集成电路分析与设计精选(九篇)

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第1篇：集成电路分析与设计范文

【关键词】城市道路设计;设计思路;技术要点

近些年来，城镇化建设的快速推进以及经济发展的高速增长，使得城市道路建设越来越多，同时为了满足方便城市居民的出行，促使道路设计工作必须持续的开展以及顺利进行。但是在城市道路设计工作中具有一定的复杂性。因此在道路规划及设计中就要求我们进行全面的思考和总结。

1城市道路设计的概述

在城市发展以及城市建设工作中，城市道路不仅与城市居民的日常生活息息相关，更是整个城市经济发展的核心环节。在城市道路设计中，理想的道路设计应当满通运输能力的需求。城市道路是城市的重要组成部分，也是城市基础建设的核心环节，通常来说，在城市道路设计工作中，由于城市道路本身就属于市政交通的一种，因此在设计中通常都是从公共设施的角度去分析和总结，不仅仅只是关注到它的使用功能上的发挥，并且对于它的艺术效果、使用效果则都是要求应该加以总结以及完善的。

2城市道路设计的思路

在目前的道路工程中，传统的道路设计早已无法满足社会发展需要，因此在设计的过程中通常都是以人性化为主要的设计模式和设计标准，其设计要点主要表现在以下几个方面：

2.1拥堵不能只靠简单地拓宽道路来解决

通常当人们在面临交通拥堵时，都是使用加宽马路的方式，但是这不能从根本上解决问题。通过对世界先进城市交通状况的研究显示，道路的宽度与拥堵程度并不是相辅相成的。在我国城市之中大量使用的立交桥以及环形交叉不仅仅不能解决塞车的问题反而在一定程度上使得问题更加严重，人们应该理解城市属于行人而不是汽车。所以，我们应该不断提倡公共交通，尤其是城市轨道交通。

2.2运用道路线形设计提高设计水平

道路线形设计对道路的使用质量以及交通运输状态有着直接的影响。一个好的线形设计，不但可以给城市交通运输提供安全便利的通道，同时也应该跟沿线周围的自然环境有效的融合在一起，这样就可以使的乘客路途疲劳及时得到缓解。站在景观以及安全观点来说，使用比较大半径的圆弧曲线，比漫长的直线以及短线更为合适。抛去主干路以及交通性的干道不应该使用比较多的转折之外，通常的道路都会使用比较合适的转折，并且来设置偏大的曲线，使得沿线周围的建筑物以及自然景色产生一定的变化，这样的话就可以及时消除长直线的单调，缓解司机的驾车疲劳，减少交通事故的发生。

3城市道路交通工程的设计

3.1交通性道路

交通功能性设施主要是以车行交通服务作为主要的目的，路灯、护栏、候车廊以及人行天桥这些设施的设计应该简洁明快，突出使用功能。交通标志、标线的选为应该有一定的提前量，方便驾驶员在快速行驶中能够及时对前方的路况条件以及管理要求有所了解。

3.2生活性街道

（1）、道路的平面线形可以设计成蛇形或者锯齿形，使得进入的车辆可以减缓车速，也能使得外来车辆因线路曲折不原进入而达到控制车流的目的，同时也会使得曲线形道路对于居民而言趣味性更强，景观更为丰富。（2）、在道路的边缘或中间左右交错种植树木，这样就会有一种不易进入的环境，减少闲杂车辆的进入。并且，在道路上种植树木可以不断提高道路的景观，使得居住区的环境得到美化。（3）、在道路交叉口处设计成凹凸状，同时抬高或者降低路面部分，使得车辆驶过之时有一定的振动感，给驾驶者一定的警示作用;

3.3道路设施设计方面

人是城市公共空间的主体，街道设施是为人提供服务的。所以街道设施的规划设计应该要表现出对人的关怀，将功能与环境景观融为一体。对于人的生理需求以及心理感受的及时关注，会让人产生舒适、方便、自然、和谐以及美好的感受。比如说在人流集中的商业街附近，应该有充足的停车方位方便车辆的停靠;在高大乔木或花坛之间适当的点缀休息座椅，使得人在休息时可以亲近到自然，也能减少夏日的阳光对人的伤害;林荫小道、座椅、路灯以及电话亭等，则是可以为人们提供一些小憩休闲的空间。坚持以人为本不仅仅应该考虑到普通人的要求，同时还应该将社会弱势群体的特殊要求考虑在内，营造出一个平等的社会环境。

4城市道路设计的技术要点

4.1道路的线形设计

道路的使用便捷性，使用质量以及交通运输状态，和道路的线形设计有着一定的联系。线形的设计若良好，一方面能够带来安全便捷的交通条件，另一方面还可以和沿线两侧的景色和自然环境融合，以这样的方式让乘客在途中的疲劳度能够的到缓解。从安全和景观角度去分析，半径偏大的圆弧曲线，一定会比短线或者直线使用。在交通性的干道和主干线的道路中，较多的转折处是不宜使用的。然而一般的道路中，能够使用恰当的转折，曲线也可以设置偏大，让自然景色和建筑物在沿线的量测有一定的变化，让较长直线的单调感觉得到消除，让司机的疲劳度得到缓解，在一定程度上，交通事故的发生频率也会降低。

4.2道路平面交叉口的设计

（1）交叉口的竖向设计。交叉口竖向设计中，既要详细考虑排水的通畅性和行车的舒适性，还要与周边的键鼠标高顺接，合理确定交叉口的设计标高。在竖向设计过程中，处理纵横坡度的时候，要按照以下几个方面的要求进行处理：交叉口的排水想要得到保证，道路纵坡的坡向最少要由一条分离到交叉口的一侧。交叉后被主要道路通过时，在坡度的设计上要维持原状，针对次要道路的横坡随着主要道路的纵坡而变化，次要道路的纵坡要随着主要道路的横断面而变化。道路相交时若是同等级，相交的纵坡要保持原状，横坡是要改变的。往往会将纵坡当中比较小的道路横断面改变，让和纵坡度角度大的道路中纵坡是保持一致的。（2）交叉口的纵断面与平面线形。平面交叉的路线，提倡使用正交的方式且要是直线，如果是斜交的情况不能够避免的时候，在交叉角中要控制在45°之下。路段上的交叉口要与平曲线的终点和起点，要按照道路和行车速度、道路等级进行确定，不能够太短。若有两条道路产生相交的状态，次要的道路在纵坡度上要做适当的调整，主要的道路在纵坡度上要维持原状。交叉口部位在进口道纵坡度的设置上，最好要在2%以下，在困难的条件下，也要在3%以下。

（2）结束语

在目前城市发展中，随着城市水平的不断提高，城市道路在经济中的作用也在不断的增加。城市道路设计是道路工程的中心环节，它对道路工程的通行能力、行车安全以及居民生活都具有着相当密切的关系。基于此，上文对城市道路设计思路与技术要点进行了研究分析，旨在提高我国城市道路设计水平。

参考文献：

[1]杨日洁.关于城市道路设计的要点分析[J].四川建材，2011，04.

[2]吴海俊，胡松，朱胜跃，段铁铮.城市道路设计思路与技术要点[J].城市交通，2011，06.

第2篇：集成电路分析与设计范文

【关键词】网络课程；网络教材；教学设计

《电路分析基础》课程是通信、电子等本科专业的一门学科基础核心课程，该课程理论严密，逻辑性强，综合性强，其教学任务是引导学生掌握电路的基本概念、基本理论和电路分析的基本方法，为后续课程的学习提供必要的理论基础知识。如何以信息技术的应用为手段进行课程教学设计，延伸课堂教学环境，已经越来越受到关注。其中，网络教学也成为电类课程的教学新模式，教学平台一般应提供：课程相关信息、相关资源、网络教材、电子教案、讲授教材、精选例题、交互讨论等。在网络环境下，学员可以反复进行在线多媒体课程学习、在线测试以及问题讨论，充分利用网上教学资源，体现出以人为本、自主学习的特点，它突破时空界限，延伸课堂空间，拓展思维方法，有利于培养善思考、高素质的人才。经过多年的研究与实践，我校的《电路分析基础》课程在完善教学体系、深化教学改革中不断发展，从课程体系、教学内容、教学方法和手段、考试体系、实践教学等方面取得了一系列的教学成果。2008年起，经过近三年的建设，又完成了该课程的网络课程，建成后的电路网络课程可提供丰富的信息资源，为学员创造更好的自主学习环境，同时实现资源共享，提高教学质量。

1.网络课程的目标功能

1.1 教学设计

网络课程要求教学过程要完整，要有明确的教学目标，内容选材各个方面要适当，还要选择合理的教学策略以及适当的教学媒体。系统中要有交互讨论，提供练习和测试，并且具有学习评价与反馈功能。

