开发电力自动化教学用励磁调节器虚拟仪器的教学思路,在给出了电力自动化教学用调节器的设计思路的基础上,进行了励磁调节器虚拟仪器的设计和开发。

2 虚拟调节器的设计思路

本文选择进行电力自动化教学用调节器虚拟仪器的开发。电力系统中励磁调节器的选择,主要依据机组容量等级和所在电力系统的重要性,目前主要的数字励磁调节器的硬件组成形式有多通道、双通道和单通道微机结构。数字励磁调节器核心控制器目前主要有32位和16位两种类型,常有的控制及调节方式包括:PLC、DSP、通用型工控机、嵌入式工控机、单片机等类型。

针对教学过程所要仪器制作简单,可靠;结合数字式励磁调节器的特点,提出电力自动化教学用调节器虚拟仪器的设计思路如下:

(1)虚拟仪器硬件构成结构简单、可靠、便于实现调节过程。采用调节器专用的高速可编程控制器或高速微处理器作为输入输出电路的主要构成形式,这样一来,不仅能省掉了选用大量的逻辑控制继电器的复杂程度和对各器件原理的了解,同时减少了电子元器件数量,对整个结构组成实现了冗余设计,其可靠性显著得到提高。

(2)虚拟仪器软件已编制,并能实现各种调节控制功能。软件的编制是开发本励磁调节器的重要组成部分,其中涉及的各种励磁限制功能、逻辑控制、PSS等均能由软件实现,同时要着重分析和设计可用于实现多种调节规律的选择切换功能。这部分的软件实现,将有指导教师完成,对学生来说,重点是掌握其基本原理。

(3)虚拟仪器具有友好通用的人机交互界面、同时便于后期维护。虚拟模拟显示将被用作实现在实际中的励磁系统调节和人机接口。目前,对于外部接口,国内外基本都采用小键盘和LED或LCD显示器。因此虚拟仪器的制作中需要显示正常运行时励磁系统的常规测量数据;这些数据包括:转子电压、无功功率、电流、机组电压、温度等。此外,对调节器的励磁系统的可进行各种故障监测,还包括自动初始化、故障报警、自动检测等。

(4)实现虚拟仪器和控制系统的通讯。虚拟系统根据用户的要求设置串行通讯或网络通信接口,这样可以方便地实现励磁系统与电站计算机监控系统的控制及数据交换。发展此类型的虚拟仪器系统,还有助于学生更好地了解远程励磁系统的监测及其运行情况,通过对励磁系统的参数的修改和适当设置,有利于电力自动化教学过程中减少老师的参与情况,使得学生更好地成为实验的参与者。

综上所述,随着数字式装置在实际中大量的工业应用,针对数字式励磁调节器的了解和学习对于学生更好地了解工业需求具有重要意义。针对虚拟仪器的设计实现过程,研制和开发这样的虚拟仪器更能有利于学生的学习过程及学习水平的提高,有利于学生掌握工作原理,理解和消化课堂知识和锻炼操作能力的目的。

3 教学用调节器的虚拟仪器开发过程

虚拟仪器的开发过程选择开发集成电路型励磁调节器,设计的集成电路型励磁系统的硬件电路图及其总体结构框图如图1所示。具体的单元组成及虚拟仪器选用分析如下:

3.1 测量单元模块

测量单元实现的过程为:将测量变压器二次电路通过三相整流滤波电路。实现过程所需要的给定电压通过对直流电压源的分压过程得到的,直流电压源是对三相同步信号经过整流滤波后利用三端稳压电源7812和7912得到的。

3.2 PID控制模块

实现对测量比较单元输出的电压偏差信号分析和控制,分别经过比例、微分和积分环节后,再经过一个运放综合各个信号。其P、I、D和最后的求和单元都是由运放LM324扩展一些电阻、电容来实现。

3.3 同步及移相触发模块

主要由TC787A、三相同步信号电路和出口电路组成。同步电压信号是由励磁功率单元的三相电源经过变压器降压,然后经过滤波、分压和直流偏置形成的。移相及触发脉冲形成由集成电路TC787A来完成,它可单电源工作,亦可双电源工作,主要适用于三相晶闸管移相触发和三相功率晶体管脉宽调制电路,以构成多种交流调速和变流装置。

3.4 励磁功率模块

励磁功率单元由三相交流电源和全控可控硅整流桥电路构成。

4 结语

(1)克服了电力自动化教学实验课时紧张和实验教学资源不足的缺点。利用开发的虚拟仪器可以在计算机上就能完成对整个实验过程的仿真实验。

(2)开发的虚拟仪器将具有先进的图形显示功能,可以直接显示仿真波形。同时具备良好的可扩展性和可维护性,满足多年级教学需求。

(3)通过学生和老师共同参与实验过程,进行设计及虚拟仪器零件的选择,可以让学生加深对已经学习过专业知识的理解和实际应用能力,同时有助于激发学生的学习兴趣。

参考文献

[1]程志平,陈书立,卢宜.电力电子实验观察相位的新方法[J].实验室科学,2006,(1):51-52.

[2]李贵红.电力拖动实验教学创新及改革实践[J].甘肃科技纵横,2005,34(6):171-171.

[3]杨君,石勇等.直流斩波电路实验装置的研制[J].实验室研究与探索,2002,21(6):90-92.

[4]邓小云.电力系统自动装置的教学探讨[J].中小企业管理与科技,2009,(24):205-205.

[5]张杰.电力电子技术教学内容改革探讨[J].中国电力教育:下半月,2009,(3):37-38.