1.2 课程内容

网络课程内容体系必须完整，涵盖“网络教材、电子教案、讲授教材、典型例题”等基本模块以及课程其它相关信息资源。教学资源内容丰富科学，结构要合理。能够加强理论与应用结合，激发学员的学习兴趣。

1.3 技术运用

界面采用“院校网络教学应用系统”平台。在此平台上建立良好的交互学习环境，所有媒体包括视频、音频和动画等播放均有可控性，网站导航要清晰、明确，具有良好的人机交互环境。

2.网络课程内容

2.1 提供课程教学的基本模块

课程教学基本模块包括网络教材、电子教案、讲授教材、典型例题等，其中网络教材是利用frontpage，Dreamweaver等软件制作完成的精美网页，彩色版面设计，要点明确，阅读方便和便于操作。电子教案是我们自编的32讲教案，要素齐全，体现优化的教学设计，体现人文意识和工程背景，体现理论与应用的结合。32次授课录像，采用的是把教师的讲课录像用流媒体的方式在网上播放，其中网页拆分成两部分，一部分播放教师的讲课录像，另一部分同步呈现教室的PowerPoint讲稿。通过这两部分的内容，学生可以实现随时随地上网学习，对于辅助课堂教学起到了积极的作用。最后补充与教材、教案不同的一些典型例题，强化基础的学习、开扩学员的眼界。

2.2 提供相关信息资源

提供国家教育部制定的课程教学基本要求、电路理论名人名事、课程标准、考试大纲、课程教学资源库、习题解答、工程应用实例、国内电路课程名师授课、部分章节双语教学、实验演示、仿真实例、CAI课件等相关信息资源。内容丰富的相关资源方便学生课下自学和课前预习。习题解答和模拟试题用于学生课后自测。提供的CAI课件于2010年获国家优秀电教教材三等奖，该课件为“字典式设计”方案，较好体现了课程的知识结构和内在联系，深入浅出，通俗易懂，内容全面。各知识点间的切换方便，画面美观。每个知识点均通过内容讲解、证明、举例、练习等方式呈现，便于教师课堂使用，更适合于学员自学。其中，方法应用模块把电路的各种分析方法在各类电路中的应用以例题形式呈现，促使学生举一反三、触类旁通，提高综合运用所学知识的能力。

2.3 实现交互讨论、自我测试

建立交互讨论平台，便于师生讨论和教师答疑。教师固定时间和学生同时在线，就可以实时回答学生的提问，如果老师不在线，学生还可以留下问题和同学之间进行交流，也方便老师上线后回答。同时设有FAQ模块，即常见问题解答。在日常教学和答疑过程中，常常会出现很多学生都感到模糊不清的概念或对某些知识点理解的偏差，这些问题带有共性，我们就将其置入FAQ模块，供学生浏览学习。学生在进入实时答疑模块之前，通常应该先进入FAQ模块输入关键字查询是否已经有了答案，如果在FAQ中没有相关问题或觉得答案不够明白，才进入实时答疑模块。教师负责维护FAQ，把学生提出的新问题和解答放入数据库中。提供阶段测试题若干套、模拟考试题300题左右进行自我测试等。

3.网络课程特点

3.1 教学性

一是目标定位准确；二是教学内容规范；三是框架内容合理。本课程内容，按课程标准规定的64学时32讲设计，涵盖了教材各章节的重点内容和学员所关注的重点难点问题，每个章节教学要求清晰；四是信息展现恰当；五是教学资源丰富。文字、课件、视频、影像等资料比较丰富，资源总容量：8G。其中，课件：60，视频：480分钟，习题：625题，实验：21个，视频讲授：1755分钟；六是交互功能较强。本课程具有自测等人机交互功能和网上讨论、答疑等人机交互功能；七是自主学习便捷。提供了必备的作业并能进行自测，而且还提供大量的拓展资源、阅读参考书目，供学员自主学习和研究参考。

3.2 可用性

一是导航设计结构清晰完整，界面友好、直观，简明，路径准确，链接准确、高效；二是方便可控。操作简便，资料下载快捷，响应速度与学习者的操作比较协调；三是应用效果好。本网络课程投入教学使用后，登录账号、作业、测验、交流答疑记录比较多，教师和学生反映使用效果好。

3.3 技术性

一是设计规范。严格遵循《网络课程技术规范》，符合现代化远程教育技术规范；二是媒体表现好。媒体运行流畅，界面美观协调，图文、视频选择适当；三是运行安全可靠。各种数据安全可靠，运行稳定，教学单元、素材、数据等维护方便。

4.作用及效果

学生通过对课程教学基本模块的点击，将对课程全部知识点进行学习或复习，增加自主学习的空间，达到强化基础的目的。

第3篇：集成电路分析与设计范文

本文从故障成因分析及预防控制措施的意义、通常会遇到的故障成因以及预防措施三个方面进行了阐述。

关键词：高速公路；设备故障；预防控制管理

前言：

我国高速公路在近几年里，得到了高速的发展，大量的先进机电设备也投入到使用。机电设备是否能正常使用，直接影响着整段高速公路的服务质量，也影响着人们的正常通行秩序。

一、故障成因分析及预防控制措施的重要意义

在最近几年， 我国经济进入了高速增长的阶段，在此同时高速公路的建设也进入到快速发展阶段。而作为高速公路的重要组成部分—— 高速公路机电系统，不仅是高速公路实现高速、安全、舒适等功能的重要保证，而且还保障着高速公路的正常运营。如何使其能够正常运转， 并且能够延长系统的使用寿命，使它的最大的经济效应得到发挥，对实现高速公路的现代化管理水平特别重要。

二、机电设备故障原因分析

1.发热问题

机电设备在长期运行会产生大量的热，因此在设备周围没有很好的散热环境就会直接影响着设备的正常运行。

实例1：对于非嵌入式硬盘录像机，监控人员回放录像时总是会出现提示“系统资源不足，播放失败”的情况。在打开任务管理器，发现CPU占用率始终是100%，经过重新启动后还是如此。然而在打开机箱后，发现CPU风扇根本不转，更换风扇后故障解除，这是由于发热而造成的故障。

实例2：：车道收费机在收费过程中会突然发生死机的情况，按任何键都没有反应，在重新启动后进入车道软件的界面时就会发生死机。打开车道机，通过检查发现电源风扇停止工作，电源摸着烫手，更换电源恢复正常。

2.短路绝缘不良

由于人为的操作不当或是机电元器件老化会发生短路；线缆老化、由于发热而造成的绝缘体的绝缘性能降低，因此造成的设备短路。

实例：在车道正向雨棚灯突然掉电，闭合开关后又自动跳闸，怀疑线路发生短路。经排查线路发现经过收费亭下的一段电缆有接头，在接头处显现出焦痕状。经过仔细检查发现接头被水浸过，因此发生了短路。

3.灰尘油污垢

由于暴露在外的设备会受到汽车尾气、粉煤尘、油污等污染；而且设备机械在运转过程中产生的油污垢，如果得不到及时的清理，就会对设备形成腐蚀并且造成极大损害。

实例：发卡机在发卡时经常出现发 不出卡的现象，检查机械部件正常，再仔细观察，发现进 卡槽 处 下的小摆臂胶轮膨胀变形了，在更换相应部件后恢复正常。通过大量的观察证实：许多通行卡都被司机污损，沾着油污的通行卡长时间通过卡机的小摆臂胶轮进行传送卡，长期被油污污损的胶轮会被腐蚀膨胀变形，因此导致出现不能发卡的故障状况。

4.裂纹应力变形

设备由于长期的压力和重力作用下会产生裂纹甚至会发生断裂；而应力变形则是由于设备部件在使用过程中受到不均匀的力而产生的变形。

实例：经查发现离开线圈部位的车道路面出现裂纹，路面断裂导致预埋在路面中的线圈发生断裂。大型车经过时栏杆机时起落正常，小型车经过就会发生不起杆现象。分析原因：当大型车经过线圈时由于车体重压在断裂线圈处使其暂时连通，故线圈检测器能正常检测到车，所以自动杆 正常工作。但是小型车经过时车体重量轻，线圈处于中断状态，所以会出现以上故障。

5.其他方面的原因

机电设备在运行过程中自身的磨损以及震动而引起的松动，还有因为地质灾害、气候变化、鼠害等诸多外界因素而引发的故障。

例如：计重设备的光幕（红外车辆分离器），容易受气候温度的影响而检测不到车。雷雨等天气发生时，光幕 内部温度高，雨水冲刷光幕防护罩玻璃由于温差致使内侧产生水雾，导致不能正常工作。