第4篇：电子设计自动化课程范文

关键词 电气自动化 课程 教学设计

中图分类号：G424 文献标识码：A

1 电气自动化控制系列课程分析

电气自动化控制系列课程中包含了许多门专业课，如：电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术等等很多门专业课。电气自动化控制系列课程是学生以后专业技能的基础，学习效果的好坏直接关系到了学生以后的就业问题，可见电气自动化控制系列课程对学生的重要性。传统的电气自动化控制系列课程以理论知识为核心，实验作为辅助的教学手段。教学过程中以理论知识为主线，一切都是以理论知识为主线。的确，如果没有坚实的理论知识是什么都做不了的，但是各高校教师在理论知识为主线的教学环境中的同时自己的意识也受到了影响，对实验和实践环节都放松了，所以会导致学生在毕业之后再遇到一线设备的操作维护、查询故障、排除故障问题的时候就不知所措，导致了大批的“纸上谈兵”的学生。还有就是目前各高校的教学考核系统尚不完善，考场作弊的现象非常严重，制定出一个严格的教学考核系统对电气自动化控制教学的设计也是非常重要的。

2 电气工程自动化控制课程教学设计

2.1 电气工程自动化控制系列课程的设计理念

CDIO 设计理念：将教师或者经典的实际项目引入到电气工程自动化控制课程设计中，通过实施项目的 C（构思）-D（设计）-I（实施）-O（运作）完整过程，如果这样做会使得学生不仅牢靠地掌握了专业课的知识，又能使学生了解到在工作现场是如何运用已学的知识，使得学生在理论知识和工作现场技能两方面得到了很好的锻炼。

集成化课程设计理念：可以把一个完整的项目引入到电气工程自动化控制的课程中来，我们把这个项目称作“Ⅰ”项目，“Ⅰ ”项目里面包含许多门专业课，再把这个“Ⅰ ”项目中的每个分支拿出来分发给各个专业课的教师我们把它称作项目“Ⅱ”教师通过讲解各个分支使学生获得专业知识，学生在获得专业知识的同时又具备了整体的概念，把“Ⅱ”项目和“Ⅰ ”项目有机的联系到了一起，这样就做到了把电气工程自动化课程集成化的目的，这样做能让学生能够更好、更快、更完整的掌握了各门专业课知识。

2.2 教学方法与手段设计

由于社会的经济、环境不断发展原有的教学设计已经不能满足学生的对专业知识的需求，所以我们要对原有的教学方法和手段设计进行改革，新的教学设计中要突出实践性、应用性和实践性，因此电气工程自动化控制系列的教学设计的教学手段也要进行相应的调整，根据每门课现有的条件采用“教”、“学”、“做”一体的手段进行教学设计。

2.3 重构教学内容体系，无缝对接教学与生产

现有的教学内容只要是以理论知识为主线，有很多的学生虽然掌握了理论知识，但是在以后的工作中遇到实际问题仍然是不知从何入手，导致工作后工作效率低，最终影响自己的专业生涯。所以我们要重构教学内容体系，把原有的电气工程自动化控制系列课程中的理论知识缩减三分之一，把实践内容融合到教学内容中去，因为原有的理论知识抽象、难理解，还有就是学生在学习枯燥乏味的理论知识的时候会思索一个问题，学了这个知识能在以后的哪些地方用到？学生们找不到答案就会认为学习它们也没有太大的用处，所以有的学生干脆放弃了学习，但是我们一旦把实际问题引入到教学环境中去，这个问题就迎刃而解。再把教学和生产有机地统一在一起之后还会激发学生无穷的兴趣，学生们会根据自己的兴趣去把理论和实际生产的知识牢牢地掌握住，电气工程自动化控制系列课程如此设计就能高效地完成培养目标，为培养社会需要的综合型人才做出了巨大的贡献。

2.4 结合新教学内容体系，编写生产性教材

教学内容设计重构后，原有的教材就已经不能够适应新的教学方法了，所以我们要结合新的教学内容重新编写教材，把实际生产等实践内容编写到教材中去。目前大部分高校的教材是实验部分和理论部分分开，而且实验部分不占有大部分课堂时间，所以同学平时更是很少翻看实验教材，如果把实验教材编写到理论教材中，就是使得实验和理论部分捆绑，这样在无形中就会让学生有更多的机会去了解实际生产内容，让学生拥有良好配套教材。这样的教学设计能够让学生有更多的机会了解专业课知识和实践技能。

2.5 加强实验教学设计

（1）以“基础+工艺+应用+综合”为主的实验内容设计。课程实验内容分为基础实验、工艺实验、应用实验、综合实验4种类型。基础实验主要包括：并励直流电机调速、星三角降压起动。工艺实验主要包括：交流异步电机的结构认识及装配、交流异步电动机的单向连续运行电气控制柜的装配。应用实验主要包括：工作台的自动往复控制、皮带传输机的电气控制、生产设备的多地控制。

在实验内容的编排上，改变了过去的一味验证理论性实验思路，更强调了电气控制的综合设计及工艺应用性。

（2）以“必做+选做”为主的实验任务设计。在任务的安排上，分必做实验和选做实验。基础实验为必做实验，占实验总学时的50%。工艺、综合、应用实验为选做实验，占总学时的50%。授课教师根据大纲给定的选做内容，有计划地选择实验内容。学生在实验过程中，可以有2学时的机动时间，可以自主设计方案，也可以从教师提供的实验中选择实验。并且在每个实验中，教师根据不同的班级情况及教学效果，将实验内容分为必做内容和选做内容。必做内容为每个学生必须完成的内容，为实验的基础部分。选做内容是教师提供的相关环节或学生自主设计的环节，为层次较好的同学服务，为实验的提高部分。

2.6 严格监管电气工程自动化控制系列课程的考试情况

更好地设计电气工程自动化控制系列教学的内容，就是为了想让学生掌握更多的专业课知识以及实践技能，但是现在部分高校虽然做到了高效的课程设计，但是把这其中的重中之重给忽略了，就是考试作弊情况。所以各高校要严格监管考场纪律，不要让我们辛辛苦苦做出的教学设计成为泡影。

3 结束语

按照电气工程自动化控制系列课程教学设计来实施教学任务能够明显提高教学质量，增强实验器材的利用率，使得学生对专业课知识的掌握更加牢靠，有效避免了由于大学生毕业后对专业掌握不熟练而与工作机会失之交臂的情况，同时也为社会培养了高技能型专业人才。

参考文献

[1] 杨世兴，黄向慧，黄梦涛，汪梅.现代电气自动控制技术[M].人民邮电出版社，2006.

[2] 陈渝光.电气自动控制原理与系统[M].机械工业出版社，2004.

第5篇：电子设计自动化课程范文

《电子设计自动化（EDA）》是应用电子技术、汽车电子技术等专业的专业核心能力课程，也是电气自动化技术等专业的专业拓展能力课程，在通信工程、自动控制系统和机电一体化等领域占有举足轻重的地位。课程内容分为三个模块，即：电子CAD技术（Protel电子电路原理图与PCB设计）、电子电路仿真技术（EWB、Multisim仿真调试与分析）和EDA综合应用开发技术。课程本身既是一门综合应用专业课程，对前面所学的电子电路进行电路绘图、制版、测试、仿真等综合内容，同时又学习电子电路的设计、仿真及开发方法，跟踪现代电子技术的发展、应用潮流与趋势，为后续课程的学习及毕业后能迅速适应专业工作需要打下坚实的技术基础，起着承前启后的重要枢纽作用。课程的学习，选择恰当的软件系统至关重要。一般要求所选择的软件系统是国际主流应用系列，具有强大的功能与兼容性，还应该较为简单易学，操作简便，符合高职高专人才培养目标的要求。本着“必需、够用”的原则，选择了澳大利亚Altium公司的ProtelDXP和美国NI公司的Multisim12这两款业界公认的优秀的EDA软件，内容难易适度，符合人才培养目标，对学生学习、掌握电子设计自动化相关技能是切合实际和行之有效的。

二、教学改革与建设

教学改革与建设在课程教学改革与建设中，深刻领会教育部［2012］4号、教职成［2011］12号等文件精神，借鉴吸收兄弟院校的优秀成果和宝贵经验，引入校企合作的开发机制，着力构建基于工作过程的课程改革模式。

（一）基于企业应用需要，架构课程核心。通过企业调研、挂职顶岗等形式，针对电子类专业毕业生从事的岗位群（包括电子产品装接技师、调试维修技师、检验服务技师和电子设计工程师等）进行深层调研分析，确定了岗位群对职业能力的要求。同时，以山东半岛制造业基地为背景，以黄河三角洲地区引进发展急需人才项目为载体，大力加强与山东五洲电气有限公司、潍坊华彤电气有限责任公司等校外实训基地的交流与合作，校企双方共同探讨以职业能力培养为导向开展课程改革的新模式，架构了《电子设计自动化（EDA）》的课程核心。

（二）基于典型工作过程，设计课程结构。近年来，德国基于工作过程的职业教育课程开发方法代表着世界职业教育课程发展的方向，比较成功地解决了职业教育课程改革中的难题。其参照系是工作过程，但并非所有的、原生态的工作过程，而是从职业群中归纳整合出的典型的职业工作过程。根据工作岗位与工作任务的调研结果，进行归纳汇总，得到了电子电路原理图设计、电子电路PCB设计、电子电路仿真调试、EDA综合应用等分解工作任务，将相互关联的任务归类，得到了《电子设计自动化（EDA）》的具体行动领域。实际教学过程中采取由易而难、循序渐进的方式，将单管放大电路、射极跟随器等基本电路，单片机最小系统等中等集成电路，智能手机拆解电路等实际复杂电路逐层展开，层层融入课程结构，收到了非常好的效果。

（三）基于企业发展前沿，提升教学标准。鼓励学生考取职业资格证书，以便有能力在激烈的市场竞争中搏风击浪。在继续开展维修电工职业技能鉴定的同时，也在尝试将电子制图员、助理电子设计师等职业标准和电子设计自动化新器件、新技术、新工艺等融入课程内容，全面提升教学标准，以满足企业需要，实现与岗位零距离对接。将PCB设计软件由旧的Protel99SE升级为更为完备的ProtelDXP，将电子仿真软件由旧的EWB5.12升级为功能更强的Multisim12。在教学过程中，将深圳华为技术有限公司等知名电信电子公司的设计规范标准介绍给学生，既开阔了学生的眼界，同时又激发了学生的学习兴趣和热情。

三、教材选用与处理

根据最新的教学大纲，选用教育部高职高专规划教材，以提高学生的动手及工程实践能力为目标，以电子技术基础为背景，以计算机为工具，全面培养学生的工作和实践能力。根据需要，把教材内容分为两大部分：第一部分是电子电路原理图与PCB设计，包括设计的一般方法、元件库与封装库的编辑、手工布局与手工布线、自动布局与布线等内容；第二部分是电子电路仿真，包括仿真软件的基本操作、分析方法及实际应用等内容。在此基础上，又将两者有机融合，单独开辟了EDA综合应用这一环节作为第三部分。另外，结合现代信息技术，突出实用性、时代性，以自主、设计和创新为重点，强调学生的综合素质教育，培养学生初步的科研和产品开发能力，选拔优秀学生参加全国大学生电子设计竞赛、山东省职业院校技能竞赛及机电产品创新设计竞赛等活动，“走出去———以赛带练”不失为一条培养高素质人才的好路子。

四、教学方法与手段

借鉴行动导向教学法的先进理念，注重实践活动，充分调动学生学习的主动性、积极性。在教学方法上，不拘泥形式，而是根据学生的个性特征及教学的实际需要，综合设计，推陈出新，以达到教学的目的。如在电子电路分析方法的选择上，采用头脑风暴法，让学生各抒己见，充分调动其学习兴趣；在PCB板的设计中，采用角色扮演法，根据设计流程让学生在规范确定、PCB规划、封装选择、布局布线、DRC检测等环节担任不同角色，合理分工，提高其工作责任心和学习效率，让学生在学习过程发现问题、思考问题、解决问题，变被动学习为主动学习。在教学手段上，综合应用现代教学技术，充分利用电子课件等多种电子资源进行多媒体教学。课件内容形式多样，充分发挥多媒体的特点，把文字、图像、声音、动画及视频等信息进行有机结合，使得讲授更加生动，演示更加直观，上机练习更加充分，辅导答疑更加全面。