三、机电设备故障的预防控制措施

要使机电设备的日常维护工作规范化，就必须要严格遵循机电设备维护模式，定期对每个设备进行检查，从而实现机电设备预防性维护方式标准化。

1.建立预控预知机制，规范化管理与计划

设备管理中一个十分重要的环节就是对机电设备的维修与保养，要让设备处于正常运转的状态，对于整套机电设备来说都是十分重要的，因此对机电设备应该制定相应的操作规程和维护保养制度是必要的。一套切实可行的规章制度对机电设备的维修管理工作是非常必要的。在这些规章制度中应该包括机电设备的巡查制度，以及机电设备的维护和保养制度，建立起各级岗位责任制、以及突发事件相应的应急预案等。规章制度要明确规定不同设备的保养方法、维护周期、维护保养的具体项目、以及具体的操作方法、还有相关的注意事项等。

2.定期检测

要定期对机电设备系统进行相关的测试，测试其各项性能指标是否在规定范围内，为预防性维护、更换零部件或是进行整改提供必要的维护依据。另外就是对一些 常坏的配件检测也是非常有必要的。一套完善的机电系统维护体系，应当保证日常检查、定期维护和定期检测。防患于未然的主要措施，定期检测不应被忽视，更不要在等到设备出现了故障才去发现问题，而是要注重平时的检查，做到防微杜渐，发现隐患就立即消除，把故障消除在萌芽状态。

3.保证良好的设备运行环境

暴露在野外的机电设备，要做好必要的防雷、防水、防电磁干扰等措施。同时，还要定期对机电设备进行必要的除尘、清洁是十分重要的。这不仅可以让环境中的温度、湿度等要素都能够达到机电设备安全运行的要求，更重要的是可以有效的减缓设备老化进程，有效的防止金属部件的腐蚀和镀层剥落等现象发生，从而就可以保障设备的正常运行，并且能够有效的延长设备的使用寿命。

4.培养一支技术精湛的维护队伍

从大多数的机电设备的故障原因来看， 人为因素是其中一个非常重要的因素。因此加强人员管理是有效减少故障发生率的重要措施之一。建立健全相应的设备管理责任制， 明确各级人员的工作任务和工作内容、职责； 建立健全一整套安全操作规程， 严禁违规操作，对各级人员的设备使用操作流程进行明确的规范， 从而确保机电设备安全运行； 建立培训制度， 对从事机电设备使用管理的操作人员、维修人员， 都要接受相关的业务知识培训，而且还要在经过考试合格后才能上岗作业。另外更重要的就是，维护人员是保证高速公路机电系统正常运转的关键所在， 因此培养一支技术精湛的维修队伍对于高速公路机电设备的维护尤为重要，对整个系统有较清晰的了解。让 维护管理人员全面参与到整个系统的整个实施过程， 让他们对设备安装、调试技术和系统的整体布局有更深入的了解和认识， 同时也能增加他们的实践经验， 为整个系统运行后的维护和修养奠定良好的基础。其次， 就是要加强技术培训，提高整体业务水平。根据维护人员的实际工作情况， 对他们进行相关的专项培训， 使其全面掌握设备的工作原理， 能够对常见的故障进行明确的判断和处理，缩短故障修复时间， 提高维护质量。

5.吸取故障教训，避免同类故障重复发生

机电设备在发生故障之后，就要进行全面的讨论和分析，进而确认问题所在。是设计问题，还是使用问题，是日常维护问题，还是长期失修问题，是技术问题，还是管理问题，是操作问题，还是机电设备失灵问题等等进行相关的分类和整理。从而有针对性地采取防范措施，建立健全安全规范措施，改进相关的操作方法，对机电设备检修周期进行调整，还应该对老旧机电设备更新改造等，避免同类故障重复发生。

四、结束语

高速公路的机电设备在使用过程中会不可避免的出现各种故障，因此要加强对其预防性控制，以保证设备的正常运行，以实现高速公路的正常服务。在日常维护中要不断总结经验和教训，提高维护质量。

第4篇：集成电路分析与设计范文

关键词：本科教育；微电子；课程体系；结构优化

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）04-0033-03

一、引言

微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，是高科技和信息产业的核心技术。微电子产业是基础性产业，对国民经济有着巨大贡献，并渗透到其他很多学科，是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校，南京邮电大学建校近50年来，正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展，国内外都需要大量的微电子学人才，我校成立微电子学专业，旨在为我国的ASIC设计方面，培养急需的人才[1-6]。我国“十五”计划纲要明确提出大力发展半导体集成电路产业，为了满足社会的发展和需求，我校微电子专业成立于2001年，并于2007年招收第一批本科生。在学校各级领导的重视和关心下，专业建设取得了飞速发展。本科人才培养方案是各专业人才培养目标、培养规格以及培养过程和方式的总体设计，是学校组织本科教学、规范教学环节、实现人才培养目标的纲领性文件，对人才培养质量具有决定性的影响。当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才，也更需要培养大量工程应用型人才。所谓“应用型人才”主要是指德、智、体、美等方面全面发展的，能够将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的高级专门人才。“应用型人才培养模式是以能力为中心，以培养技术应用型专门人才为目标的”。它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强，是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要，在一定的教育思想指导下，人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式。

二、深化完善本科教学体系改革的措施探讨

人才培养方案制（修）订工作对于学校实现人才培养目标、进一步深化完善本科教学体系改革具有重要意义，人才培养方案制（修）订需要全面贯彻国家中长期教育改革和发展规划纲要，认真落实教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见等文件要求，不断适应国家和社会发展需要，进一步深化教育教学改革，优化人才培养过程，提高人才培养质量，促进学生全面发展。具体的改革措施探讨如下。

1.进一步明确本专业的特点和优势。培养方案是高等学校实现人才培养目标、开展人才培养工作的总体设计和实施方案，为全面贯彻教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见，以执行最新颁布的普通高等学校本科专业设置管理规定为契机，推动我校新一轮专业建设和教学改革，以不断适应知识经济、科技、社会发展对各类高素质创新人才的需要，根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，构建和完善适合我校办学指导思想、具有我校办学特色的本科创新人才培养体系，根据新《目录》规定的各专业培养目标、培养要求、主干学科、核心课程、主要实践性教学环节、主要专业实验，紧密结合近年“本科教学工程”改革实践，开展本科专业培养方案的修订。本专业培养适应社会发展需要，道德文化素养高，社会责任感强，身心健康，掌握扎实的自然科学基础知识和必备的专业知识，具有良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识，能在微电子器件、工艺和集成电路设计及相关的电子信息科学领域从事科学研究、产品研发、工程设计、技术管理等工作的专门技术人才。主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。

2.课程设置进一步优化。课程的设置是否合理对人才的培养起到了至关重要的作用，尤其是现今提出的对专业人才的更高要求，需要进一步优化课程体系，合理安排课程内容。首先，在课程设置方面，当前，南邮本科微电子专业经过几年的发展，取得了不少成绩。但世界范围内微电子产业飞速发展的特点决定了高校微电子学科的教学必须紧紧跟随产业发展的步伐。我们在看到以前所取得的成绩的同时也必须看到其中所存在的一些问题，并积极进行改革创新。我校的微电子专业在设立初期，经过各方专家的反复讨论和论证，建立了一套统一的专业课程和教学大纲。这套课程满足该专业最基本的专业要求。但由于微电子专业设立时间不长，仍属于起步阶段，由于硬件条件和师资力量的缺乏和不到位，无法设立多样的课程体系和科目，所以目前的教学仍然是基本上按统一的教学大纲和教学要求组织。随着学校办学规模的扩大，通达微电子学院的设立，选修微电子专业课程的学生人数不断增加，原有的教学课程体系和科目还需要进一步细化、深化、推广。为此，在课程设置上，我们必须对已经投入使用的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善，将整个学科的课程结构体系、到具体到每一门课程的知识体系，都进行优化设计，以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的能力：掌握扎实的数学、物理等方面的基本理论和基本知识；系统掌握量子与固体物理、半导体物理与器件物理、半导体集成电路设计和制造的基本知识，具有独立进行微电子器件、工艺和集成电路设计的基本能力；了解电子信息类专业的一般原理和知识，受到科学实验与科学思维的训练，具有本学科与跨学科的科学研究与技术开发的基本能力；在综合类实践、实验中具有较强的独立设计、分析和调试系统的能力，能够完成综合性和探索性工作的能力；养成良好的学习习惯，对终身学习有正确认识，具有不断学习和适应发展的能力；其次，对于理论课程的内容，针对南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况，以及本专业的特色建设，主要专业方向为微电子器件、工艺和集成电路设计。注重集成电路设计、集成电路版图设计、微电子器件设计和MEMS设计。以能力培养为基础来设计，并考虑学生毕业后从事的职业，根据工作的要求对教学中的课程进行专项的能力和综合能力培养。在通识教育类课程中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。专业教育类课程中设置了信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理，这些课程都是基础理论课程，是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到工程认证的需要，在集成电路与CAD的课程设置上，专门增加了16小时的实验，加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中，专门将模拟和数字分开，设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计，这不同于其他院校的课程设置，应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识，加强了学生的集成电路分析和设计的能力。除了已经设置的32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验，还增加了32小时的工艺实验，这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲，已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学，并筹备建立了微电子专业实验室，拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程，在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验；基于以上措施，建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程，涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。再者，实践课程的内容上，由于微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业，从集成电路的生成流程来看，其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。实践课程的设置对培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力极为关键；需要工程认证的专业的实验实践课程必须要达到30%以上。因此，还拟通过建立微电子专业实验室，开设微电子和半导体测试实验课，在培养学生理论知识的同时，加强实践能力的培养，培养既有较深理论基础，又有一定动手能力的全面发展的学生。在实践型环节的课程设置中，通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中，设置了软件设计、微电子课程设计等，尤其是微电子课程设计，将进行较大的改革，要求改革后设计内容都是与本专业紧密相关，全面运用到所学的专业知识。