五、教学过程与评价

在教学过程中，努力营造活跃开放的课堂氛围，引导学生积极主动思考。鼓励学生提问，因为每一个疑问都是智慧火花的碰撞，每一个疑问的解决都是能力升华的结晶。以积极心态去引导，对提出问题的学生加以表扬，给予平日成绩加分的奖励。在“传道、授业、解惑”的过程中，老师起了一个传帮带的作用，与学生拉近了距离，是学生学习上的良师，更是生活中的益友。谦逊的态度使人受用终生，在老师的平易近人面前，学生也学会了彬彬有礼，这便是一个和谐的教学氛围。在授课过程中，还坚持一个理念，即高职教育培养出来的学生不是只会干活的流水线机器，而是有思想、有内涵的高素质人才。教师要教给学生的，理论知识固然重要，做人的道理亦不可或缺。《电子设计自动化（EDA）》作为一门发展潜力巨大的优秀课程，教学考核与评价体系也应该先进实用，首先要与我国高等职业教育要求的通用能力相关联；其次要与对应职业领域的国家职业标准相关联。为此，初步探索了基于能力评价的学生考评系统，使之与基于工作过程的课程内容改革相配套，具体包括作业完成情况、基本能力展示、实践操作技能、工作与职业操守、学习态度、团队合作精神等考核内容。作为一门实践性很强的专业课，在大力强化技能训练的同时，并不忽略理论的重要性。重理论、轻实践只是纸上谈兵：而重实践、轻理论则是匹夫之勇；只有理论与实践相统一，那才是王者之道。现代教育培养的学生不是一个个操作工人，而是具有深厚理论功底的能工巧匠。

六、结语

第6篇：电子设计自动化课程范文

为了培养出能在通信与信息领域从事科学研究、工程设计、设备制造等高级工程技术人才，我校通信与信息工程学院数字系统设计教学团队经过多年的实践和总结，提炼出了较完善的数字系统设计课程群的体系结构，规划了课程内容，理顺了课程之间的衔接，建设了完善的数字系统设计的实验平台，提高了教学水平和人才的培养质量。

一、打破单一课程限制

利用课程之间的教学时间关系，打破单一课程限制。比如在数字电路实验教学时间内，有步骤地推进FPGA初级应用训练，在FPGA的教学时间内，有目的的联系数字信号处理等专业背景课程，强化FPGA应用能力。

《电子系统综合设计与仿真》是新开设的课程，其定位是电子技术应用培养体系的最终环节。该课程要求学生不受具体硬件平台和开发手段限制，完成具有专业背景的开发课题，需要系统性地应用电子设计的综合知识。因此在前续课程中，如单片机、FPGA、嵌入式、DSP等，在规划课程内容，讲解应用设计实例，安排实验环节的训练时，突出实际的应用。

二、加强理论与实践，科技活动与教学的融合

通过理论与实践的融合，对教学方法和手段进行改革，将课程的实践内容采用“串讲理论+答疑+网络资源+专题讲座”的方式进行，这样学生上完实验课后，带着疑问进入正式的理论课，提高了学生理论学习的深度。

学生的科技活动，如校级、市级和国家级的电子竞赛和创新计划等，是对实际工作环境的最好模拟和最佳训练。教学团队的老师从各届竞赛题目中分析和提炼知识点，引入到《电子设计自动化》《可编程逻辑器件与应用》等课程的教学和实验中。《电子系统综合设计与仿真》的综合性项目设计题目就包括精心选择提炼的各类电子竞赛试题。通过教学与学生科技活动的有机结合，训练学生在共同任务下的团队协作能力和沟通能力，训练学生把想法变成现实的能力，将有效解决学生就业和创业能力的培养问题。

三、改革实验考核制度，检查培养效果

由于课程群的大部分课程实验学时所占比重很大。在这样一个在面向学生“能力培养”、采用全新的实验实践教学模式下，实验课程如何考核？实践动手能力培养的效果如何检验？如何通过考核方式来促进学生的学习？通过多年的探索我总结出了多样化的考核形式。

分组代表考核：对于《数字电路与逻辑设计》《单片机原理与应用》课程，学生几个人一组，以小组为单位上实验课。实验现场考试时，考试题目采取抽签的方式，每个小组现场选一个人参加考试，他的考试成绩代表这个组的考试成绩。这样增加了学生的学习压力，提高了学生的学习积极性。

自选题目考核：对于《可编程逻辑器件与应用》《嵌入式系统开发与设计》《DSP原理与应用》课程提供多个难易程度不同的题目，由学生自行选择，教师根据完成情况和题目难易度给出评分。此方法能够有效的对学生能力进行评估。

现场演示+答辩考核：对于《电子设计自动化》《电子综合设计与仿真》采用测试演示+每组答辩30分钟的形式。此方法激发了学生对科技创新实践的兴趣，同时也能够培养学生的组织能力、团队精神和领导才能，使他们的创新思维能力和综合实验能力显著提高。

四、加大投入，完善实验教学平台

我校近五年对重庆市市级实验教学示范中心－电路实验中心进行了超过600万的建设投入。2008年完善了电工电子、数字电路和单片机等多门课程所需的实验设备。2009年又购买了31套TMS320VC5509 DSP实验箱、31套TMS320DM6446 DSP的全功能评估板、15套Arm270嵌入式开发平台、1套Labview软件和62台计算机，建设后的DSP和ARM实验室如图3所示。这样，就构建了较完善的电子信息技术校级基础教育大平台，建成了传统实验教学、开放实验教学基地两级实验教学平台，为数字系统设计课程群的实践教学模式的改革和多样化的发展提供了硬件保障。

五、自主研发与校企合作，丰富实验手段

我校通信与信息工程学院数字系统设计教学团队自主研发了如图6所示的“EDA综合实验箱”，可同时支持单片机和FPGA实践教学，并支持两种技术的联调。从硬件平台上保证了单片机实验教学和FPGA实验教学的综合应用，解决了长期困扰实验环节受硬件设备影响的问题。