3.师资队伍的建设。本专业现在拥有专业教师14名，完全满足本科的专业教学需要，但从事集成电路设计方向的老师比较缺乏。还有，学生的个性不同，使学生在学习的兴趣、主动性等方面差异很大；随着社会竞争的日益激烈和社会需求的不断变化，又使学生的未来发展面临很大挑战，学生的需求随之呈现多样化。因此，多元化的培养规格应当成为共识。将学生的具体情况和社会需求相结合，这就要求我们必须打破现有的统一模式，根据学生的实际和社会需求建立多样化的课程体系，实施分类教学，在保证打好扎实的专业基础的前提下，设立尽可能多的适应当今社会发展的方向性课程。建立既具有深厚扎实的理论知识功底，又具有精通实践、有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的教师队伍迫在眉睫。近几年，我学院在引进高水平的师资力量方面进行了不懈的努力，微电子专业教师的队伍在不断扩大，教师的专业方向也在不断丰富，能够胜任并有选择性地担任各主要方向的专业课教学。但仍然缺乏学科带头人，缺乏一个凝聚人心的事业平台，学术梯队。这就要加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。通过培养和引进，形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队，使其在学科建设中发挥突出作用。鼓励教师积极申报各类项目，积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作，鼓励教师到国内外高校去做访问学者，积极参加国内外举办的国际会议，从而了解专业的最新发展、前沿问题，开阔眼界。

三、小结

总的来说，微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。培养方案是高等学校实现人才培养目标、根据我校教育教学改革的实际，及时总结人才培养经验，以“本科教学工程”建设工作为抓手，积极参与教育部“卓越工程师教育培养计划”及“工程教育专业认证”，进一步更新教育观念，深化教育教学改革，提高本科教育质量，迫在眉睫。其中需明确我校的特点和优势，以通信集成电路设计为主要方向，同时兼顾工艺设计与器件设计。相信通过培养方案、课程设置、师资等各方面的建设，一定会培养出高质量的微电子学领域人才，为我国的微电子工业做出贡献。

参考文献：

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[2]李文石，钱敏，黄秋萍.施敏院士论微电子学教育[J].教育家，2003，（3）：11-16.

[3]刘瑞，伍登学，邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，23（5）：6-8，23.

[4]李斌，黄明文.微电子技术专业创新教育探索[J].中山大学学报论丛，2002，22（1）：108-109.

[5]严兆辉.微电子的过去、现在和未来[J].武汉工程职业技术学院学报，2003，15（2）：30-34.

[6]蒋元平.学科建设的内涵诠释和实现策略[J].中国西部科技，2007，（1）.

第5篇：集成电路分析与设计范文

关键词：“教、学、做”一体化；项目重构；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）46-0213-04

一、引言

电子专业课程内容通常比较抽象，理论性强，专业术语、名词概念多，与学生过去所学的知识联系不大，学生不但理解领会课程内容有一定困难，应用于实践时更是举步维艰，显然不能满足技能型人才培养的要求，因此，改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。

笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系，通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法，采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学，希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果，让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。

二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系

要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系，首先，必须加强实践教学，只有加强了实践教学，才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来，以“做”来引领“教”和“学”，在“做中学”、“做中教”，形成“教、学、做”一体化教学模式。然后，沿着实践教学主线，将所需要的理论知识进行梳理，以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式，重构每门课程的内容。

我院电子专业课程体系主要由以下课程构成：

第一学期，开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程；第二学期，开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程；第三学期，开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程；第四学期，开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程；第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程；第六学期，企业顶岗实训。

在以上课程体系的构建中，有些课程是理实一体化课程，这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等；有些实践从专业理论课程中单独剥离出来，开设成一门专门的实践课程，这类课程有《电子元器件识别与检测》；有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行，这些整周实训的课程大都有一个特点，是对某门专业课程的综合应用，如电工技术实训、单片机技术综合实训等；有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程，将多门课程有机综合在一起，这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。

三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构

根据教学的组织原则及课程的特点，各课程组织的形式会有所不同，要求完成的任务目标也有所不同，下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容：

（一）《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目，将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容

模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程，由于专业性很强，很多学生在学习时，就被这门课程难住了，从而觉得电子专业很难，放弃对电子专业的学习。多年来，我一直在思考如何上好这门课程，如何让学生从这门课程起步，激起学生学习专业的兴趣，踏入电子技术的神奇领域。

我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学，其实践过程是：

首先，我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来，通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习，并用理论知识指导项目的分析，实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。

项目一：集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。

项目二：单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。

项目三：多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。

项目四：集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路，已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。

项目五：低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。

项目六：正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件，会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件，熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。

项目七：调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用，单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。

然后，我们确定了这些项目实施的教学方法：实践―理论―实践的方法。

第一环节――实践：在简单讲解这个项目工作过程的基础上，发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路，要完成这步实践，学生要能对元件进行识别与检测，通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测，并学会看懂原理图元件之间的连接，能根据原理图正确焊接电路，同时为第二个环节的实施打下基础，学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形，不管测试成功与否，学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣，这时候要求学生全部停下这一步实践，进入到第二个环节――理论。

第二环节――理论：围绕着这个项目涉及到的知识点，教师开始讲解相关的理论知识，然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路，理论分析并计算关键点的电压，理论分析关键点的波形，并教会学生判断故障，检测电路，如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形，如何来检测电路，排除故障，直到得到正确的结果。接下来，就进入到下一环节――再实践环节。

第三环节――再实践：通过第二环节的学习，学生基本明白了这个电路是怎样工作的，接下来，学生进入到再实践环节，在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试，记录相应的数据波形，并判断测试结果的正确与否，在这个环节，学生要学会并完成电路检测、故障的排除，学会正确使用仪器仪表，这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行，通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握，并加深对理论知识的理解。

（二）《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程

电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置，都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程，通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时，介绍部分课本讲授需要接触到的元器件，这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强，再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高，导致了学生的学习压力非常大，通常很难掌握好。因此，在教学中，将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点，整个教学过程均安排在实训场地，按照项目式教学的方法开展教学。

《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下：

项目一：电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类，电阻器的标称系列，阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能，容量标称法，规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。

项目二：半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类，型号命名方法，基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类，命名方法（国内及国外），三极管的选用条件，更换替代原则，三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。

项目三：变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。

项目四：发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法，光电耦合器的一般检测方法。

项目五：集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类，国内外集成电路的命名，封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。

项目六：扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类，主要技术参数，电动式扬声器的工作原理，喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类，结构与工作原理，动圈式与驻极体话筒的检测。

项目实施过程中，从实践入手，对于每种元器件，从结构简介开始，由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习，学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握，通过动手提升了学生的学习兴趣，并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础，同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

（三）《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起

《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索，以实际电子产品――函数信号发生器为载体，以任务实施为导向，通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务，将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务：

任务一：函数信号发生器的电路设计；任务二：函数信号发生器的电路仿真；任务三：函数信号发生器的PCB设计；任务四：函数信号发生器的PCB制作；任务五：函数信号发生器的元器件识别与测量；任务六：函数信号发生器的安装与调试；任务七：编写函数信号发生器技术文件。

每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排，充分体现“在学中做，在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关，为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。

该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起，使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识，让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感，极大地提升了学生的学习兴趣，使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高，为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

四、结束语

经过实践证明，这种在建构主义学习理论的影响下，通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式，是一种比较有效的教学内容组织方式，它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式，采用“教、学、做”一体化的教学模式，通过项目为载体，用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下，激发学生学习课程内容的内在的求知欲望，达到学以致用的目的，同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握，大大提高了学生学习的积极性和主动性。

参考文献：

[1]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海：华东师范大学出版社，2009.

[2]崔成，旺曹伟.基于任务驱动的模拟电子技术课程教学模式探索[J].教育与职业，2012，（05）.

[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育，2009，（08）.

[4]唐冬生.“教学做合一”高职实践教学体系构建的研究与实践[J].教育与职业，2008，（11）.

第6篇：集成电路分析与设计范文

关键词：集成电路EDA 课程改革 教学内容

中图分类号：G642.0 文献标识码： A 文章编号：1672-1578（2013）10-0029-01

1 引言

高职教育的目的是使学生获得从事某个职业所需的实际技能和知识，具备进入岗位所需的能力与资格，并且应当具备良好的职业道德和熟练的职业技能，走上职业岗位之后能够胜任岗位，并有后续发展能力。然而，鉴于多方面因素，高职教育的教学质量不断下降，高职学生职业能力的欠缺直接影响了就业。因此，高职院校必须进行课程改革，构建符合高职教育规律、适应高职课程的教学模式。下面，笔者就简单谈谈我院集成电路EDA课程改革的情况。

2 课程定位

集成电路EDA技术是集成电路及电子系统设计的综合技术，是现代科技创新和IC产业发展的关键技术。该课程作为高等职业院校微电子专业的一门重要的主干专业课程，紧扣专业理论和生产实践需求，具有较强的岗位实践操作技能，是电子类专业毕业生必须具备的专业技能之一；而且该课程能贯穿整个专业教学环节，掌握本课程能使学生更好地学习掌握其他专业课程。

3 课程设计理念

按照“基于工作过程”的课程开发体系进行课改，重视职业技能的训练，充分体现以应用型技术人才为培养目标；形成以行业需求为导向，以职业实践为主线，“教、学、做一体化”的专业课程体系；构建工学结合的高职课程开发模式，落实“强化实践、重在应用”，着重 “职业能力” 培养的指导思想。通过典型的实践项目课题，多样化的教学方法，形成实践教学和工作过程一体化、课堂与生产线一体化、实践教学与培养岗位能力一体化，激发学生的学习兴趣，引导学生将学到的知识应用于实践中，加强课程知识点的连接，充分体现EDA技术在电子电路实际设计中的应用，使课程教学真正体现实践性、应用性。

4 改革目标

目前，集成电路EDA设计工具主要市场份额为美国的Cadence、Synopsys和Mentor等少数企业所垄断。我院该课程采用的是Tanner Pro 软件，在教学过程中，以职业实践为主线，通过课程改革，逐步实现“教、学、做一体化”的专业课程体系。通过对实用电路的设计，激发学生学习先进的电子电路设计技术的兴趣，使学生掌握集成电路设计和布局图设计的基本方法，了解IC组件库的电路模型、符号模型的设计方法；能熟练创建电路文件、版图文件，生成网表文件，进行电路仿真模拟，并熟悉电路与版图对比方法；养成按规范进行集成电路设计与应用，并按照企业规范设计版图的职业素养；培养了学生使用现代先进设计工具的能力和团队沟通能力，为以后工作打下一定的基础。

5 教学内容

随着IC 技术的发展，对集成电路EDA课程教学内容提出了更高的要求。这次为适应科学技术的发展以及对人才培养的要求，我们走访企业、征求用人单位意见，特别聘请企业专家进行技术指导，结合专业培养目标和就业岗位群，我们对EDA课程的教学进行了修订，教学内容进行了调整和充实。

为加强对学生实践能力、创新能力和工程实践能力的培养，将EDA技术理论和实训课单独开设，促进了对学生实际动手能力和分析、设计能力的培养。为了培养学生的创新能力，我们加重了设计性实验、综合实验的分量，加强各种实践环节，使学生通过理论课程的学习和实训课程的实践，基本掌握EDA技术，再通过相应的课程设计将理论用于实践，将理论与设计融为一体，使学生在毕业设计中，既能提高运用所学知识进行设计的能力，又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离，锻炼了学生分析问题、解决问题能力。

6 课程改革中的重点、难点及解决办法

课改的重点：“基于工作过程”的项目式课程开发

难点：项目式教学内容的确定，教材、教学设备的准备，学生对实际生产环境和生产过程的体验和学习，工程实际应用的系统设计。

解决方法：（1）采用全新的教学理念和教学方式，以“必须”“够用”的原则组织教学内容，将教学与EDA工程技术有机结合，设计由浅入深的实验项目，以实现良好的教学效果。（2）根据课程实践性强的特点，加强实验室建设，提倡学生进行自主教学活动。（3）多方面综合考虑，全面优化教学效果。（4）加强校企合作，提高授课教师的理论水平和工程实践能力，让学生进入企业进行生产实习，将教学、实验和科研紧密结合。

7 教学方法与手段

EDA技术涉及面广、实践性强，对教师和学生的要求较高。在EDA技术教学方法上，我们改变了过去以教师为中心、以课堂讲授为主、以传授知识为基本目的的传统教学模式。采用教师讲授与学生实践相结合，理论知识与现实工程问题相结合的灵活的教学方式，留给学生充分的思考和实践时间，鼓励学生勤于思考，把握问题实质，不断提高自己解决实际问题的能力。把“教、学、做”一体化，体现到实处。

讲课时突出重点、难点，注重知识点重组。教学中引入大量的EDA实际例题，重视培养学生的运用知识，解决实际问题的能力，充分调动了学生的学习积极性。

实践表明，采用多元化的教学方法可以取得较好的效果。多元化教学方法包括：（1）交互讨论教学法；（2）目标驱动教学法；（3）开放式自主实践；（4）课外兴趣小组；（5） 鼓励学生参与大学生创新活动。

在课堂教学中，让学生多实践，多动脑、勤思考，才能发挥他们的学习主动性，起到良好的教学效果。

8 结语

通过课程改革，改变了常规的教学模式，以学生为主，教师为辅，再结合多种教学方式，以激发学生的学习兴趣，提高学生的学习能动性，并且重视学生的理论与实践的结合能力，使学生深切感受到学有所用，大大提高了集成电路EDA课程的教学效果。

参考文献：

第7篇：集成电路分析与设计范文

关键词：数字集成电路；PSPICE；反相器

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0033-02

引言：

伪逻辑数字电路是数字集成电路课程教学中的重要部分[1-4]。由于伪PMOS逻辑电路的分析极为复杂，其涉及到反馈电路、有比电路以及各个元件之间的相互影响，在教学的时候不易掌握。老师找不到很好的方法来进行教学，学生听起来也是摸不着头脑。PSPICE软件的引入为伪逻辑数字电路的讲解提供了一个极为有效的辅助手段，其能够给出清晰的物理图像，让学生对电路各个部分的瞬态特性、中间态等特性有清楚的了解，从而帮助学生高效地进行电路的学习。

一、数字集成电路的PSPICE模拟实例

本文以数字集成电路课程中的伪PMOS逻辑电路为例，介绍如何利用PSPICE软件建立相应的仿真电路，并进行静态和瞬态仿真，查看仿真波形，并对结果进行分析。

1.伪PMOS逻辑电路原理。伪PMOS技术构建的反相器逻辑电路如下图1（a）所示：

当输入信号Vin为高电平并且等于Vdd时，PMOS关断，NMOS管导通。此时在Vx和接地点之间存在一个直接通路，形成一个稳定的低电平输出。相反，当输入电压为低电平（0V）的时候，NMOS和PMOS导通都导通。在Vdd和Vx之间存在一个电压分压，产生了一个高电平的输出电压。这个电路具有反向逻辑的功能。和CMOS逻辑不同，伪PMOS逻辑只有上拉网络，没有下拉网络。这样可以减少使用晶体管的数量。

2.电路原理图绘制。PSPICE软件使用Capture CIS进行电路原理图的绘制。Capture CIS窗口截图如图2所示。

在Capture CIS的窗口自上而下分别为菜单栏、仿真栏和原理图编辑窗口，窗口的右侧是电路元件选择栏；其中各个元器件调用时通过点击电路元件选择栏里的Place Part按钮来实现。在Place Part打开元器件库以后，可以手动添加各种不同的电子元件。各大电子元器件公司都提供了支持PSPICE的元件库，可以到各大电子元器件公司的主页上下载。