通过与美国Cypress Semiconductor Corporation公司关于片上系统CYPRESS PSoC和美国TI公司关于MSP430的16位低功耗单片机的课程研发合作，丰富了外部资源，加强了电子技术应用课程体系的建设。

六、建设效果

数字系统设计课程群经过了多年的建设、改革和实践，获得了较大的成功。通过教改项目和精品课程的立项和建设，扩展了教师的教学思路，优化了教学手段，提升了教师教学水平和教学效果。近五年来，教学团队承担各级别的教改项目近20项，申报并建设了《数字电路与逻辑设计》市级精品课程和《数字电路与逻辑设计》市级双语示范课程课程。2011年，“数字系统设计课程群教学团队”被评选为重庆市立项建设的市级教学团队。

学生在课外科技竞赛方面也取得了丰硕的成果。2008年以来，参加重庆市盛群单片机电子设计大赛，获得创意奖1项、重庆市一等奖3项、二等奖2项、三等奖3项。2009年全国大学生电子设计竞赛（重庆赛区）获本科组全国一等奖。2010年，“高教社&XILINX杯”重庆市大学生电子设计竞赛本科组二等奖7人、三等奖2人；“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国二等奖2项、全国三等奖1项、重庆赛区一等奖2项。“2011年全国大学生电子设计竞赛”获全国一等奖1项，重庆市一等奖2项。

参考文献：

[1] 曹瑞.基于EDA技术进行数字电路设计的研究[J].微计算机信息.2007，（20）.

第7篇：电子设计自动化课程范文

关键词：实践教学体系；电气工程及其自动化；应用型；综合能力

作者简介：李正斌（1979-），男，河南安阳人，安阳工学院电子信息与电气工程学院，讲师；范秋凤（1978-），女，河南安阳人，安阳工学院电子信息与电气工程学院，讲师。（河南?安阳?455000）

基金项目：本文系2012年安阳工学院校级教学研究基金资助项目（项目编号：AGJ-2012010）的研究成果。

中图分类号：G642.423?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）27-0083-02

安阳工学院（以下简称“我院”）于2009年开设了电气工程及其自动化专业，并于2010开始招生。根据本科培养方案指导思想的要求，该专业以培养应用型高级工程技术人才为主，加强学生创新意识、竞争意识和适应能力的教育，注重学生综合能力的协调发展。因此在实践教学活动中，培养学生分析问题和解决问题的能力成为实践教学体系的基础与核心。实践教学是培养学生实践能力、创新能力的关键环节，相对于理论教学，实践教学更具直观性、综合性和创新性。电气工程及其自动化专业是一门实践性、应用性很强的学科，因此在培养“宽口径”、“复合型”高级应用型人才中，实践教学体系的建设和实施显得尤为重要。建设一个适合本院实际情况的实践教学体系，提升电气自动化、电力系统的实验/实践水平迫在眉睫。

一、实践教学体系建设中的问题

第一，建设电力相关实验室要求条件十分苛刻，所需实验设备造价昂贵，而与之矛盾的是建设资金相对不足。第二，从以往的教学经验来看，部分验证性实验中实验方法、实验设备固定，学生只完成“连线”、“装配”，缺乏能力培养，创新无从谈起。第三，学生到企业实习，由于理论知识不够、实践经验缺乏，同时多数情况下“能看不能动”，学生所学有限，效果欠佳。第四，由于地区经济较为落后，适合作为实习实训基地的企业较少。同时高校连年扩招，原有实践教学合作单位容纳能力有限。第五，所处地区不够发达，政府投入高效经费有限，实习费用较低。

二、实践教学体系建设

1.实验室建设

（1）建设课程群试验平台，满足课程需求。单一的课程实验室存在投资大、综合型实验开出能力有限的弊端。为解决此问题，我院依托省级实验示范中心先后建设“检测技术课程群综合实验室”与“电力系统综合实验室”。其中“检测技术课程群试验平台”是对“单片机技术”、“传感器与检测技术”、“嵌入式技术”等主要专业课程的整合与关联，不仅满足了课程实验教学，也能完成相关毕业设计和课程设计。而“电力系统综合实验室”是对“电力系统分析”、“供电技术”、“电力系统继电保护原理”、“电力系统自动装置”及“电力系统微机保护”等主要专业课程实践实验环节的系统整合。课程群试验平台和综合实验平台，不仅解决了资金问题，更可以将各相关课程有机联系在一起，便利开设各种综合型、设计性试验，同时为学生课程设计、毕业设计等提供了硬件平台。

（2）校企联合，共建实验实训平台。学生到企业实习，多数情况下“能看不能动”的原因主要是：理论知识不够、实践经验缺乏。针对以上情况，我院与许昌中意公司共同开发建设“工业控制实训中心”，该中心模拟中意公司实际现场环境，配置高端西门子PLC、触摸屏、伺服控制器、步进控制器、变频器、以太网模块以及继电控制等设备，并组成系统。学生可在该中心得到基本知识的学习和基本能力的训练，然后在中意公司完成生产实习与毕业实习/设计等环节。

（3）依托仿真技术，软硬兼施，建设仿真实验室。在二年级开设“现代计算机技术”课程，向学生介绍ANSYS、PSPICE、MATLAB以及组态王软件的使用方法。可在高年级时利用上述软件在仿真实验室开设部分关于“集散控制技术”、“自动控制技术”、“电力电子技术”、“电子技术”的综合型、设计性仿真实验，提高其创新能力。

（4）建立合作关系，拓宽实验领域。电力系统实验设备造价昂贵，而我院建设资金相对不足。在此情况下，积极与安阳电业局职工培训中心联系，该中心有各类电力系统设备，并且允许学员参观与操作。我院聘请中心内部人员作为“高低压电器”、“工厂供电”、“变电站综合自动化”等课程的实验指导教师，并安排部分实验在此集中完成。这样既解决了有关实验难题，又提高了学生的实际动手能力，同时生产实习等部分集中实践教学活动也可在此完成。

2.实习基地建设

本专业现有三个实习基地，分别是校内“工业控制实训中心”、安阳电业局职工培训中心和河南许继集团。

“工业控制实训中心”基地分为两个部分：第一部分为电机继电控制的设计、装配实训，主要面向经过专业课程学习，具有一定理论基础的大三学生进行（生产实习）；第二部分为电机PLC控制、伺服电机控制、步进电机控制，主要让大四学生进行专业训练，部分学生的毕业实习、毕业设计也在此进行。实习项目部分按照国家职业技能培训大纲（中级维修电工）进行，重视实践环节的锻炼，对于提高学生的实践动手能力、解决实际问题的能力，具有很大帮助。经过该实习项目的实操训练，每年有近半数学生通过国家维修电工中/高级考试，学生反映实习效果非常好。

河南许继集团主要承担部分生产实习和毕业实习的参观学习、在岗实习教学内容，安阳电业局职工培训中心承担部分专业训练的供电设备参观、电气设备操作内容，以及部分毕业实习的实践教学内容。

除了校内实习基地的进一步建设与完善，还要继续加强与安阳钢铁集团、安彩集团、安阳化工集团等合作单位在科研、人才培养、校外实习基地等方面的合作，特别是在卓越工程师培养计划的协议商谈中已取得巨大进展。

3.集中实践教学环节建设

专业课程设计建设的重点是如何提高学生的综合能力，而实现这一目标的前提是选择合理的课程设计题目。但是传统的课程设计题目大多较为单一，与具体的生产实际要求脱节较为严重，究其原因主要有两点：没有合适的实验硬件条件；缺乏实践经验的现场指导教师。我院在具体的课程设计中，十分注重实践性和可操作性，课程设计要求在校内实训中心完成或由具有工业现场实践经验的教师现场指导完成，使学生从中汲取更多的经验，既锻炼了独立思考的能力，也增强了实际操作能力。

毕业设计/实习作为重要的实践教学环节，关键是要实现课题的真实性、知识的综合性和设计的创新性。近年来，随着电气工程及其自动化专业学生人数的不断增多，教师数量和毕业设计课题数量相对不足的问题日益突出。为此，我们在毕业设计课题的选择上，要求每位毕业生的毕业设计，或结合教师的科研项目，或由实践教学合作单位指定，或组织学生到外地公司和工厂开展毕业设计，使学生的综合素质、创新能力得到进一步提高。电气工程及其自动化专业集中实践环节设置如表1所示。

三、实践教学教材建设

通过综合了解各兄弟院校电气工程及其自动化专业教学、实验方面等情况，发现近年来在综合型/设计型实验和集中实践教学方面教材编写不尽如人意。因此，我院根据不断改进和完善的实验设备和实习场所的情况，组织一批教学、实验经验丰富的教师和现场工程师编写了相关的实验（实习）大纲和指导书，课程设计大纲和指导书等教材，并顺利投入使用。该实验教材既能满足实验设备和教学实践的要求，又能增强学生的实训能力，使得学生的综合设计能力和创新意识不断得到提高。

四、结束语

经过不断探索与锤炼，通过软硬兼施、校企联合等方法，建设并实践了新增本科专业电气工程及其自动化实践教学体系，同时对课程建设、实践教学基地建设等问题也进行了研究与实践。该方法有效解决了资金有限、学生实践创新能力培养不足等问题。该专业学生的理论知识和动手能力不断提高，也越来越受到用人单位的一致好评。

参考文献：

[1]高燕,等.强化能力培养的电气工程及其自动化专业实践教学体系的研究与实践[J].中国电力教育,2009,(10).

第8篇：电子设计自动化课程范文

关键词：EDA；数字系统；VHDLEDA技术

就是以计算机为工具，通过有关的开发软件，用VHDL硬件描述语言完成设计，自动完成编译、分割、布局和仿真等工作，用软件完成设计电子系统到硬件系统的一门技术。

1电子设计自动化技术的内容及特点

1.1电子设计自动化技术

电子设计自动化（ElectronicsDesignAutomation，EDA）是一门实现电子系统或电子产品自动设计的技术。EDA吸收了计算机科学领域的最新研究成果，以高性能的电子计算机作为工作的平台，促进电子工程的发展。所以说，EDA是电子产品和系统设计的综合技术，也是每个电子工程师都应该了解和掌握的一门技术。EDA是在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