二、数字集成电路的PSPICE模拟实例

1.伪PMOS逻辑的电压传输特性。本文采用0.25微米工艺参数进行器件模拟。根据工艺参数的要求，在普通数字集成电路的设计中，NMOS一般做最小尺寸设计，也就是NMOS沟道长度Ln=0.25微米，最小沟道宽度Wn一般为最小沟道长度的1.5倍，所以最小沟道宽度Wn=0.375微米。PMOS沟道长度一般也为工艺最小值Lp=0.25微米，这样进行伪PMOS反相器设计的时候，只需要调整PMOS沟道的宽度Wp的大小，这样设计变量大大减小，降低了设计的复杂度。

图3是对伪PMOS逻辑反相器的电压传输特性仿真。图3中标记a、b、c分别对应于PMOS沟道宽度Wp为1.125微米、2.5微米、3.625微米。从图中可以看到：当PMOS沟道宽度Wp小于2.5微米时，输出高电平迅速下降。

可以看到一个伪PMOS逻辑电路存在高电平达不到Vdd的问题。经过多级逻辑的串联，输出高电平信号将逐渐降低。这会导致芯片内部逻辑错误的出现，是不允许出现的。因而必须在两个伪PMOS逻辑电路之间插入一个CMOS反相器来进行电平信号再生。但是也引入了静态功耗和噪声容限降低的问题。

2.伪PMOS反相器的瞬态仿真。图4的瞬态响应表示一个PMOS正在对输出电容充电。假设节点X开始为0V。我们观察到输出开始时充电很快，但在瞬态过程快结束时却很慢。图4中标记a、b、c的曲线分别对应于PMOS沟道宽度Wp为0.75微米、1.125微米、1.875微米。从图中可以看到，随着晶体管尺寸的减少，晶体管等效电阻增加，从而导致X节点的输出高电平迅速降低，这容易导致逻辑错误的出现。

3.伪PMOS反相器的电平拉升。解决电压下降的方法是使用电平拉升电路（图1b部分电路），这是把一个PMOS（Mr）连入反馈电路中。PMOS器件的栅极连接到反相器的输出端，他的漏极连接反相器的输入端，而源极和电源Vdd相连接。假设节点X为0V。如果输入Vin从Vdd翻转到0，Mp只将节点X充电到比阈值电压Vm高的电压水平。然而这足以把反相器的输出切换到低电平，使得反馈器件Mr导通，从而使得节点X和电源Vdd连接。这就大大降低了反相器中的静态功耗。

这在图5中得到证实，图中显示了Mn尺寸固定瞬态响应随着Mr尺寸变化的情况。上半部分是输入梯形信号Vin的波形图，下半部分是输出信号Vx的波形图。图5中标记a、b、c的曲线分别对应于Mr沟道宽度Wp为0.75微米、1.125微米、1.875微米。通过对不同Mr沟道宽度的伪PMOS反相器瞬态特性分析，可以找到最合适的工艺尺寸。从图中可以看到，当Mr的宽度大于1.125微米的时候，下拉Mn无法有效地将电平拉下来，从而节点X的电平被锁定在一个中间电平值，从而导致逻辑错误。

三、结语

本文介绍了PSPICE软件在数字电路教学中的应用。在Capture CIS中建立了伪逻辑反相器电路，并利用PSPICE软件分析了PMOS沟道宽度对电压传输特性和延迟特性的影响，展示了PSPICE软件的强大功能。

本人在数字集成电路的教学中引入了PSPICE软件以后，效果非常显著。学生上课的积极性高涨，教学效果大大提高。

参考文献：

[1]JanM Rabaey，等.数字集成电路[M].第二版.周润德，等，译.北京：电子工业出版社，2010.

[2]Sung-Mo Kang，等.CMOS数字集成电路[M].北京：电子工业出版社，2015.

第8篇：集成电路分析与设计范文

Abstract: Combining with the practical situation and characteristics of the university, based on training target of micro-electronics specialty and from the concept of undergraduate talents cultivation, this paper discussed the cultivating pattern of applied talents from course offering, teaching contents, teachers team construction, experimental teaching practice, and put forward a series of feasible and effective measures, so as to promote rapid development of our new professionals of microelectronics and cultivate application-oriented talents of microelectronics.

关键词: 应用型人才;微电子专业;素质教育

Key words: applied talents;microelectronics major;quality education

中图分类号:G64 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0234-02

0引言

微电子学是在物理学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多种学科基础上发展起来的一门新兴学科,是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校,南京邮电大学建校近50年来,正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展,国内外微电子学人才都十分紧缺,建立微电子学专业,也可为我国的 ASIC设计方面,培养急需的人才[1-6]。在现代科学和技术迅速发展的今天,社会要求大学的培养目标同经济发展的需要相结合,如果培养出来的学生能够适应社会的需求,不仅学生能有用武之地,找到自己的价值和自信,而且学校的知名度也得以提升。因此现今的学校越来越注重某一专门职业的培养,注重培养有能力,有效率的人。因此当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才,也更需要培养大量工程应用型人才。应用型人才培养模式的具体内涵是随着高等教育的发展而不断发展的,“应用型人才培养模式是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标的”。本科应用型是本科层次教育,既有着普通本科教育的共性,又有别于普通本科的自身特点,它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强,是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要,在一定的教育思想指导下,人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式[7]。

1培养应用型人才的措施探讨

培养应用型人才不是单方面的强化和提升,而是涉及到方方面面。比如,学校自身的特点,目标的定位,课程的设置等等,因此,培养应用型的人才可以采取以下措施:

1.1 明确学校和学科的特点和优势每一所高校都有自身的办学特色,每一个学科都有自身的历史传统。只有实事求是地综合分析学校已有的学科基础、特色、优势和不足,才能明确学科发展的科学定位,才能培养出有自身特色的专业人才[6]。微电子专业在我校还是一个新专业,如何把这个新专业做大做强,真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色,是一个值得探讨的问题。根据我校长期为IT行业培养人才和相关院系的基础和优势,设置了以通信集成电路设计为主要方向,并对专业方向的发展作了规划,同时兼顾工艺设计与器件设计。与此同时,确立我校微电子专业人才的培养目标为:根据学校的办学指导思想,树立“理科本科教育以培养应用基础和理工融合型人才为主,在坚持人才培养质量统一要求的基础上,鼓励学生个性化、多样化发展,强化学生的创新精神和实践能力培养”的教学工作指导思想。从教育理念上讲,应用型人才培养应强调以知识为基础,以能力为重点,知识能力素质协调发展。强调学生综合素质和专业核心能力的培养。侧重学科、专业知识的学习和专业能力的培养;培养适应社会主义现代化建设和信息产业发展需要,在德智体诸方面全面发展,具有较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,在拥有微电子学领域内扎实的理论基础上、还具备实验能力和专业知识,具有较强的创新精神和工程实践能力,能在应用微电子学、半导体技术及相关的电子信息科学领域从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作。

1.2 课程设置课程的设置是否合理对应用型人才的培养起到了至关重要的作用,其结构是否连贯、课程安排是否合理直接影响后续的教学培养工作。

1.2.1 课程的设置考虑到应用型人才的特点,必须根据行业的需求来安排和设置课程,在进行课程设置的时候,必须先进行广泛的调研,考虑到社会的实际需求,社会需要什么样的人才,对今后毕业生的去向有充分的了解,了解用人单位的性质,了解用人单位要求毕业生具备什么知识和能力,更重要的是,培养学生自学的能力、解决问题的能力、判断能力和创新能力。在微电子专业正式招生之前,我们组织教师到国内不少高校进行调研,并与多所学校的教师进行了交流。在广泛调研的基础上,我们了解了国内外、省内外的同类专业的发展状况和我校微电子专业的实力、优势及所处的地位,了解到国内外微电子学及集成电路设计人才都十分紧缺,为此,我们提出通讯集成电路和新型微电子器件作为我们的专业方向和特色,并在教学和科研中体现出来。为此,在课程设置上,我们必须在对已经投入适应的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善,将整个学科的课程结构体系,到具体到每一门课程的知识体系,都应该进行优化设计,以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的知识和能力:①掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识,具有较好的人文社会科学基础,并熟练掌握一门外语;掌握微电子学、半导体科学与技术的基本知识、基本理论和基本实验技能;②熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规;了解微电子学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及信息产业发展状况。③具备较好的运用专业知识进行器件设计、集成电路设计的能力,成为工程应用型人才。