1.2EDA技术的基本特征

EDA技术是指以计算机为工作平台，利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机自动处理完成。EDA技术的基本特征：按照“自顶向下”（Top-Down）全新设计方法，对系统进行结构设计和功能划分，系统的关键电路是用印刷电路板或者专用集成电路来实现的，然后采用硬件描述语言（HDL）对系统硬件进行功能的实现，最后用综合优化工具生成最终的理想器件。以下介绍相关的几个方面。1.2.1“自顶向下”的设计方法很长一段时间里，电子设计的思路基本就是“自底向上”的设计方法，这种设计方法就好像一块块大石头堆建起来的瓦房，不仅效率低、成本高，而且还非常容易出错，缺点显而易见。于是，人们发明了如今所用的一种全新的设计方法“自顶向下”，这种设计方法首先是系统设计，在顶层进行功能方框图的划分和结构的设计。自顶向下的设计方法使系统被分解为各个模块的集合之后，可以对设计的每个独立模块指派不同的工作小组，这些小组可以工作在不同的地点，甚至可以分属不同的单位，最后将不同的模块集成为最终的系统模型，并对其进行综合测试和评价。它较先前的“自顶向上”无论是在设计的时间上，还是过程中错误的减少，都得到了很大的提升。1.2.2ASIC设计集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC），在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计与实现。ASIC分为全定制和半定制，全制定是基于晶体管设计方法，设计成本高，周期长；而半定制则是一种约束性的设计方法，其设计简化，周期短，提高了芯片的成品率；和通用的集成电路相比，ASIC的体积更小、功耗更低、性能的提升也相当高；从保密性来讲，其保密性还是相当高的，而且它还具有成本节约等优点。可编程ASIC是专用集成电路的一种，也是应用最为广泛的。可编程逻辑器件的密度高、集成度高、生产方便。1.2.3硬件描述语言硬件描述语言（HardwareDescriptionLanguage，HDL）是一种用形式化的方法来描述数字电路和系统的语言，它是EDA开发中的很重要的设计工具，也是EDA技术的重要组成部分。HDL是对电子系统硬件设计的一种高级计算机语言，用HDL语言，数字电路系统的设计可以逐层展示自己的设计思路，一些复杂的数字电路系统可以用一系列分层次的模块来表达。早期的硬件描述语言，由不同的厂商和开发商开发，彼此之间互不兼容，且不支持多层次的设计，这些层次之间的翻译工作就要由人工完成。而利用VHDL语言的可读性强，更加容易修改和发现错误。VHDL即超高速集成电路硬件描述语言，它作为IEEE标准的硬件描述语言和EDA的重要组成部分，经过十几年的发展、应用和完善，正逐渐被众多设计者所接受，这种高层次的方法已经被广泛采用。VHDL即超高速集成电路硬件描述语言，是一种面向设计的多领域、多层次的全方位的硬件描述语言，这种语言几乎覆盖了以往各种硬件描述语言的功能。VHDL具有以下几个优点：（1）强大的硬件描述能力。可以用来描述系统级电路，也可以用来描述门级电路，设计描述具有多层次。（2）支持广泛、易于修改。VHDL已经成为IEEE标准，目前，多数EDA工具都支持VHDL语言，这种高层次的方法已经被广泛采用。（3）作用强大、设计灵活。它具有作用强大的语言结构，能用简洁明了的源代码来描述复杂的逻辑控制。（4）移植能力强。它是一种标准化的硬件描述预言，同样一个设计描述可是被多种不同的工具所支持，这样就使得设计描述的移植得以实现。（5）工艺转换方便。它的设计不依赖于特定的器件，工艺转换方便。

2、EDA技术的应用

现如今，EDA技术发展迅速，已经在教学应用、科研应用、产品设计与制造等方面占据一席之地，发挥着巨大的作用。

2.1教学应用

大部分理工科院系都开设EDA课程。让学生在校期间了解EDA技术的基本原理、HDL硬件描述语言描述系统逻辑的方法，模拟仿真电子电路设计，通过实践提升学生的动手与自主能力，为今后从事的工作打下坚实的基础。

2.2科研应用

电路设计与模拟仿真主要使用EWB等工具进行，举个例子，在CDMA无线通信系统中，移动手机和无线基站都工作在相同的频率，每部手机都有自己唯一的序列码，用来区分电话的呼叫。而CDMA的BTS必须能识别这些不同的码序列才能辨别传呼进程，这是通过在输入数据流中探测到特定的码序列来完成的。

2.3产品设计与制造的应用

从电视、冰箱、音响到电子玩具等各种电子产品电路，EDA技术在模拟研制、仿真、生产、调试等方面都有着重要的作用。可以说，EDA已经成为电子工业领域必不可少的技术支持。

3、EDA技术的发展前景

当今社会，电子产品发展日新月异，为了既快又好地设计出新的电子产品，提高设计效率和产品性能，设计师需要更加简便快捷的EDA工具，这对EDA技术提出了更高的要求。

3.1EDA技术发展的新方向

3.1.1向高密度、高速度、宽频带方向发展设计方法的更新得益于电子器件的发展，随着电子产品的飞速发展，高密度、高速度和宽频带的可编程逻辑产品已经成为主流的，这些高密度、大容量的可编程逻辑器件的出现，给现代电子系统（复杂系统）的设计与实现带来了非常大的帮助。设计方法和设计效率有了新的飞跃，带来了器件的巨大需求，这种需求又促使器件生产工艺的不断进步，而每一次工艺的改进，可编程逻辑器件的规模都将有非常大扩展。3.1.2向可预测延时的方向发展现如今的大数据时代，需要处理的数据量越来越大，就需要其具有大的数据吞吐量，而且多媒体技术发展迅速，图像及影像的实时性要求较高，这就需要有高速的硬件系统。为了可以保证图像实时性及稳定性，器件的延时可预测性就是一个重要的因素。所以，逻辑器件的可预测延时是非常重要的。3.1.3向低电压、低能耗方向发展集成技术的飞速发展，工艺水平的日益提升，全世界都掀起了节能的潮流。因此，要适应时代的潮流，半导体工业也必须向低电压、降低能耗方向发展。

3.2应用前景

在信息通信领域中，需要优先发展高速宽带信息网、计算机及软件技术、第三代移动通信技术，积极开拓以数字技术、网络技术为基础的新一代信息产品，研发新兴的产业。自动化仪表的技术发展趋势将计算机技术、通信技术进一步的融合，大力地推广信息化。在电子设计的研发中，它可以代替设计者完成电子系统设计中的绝大部分工作，而且可以直接在程序中修改错误，系统功能也不需要硬件电路的支持。随着EDA技术的发展，EDA技术具有更好的开发手段和性价比，具有广泛的市场应用前景。

3.3未来展望

从目前的EDA技术来看，其发展趋势是使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。中国EDA市场已经日趋成熟，但是大部分的设计是面向PCB制板和ASIC领域，只有小部分的设计是开发复杂的片上系统器件。EDA技术将在自动化仪表的测试技术、控制技术、计算技术等方面有较大的突破，在ASIC和PLD设计方面，以高速、高密度、低能耗、低电压等方面发展。

4、结语

EDA技术的应用十分广泛，现在已涉及电子、通信、机械、航天、医学、生物、军事等各个领域。所以无论是生活、学习、还是工作，都离不开EDA。因此，作为一名大专院校电子类专业的学生，我们应该熟练掌握EDA技术用于CPLD/FPGA的开发和知晓EDA技术在未来发展的前景，只有这样才能去适应激烈竞争的环境，在激烈的竞争环境中取得成绩。

[参考文献]

[1]杜玉远.EDA设计快速入门[J].电子世界，2004（1）：24-25.