1.2.2 理论课程的内容针对江苏省和南京市的集成电路发展特色,以及南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况,适当加强通讯集成电路、新型微电子器件和光电集成的课程,体现专业特色。以能力培养为基础来设计的。在进行社会行业的调查中,首先考虑学生毕业后从事何种职业,然后对这种工作需要哪些能力和知识,根据工作的要求对教学终的课程进行专项的能力和综合能力。在通识基础课中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。学科基础课中设置了数理方程、概率论、信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业基础课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理,这些课程都是基础理论课程,是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到应用型人才的培养,在集成电路与CAD的课程设置上,不同于专业型人才的培养模式,专门设置了16小时的实验,加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中,专门将模拟和数字分开,设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计,这不同于其他院校的课程设置,应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识,加强了学生的集成电路分析和设计的能力。另外还设置了32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验,这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲,已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学,并筹备建立了微电子专业实验室,拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程,在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验;基于以上措施,建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程,涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。

1.2.3 实践课程的内容课程突出职业能力。对于应用型人才来讲,在学习过程中训练学生的职业技能是学生是否成功的关键之一;学习过程重点基于问题的学习,这是培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力的又一关键;学习过程还要培养学生的沟通能力。此外,还拟通过建立微电子专业实验室,开设微电子和半导体测试实验课,在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生。微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业,从集成电路的生成流程来看,其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。作为高等学校,而非生产厂家,不可能具备从前端到后端整个流程的实践条件,为此,我们拟对其中的主要环节开展实践教学。在实践型环节的课程设置中,通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中,设置了软件设计、微电子课程设计等,设计内容都是与本专业紧密相关,全面运用到所学的专业知识。同时建立校外实习基地,使学生能够初步了解芯片生产过程。通过参加国外IC CAD公司的大学计划、购置器件和工艺设计CAD工具,并通过和IC生产企业建立良好合作关系,建立生产实习基地。注重学生与工业界的直接联系。争取在毕业设计阶段,大部分学生的毕业设计都能在企业完成的,而且不少学生的第一个工作就是在所实习和进行毕业设计的单位里找到的。

1.3 师资队伍的建设没有高水平的师资队伍,培养高素质的人才也只能是纸上谈兵。而且本学院的主要任务就是能培养具有良好的学习、工作和创新的高级应用型人才,因此从这个方面来讲,没有年龄结构、学历结构、职称结构合理的高水平师资队伍,也是不能完成高校所承担的任务的。而且针对应用型人才的培养目标,师资队伍本身也要具备能培养应用型人才的能力和水平。

1.3.1 积极培养学科带头人培育创新型人才就要统筹考虑学科直接承担的教学、科研、服务三大职能的关系,加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。以中青年学科(术)带头人的培养为重点,并加大向青年骨干教师和一线教师倾斜的力度,创造一个公开、平等、竞争、择优的用人环境,营造一个和谐、宽松、温馨的工作氛围。学校要为人才成长创造一流的工作和实验条件,打造一个凝聚人心的事业平台,通过培养和引进,形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队,使其在学科建设中发挥突出作用。

1.3.2 在教师中增加培养应用型人才的意识目前,我校的微电子技术系拥有教师7名,平均年龄35岁以下,年轻教师占了90%以上。我们学院的老师都是从大学毕业直接来教大学,导致对学生的培养从源头上还是在按照“理论型”或“学术型”的培养模式在进行。因此,建立既具有深厚扎实的理论知识功底,又具有精通实践,有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的“双师型”教师队伍,培养高层次高质量的实用型、应用型教学人才迫在眉睫。今后学院应把如何培养“应用型教师”作为一个重要目标,来加强师资队伍的建设。在教师中增加培养应用型人才的意识。

积极筹措资金,进一步完善微电子设计、测试实验室,开出更多的实验项目,增加实验组数,鼓励教师在课程教学中增加设计、实验类的课时比例,让学生多动手动脑。鼓励教师积极申报应用型或工程类的项目,这样既可以满足一定的科研工作量,也可以让学生参与到项目中来锻炼学生的从事科研和工程技术类的工作,积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作,给学生提供实习、工作的机会和场所,也可以提高就业率。鼓励教师到国内外高校去做访问学者,积极参加国内外举办的国际会议,从而了解专业的最新发展、前沿问题,并开阔了眼界。设立专款建立青年教师培养基金,资助青年教师开展注重应用类的教学科研工作。在进行教学工作的同时,也与企业界密切合作进行科研工作和技术开发工作,保证自己在理论和技术方面的领先性,在授课时结合自己的研究成果、把新的观念、新的方法、新的理论传授给学生,当自己的研究成果转化为产品后,可以将最新产品和最新技术溶入工业中。

只要通过以上措施,从学科目标、理论课程、实践环节及师资队伍建设等工作常抓不懈,经过一定的阶段,一定会培养出高水平的拥有微电子学领域内扎实的理论基础、较强的创新精神和工程实践能力,从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的应用型人才。

2小结

总的来说,微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。而国内外微电子学人才都十分紧缺,尤其注重某一专门职业的培养。因此我校也更需要培养大量的微电子方面的工程应用型人才。而培养应用型的人才必须采取的措施是:明确我校的特点和优势,以通信集成电路设计为主要方向,同时兼顾工艺设计与器件设计;在课程的设置上,必须根据行业的需求来安排和设置课程,除了基础理论课,也要大大加强实验和上机比例。在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生;同时在教师中增加培养应用型人才的意识,鼓励教师与公司、研究所合作,积极申报应用型或工程类的项目,让学生参与到项目中积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师给学生提供实习、工作的机会和场所。相信通过各方面的工作的配合,一定会培养出高质量的微电子学领域内的应用型人才,为我国的微电子工业做出贡献。

参考文献:

[1]杨宏,王鹤.微电子机械技术的发展与现状.微电子学,2001,31(6):392-394.

[2]严兆辉.微电子的过去,现在和未来.武汉工程职业技术学院学报,2003,15(2):30-34.

[3]李斌,黄明文.微电子技术专业创新教育探索.中山大学学报论丛,2002,22(1):108-109.

[4]刘瑞,伍登学,邬齐荣等.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践.实验室研究与探索,2004,23(5):6-8,23.

[5]李文石,钱敏,黄秋萍.施敏院士论微电子学教育.教育家,2003,(3):11-16.

第9篇：集成电路分析与设计范文

摘要：传统的计算机硬件基础课教学已不适应现代科学技术的发展和社会对人才的需求，本文结合计算机专业的特点，从课程内容、教学体系、教学方法等方面总结了在硬件基础课教学改革中所取得的实际经验和体会。

关键词：硬件基础课；教学改革；整合课程

中图分类号：G642 文献标识码：B

1引言

计算机硬件教学的先修课程是“电路分析”、“模拟电子学”和“数字逻辑与数字系统”。由于历史原因，这些课程大多由电子系开设，是以理论研究为目的的课程体系，存在教学内容陈旧，课程体系老化，理论论述多，占用学时多，前后衔接不好等问题，给后续计算机硬件课的理论教学和实践教学带来了诸多困难和被动。而计算机专业与其他专业相比较，少有的几个优势之一就是对计算机硬件结构的掌握。因此，结合计算机专业的具体情况，在教学体系、教学内容和教学方法等方面对硬件基础课程进行必要的改革就显得尤为重要。

2整合内容、精缩课时

1) 现代科学技术的发展日新月异，计算机技术的发展更是突飞猛进。在大学本科阶段，除了要给学生传授基础理论知识外，还要讲授新技术、新理论，这就使得各高校不断压缩某些传统基础课的课时，增设一些新的课程。在这种形式下，硬件基础课的课程体系和教学内容亟待更新。

2) 课程体系的构建是以理论知识为架构，以实际应用为目标，教学内容则应紧密结合专业核心能力对理论知识的要求。综合时展、专业结构和课程体系的总体考虑，从98年起我们就根据计算机专业的特点，逐渐建立完善了一套硬件基础课的课程体系。首先，在课程内容的组织与建设方面,注重了先修课和后续课程的关系,做到内容上不重复,知识点上不脱节。其次，教学内容力图反映时代的发展，技术的进步。通过编写出版《电路与电子学基础》、《数字逻辑与数字系统》两本教材重新划分课程内容，精缩学时，将原有的64学时的“电路分析”和64学时的“模拟电子学”这两门课程整合为课内48学时、实验20学时的“电路电子学”课程，重新划分、补充了“数字逻辑与数字系统”（课内48学时、实验20学时、三周课程设计）的教学内容。