第9篇：电子设计自动化课程范文

关键词　可编程逻辑器件　时序分析　课程设置　实验设置

中图分类号：G424 文献标识码：A

0 引言

在通信工程卓越计划中，尤其强调实践性和工程性的指导方针下，开设了一系列应用技术类课程，其中“电子设计自动化”课程是面向本科三年级开设的专业任选课。该课程的开设使学生不仅具有通信技术、通信系统和通信网等专业方面的知识，又有助于学生了解本专业的发展现状和趋势，并掌握解决相关专业工程技术问题的技能。从而培养出能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营以及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的卓越工程技术人才。①

1 电子设计自动化中的时序分析

在基于可编程逻辑器件的系统设计开发过程中，经常会遇到虽然理论分析和算法仿真都正确，但下板测试结果不正确的情况；或者同一个FPGA烧写程序在同一个板卡上时好时坏；以及同一个FPGA烧写程序在不同批板卡上表现不一致的情况。这些问题往往是时序设计中出现了错误，或者存在时序隐患，由于系统亚稳态的产生所致。②一般来说，触发器的建立时间Tsu（时钟沿到来之前，数据必须稳定的最短时间）或保持时间Th（时钟沿到来之后，数据必须稳定的最短时间）不满足，就会发生亚稳态。

亚稳态的主要危害是破坏系统的稳定性，导致逻辑误判，严重时甚至导致系统崩溃。在EDA设计中通常体现在存在一些关键路径设计不合理的情况导致所做设计不满足信号建立时间和保持时间的需要，或者设计阈量不够导致系统工作中时好时坏。对于低速设计，基本上不用考虑这些特性，但随着高速时代的到来，由于信号传输和时钟本身所造成的时序问题的现象越来越普遍，因此有必要关注高速信号处理中的时序特征分析。③综上所述，时序分析在EDA设计中扮演重要的作用，有必要在卓越工程师课程设置中增加时序分析这一讲授环节，并通过设计实验，提高学生的工程实践能力。

2 时序分析课程设置

如前所述，时序分析是可编程逻辑器件课程中的高级设计方法。一般在普通班授课中不涉及这部分内容。但在卓越计划课程设置中，由于学生在之前的培养中具有了一定的工程实践能力。因此，考虑将这部分内容引入，以进一步提高学生独立解决可编程逻辑器件设计中时序问题的能力。在时序分析的课程设置中主要包括四个部分，分别为：时序基础，时序优化，时序约束，跨时钟域设计。

其中时序基础主要讲授时序分析的基础知识。阐述建立时间、保持时间等知识，并建立时序分析模型，④这部分主要采用图形教学法，通过建立时序图给出形象的时序分析过程，并分别针对异步电路和同步电路进行时序分析，以及考虑外部数据接口、外部走线的延时特性后的时序分析。给出一般的时序设计原则，如在EDA设计中应尽量用同步设计，如需采用异步设计，则需要结合时序电路特征进行整体优化。

在时序优化部分，主要讲授如何提高整个电路的时序性能。首先，讲授EDA开发软件中的优化选项设置，软件的优化方法可以在简单电路中自动提高时序性能。而在功能复杂的情况下，则需要指导学生针对一些关键路径进行手动优化，讲授这种优化方法的设计原则，并给出一些具体的优化方法。如采用将大的组合逻辑分割打断为小的时序逻辑，更（下转第185页）（上接第151页）改循环嵌套设计，增加接口寄存器等方法。

在时序约束部分，主要讲授EDA设计中时序约束的几种典型方法。首先介绍时序约束在EDA设计中的作用，然后指导学生通过简单示例掌握如何通过EDA软件设置各类约束。并引导学生理解好的时序约束应该是“引导型”的，而不应该是“强制型”的。这就需要学生深刻理解EDA设计原则及编译器行为，对每一条时序路径都做到心中有数，尽可能从初始设计时就避免长组合逻辑等问题的出现。

在EDA设计中，将整体的多时钟设计分割成多个单个独立时钟的功能模块和负责模块间同步的同步模块，这样非常利于后端的时序分析，程序结构也更加清晰，⑤但由此也导致跨时钟域问题，如果处理不当，会导致严重的逻辑错误。如从低时钟域输出信号输入高时钟域模块，则面临被重复采样的问题。同样的，从高时钟域输出信号到低时钟域，则面临采样丢失的问题。因此这部分讲授同样建立在充分的实例教学上，通过不同的图形示意和实例分析，让同学们掌握跨时钟域设计的必要性。然后启发同学设计跨时钟域的信号处理方法。

3 时序分析实验设置

为了体现时序设计的重要性及作用，实验设计中采用了比较教学法。实验中，指导学生利用硬件描述语言分别用同步时序设计方法和组合逻辑设计方法实现某一特点功能，如设计一个多路数据选择器等。指导学生阅读EDA软件给出的时序分析报告，通过报告中给出所设计电路可以支持的最高时钟速率，以及所消耗的硬件资源，判断设计的优劣性。在此基础上，通过实验板进行实践验证，在验证过程中，可外接信号源作为芯片的工作时钟，指导设计测试点观察时序结果，学生通过不断提高外接信号源的频率观察实验结果。当频率较低时，由于信号的建立时间和保持时间一般都能满足，所以时序设计的作用不明显，当频率较高时，时序问题逐渐显现，当时钟频率超过设计阈值，时序发生错误，此时学生可以在测试点观察到错误，得到直观的时序验证结果。

在实验设计中，还可结合采用陷阱教学法，即在模块的设计中故意引入容易产生时序紊乱的错误写法，如设计一个跨时钟域的实验，让学生采用在线逻辑分析仪等工具自己发现错误，体会该类错误发生的原因，并进行相应纠正。从而使同学更深刻理解硬件描述语言的综合结果，同时通过这种方法可以培养他们注意细节的良好习惯。