(1) “电路与电子学”课程。在电路分析部分不再追求研究线性电路的理论体系完整性，删除了部分传统教学内容，只保留直流分析、交流分析和动态电路三大部分。在直流分析中，删掉了“电路分析”教学中关于支路电流法和回路电流法的内容，保留电路系统分析法中的被广泛用于机辅分析的节点电压法。在交流分析中，删除了三相电路内容，而对通信中的谐振电路则详细讲解。动态电路的分析中，只通过一个简单的RC充电回路让学生了解时域分析的基本步骤，而将重点放在三要素法和RC无源微积分电路上。在“模拟电子学”部分，去掉了半导体器件导电原理和反馈的方框图计算法，精简了阻容耦合放大电路（包括多级放大）、小信号动态图解法、差分电路分析等。相应地加强了有源器件MOS管、电流源电路和系统稳定性的介绍，课程着重讲解集成运放的应用。在讲解由运放构成的有源积分电路时，与前面的无源积分电路做比较，这样有助于学生理解并牢固掌握两种电路各自的特点。实践证明，学生在做电子竞赛时对这两种电路的使用都非常恰当。

(2) “数字逻辑与数字系统”课程。教学内容删除了数字电路中各种触发器电路的内部结构和传统设计方法中的设计技巧，精简了中规模器件的内部逻辑介绍，缩减了卡诺图和逻辑简化内容。由于计算机专业的硬件课程“微机原理与接口技术”中将介绍A/D、D/A转换，故这一部分内容就不出现在“数字逻辑”课程的教学中。将教学重点放在各类触发器的逻辑功能触发条件、集成电路外部功能、可编程器件和EDA技术上，要求教会学生如何通过查找器件手册了解器件功能和使用要点。由于计算机硬件中三态门、OC门的重要性，课程加强了对其逻辑功能及应用的举例说明。

(3) 改革组课方式。逻辑门电路是传统“数字逻辑”教学中最难的一章，由于门电路的原理要涉及到电路、模拟电子学等方面的知识，因此在讲述这一部分内容时，必须帮助同学复习有关的知识。在改革课程体系时，我们打破传统的教学体系，将这一部分内容放在“电路电子学”课程中，在讲述半导体器件后引入逻辑门电路，如MOS管可以具有开关和受控源两种类型的功能，根据器件所给偏置条件的不同，在模拟电路中可作为放大器件或在数字电路中作为开关器件。课堂上的师生互动证明，经过这样的调整，学生对有关门电路的问题就很容易理解掌握。通过合理地整合教学内容，改变了过去把电路模型与实际器件（如受控源和晶体管）、开关与放大作用、模拟与数字等研究对象截然割裂的组课方式，而是将它们有机地融合，找出共性和个性，讲清个性，突破难点，这样便于以统一的观点使学生建立完整的概念〔1〕。

3软硬结合与时共进

1) 当前国内计算机专业的普遍现象是“过软”，即强调软件编程，而学生的硬件动手能力非常薄弱。在计算机科学技术飞速发展的今天，计算机系统的软硬件界限开始变得模糊，且采用软件方法来设计硬件， FPGA、VHDL、DSP技术带来了全新设计理念与结构体系，与之相应EDA技术和ISP器件在教学、科研等领域应用越来越广泛。在这种软硬件逐渐融合的背景下，计算机学科的硬件基础课程必须要反映出这种时代的发展。

2)EDA技术分为三级：以PSPICE、EWB、Multisim等为软件平台的仿真分析类辅助设计技术为初级；以MaxPlus II、Quartus II等为软件平台，以FPGA/CPLD为硬件系统目标芯片的电子系统设计EDA技术为第二级；以NC Simulator、Virtuso、Diva等为软件设计开发平台、以集成电路芯片版图设计为目标的ASIC芯片设计为最高级〔2〕。EDA技术的前两级都与计算机硬件基础课密切相关，因此在进行课程体系改革时，应结合实践性教学环节，根据“基础型、应用型、综合型、创新型”的循序渐进的实验课程教学体系，将EDA技术分层次地引入设置在教学中：

(1) 第一级――首先在“电路电子学”教材各章的最后一节给出PSPICE对本章典型电路的仿真实例，教材最后一章加入可编程模拟器件ispPAC。其次，增加了20学时的Multisim仿真及电路设计实验。通过仿真实验，将教学中的难点用直观的图形和曲线表述，降低了数学难度。如通过对模拟放大电路的仿真，可以直接观察到改变电路参数所导致的波形失真，学生就很容易理解并掌握静态工作点变化对放大电路性能的影响。最后，利用仿真平台生动直观方便的特点，让学生掌握先设计、后仿真、再实际的设计方法和理念，在此基础上，将以往的一些验证实验提升为综合设计实验。对每一个实验都要求虚实结合，虚实互动，通过这种训练，极大地提高了设计的成功率。计算机专业的学生取得北京市大学生电子竞赛的3个一等奖，更多的二、三等奖证明，整合后“电路电子学”的教学改革取得了成效。

(2) 第二级――传统的“数字逻辑”课程体系以逻辑代数为基础，采用自底向上（DOWN-TOCTOP）的设计方法，教学内容以门电路－中规模集成电路－大规模集成电路－数字系统为顺序排列。导致学生在学习前面局部知识的时候，缺乏整体系统概念,只会 “搭积木”拼凑式的设计，当后续“组成原理”课程要建立整机、系统这些非常重要的概念时，前面所学的一个个分散的知识点不能被融会贯通〔3〕。现代数字系统的设计以硬件编程语言为基础，采用自顶向下(TOP-TO-DOWN)的设计方法，因此数字电路的教学体系必须重新构建。第二级的EDA技术包含三方面内容：(1)大规模可编程逻辑器件；(2)硬件描述语言；(3)软件开发工具。所以在“数字逻辑与数字系统”的教学体系上，应以逻辑代数与VHDL语言并行为基础，强调自顶向下的设计理念和层次化设计方法，以系统为对象，用VHDL语言描述，在EDA软件平台上，自上而下、逐步细化，最终完成整个系统的设计。依据整体“自顶向下”,细节“自底向上”的教学模式，在教学内容组织上，先给出数字系统的整体架构及逻辑系统的三大部件:存储、处理、控制，让学生有全局、整体的认识。在讲述逻辑系统的每一具体部件时, 仍然遵循“由浅入深，循序渐进”的原则，采用传统的“自底向上”的教学组织方法。在实践教学的综合设计部分中，要求学生必须按照从顶层抽象描述向底层结构描述，最后到可实现的硬件单元描述这一过程进行数字系统的设计。通过这种教学改革，学生的知识结构趋于合理，满足对软硬件结合的人才的需求。

4注重衔接 承前启后

在计算机硬件基础课的教学中，首先应注重介绍该门课程的主要内容、在计算机专业中的地位及与相关课程的关系，激发学生的学习兴趣。其次，应注重与后续课程的衔接。由于当代大学生在入学时就具备了计算机使用的基本知识，因此在授课过程中，要有意识地用计算机硬件电路作为基础课的授课案例。如“电路电子学”课程中，在集成运放构成的比较器一节，就可给出比较器在A/D转换中的应用举例，再指出A/D、D/A是计算机接口中的重要单元电路，这样就埋下一条线索，与后续课程的知识相联系。在“数字逻辑与数字系统”课程中所给出的案例都要尽可能为后续课程使用，如从键盘等引出编码的概念和编码器的作用；在讲三态门时，可进一步给出物理上总线的概念，解释当译码和读写信号设计错误时，CPU访问存储单元数据总线严重冲突会造成死机的原因；在存储逻辑一章，介绍完寄存器队列（FIFO）的逻辑结构后，可让学生设计寄存器堆栈（LIFO）的逻辑电路图。在该课程的实践教学中，所给出的设计题目包括总线缓存器、全加器、键盘扫描电路、硬件控制器等计算机的基本功能部件。通过这种方法引导学生思考，建立必要的知识关联及整体概念，最终达到对计算机硬件系统基本知识融会贯通的目的。实践证明，这种训练对于今后的“组成原理”课程和“嵌入式系统”设计都打下了坚实的基础。

5黑板、多媒体、EDA仿真

高校的教学手段基本都采用多媒体。多媒体图文并茂、生动有趣，但很容易变成另一种形式的照本宣科或“填鸭式”教育。在教学中要综合多种教学手段，注意针对不同的教学内容去寻求最佳的表述方式：黑板＋粉笔、电子教案、实物投影、动画课件、虚拟电路。计算机硬件基础课教学内容多，知识点杂，不容易理解。对于较难理解或学生有争议不明白的问题，传统的“粉笔＋黑板”有其独特的灵活性，既可以表述学生课堂思维的过程，又有利于师生交流互动。在课间让学生自己摆设实物投影，增强学生的感性知识，课间的学习气氛仍生气勃勃。录像CD和动画课件则留给学生自己观看。计算机硬件基础课程的实践性强、信息量大、EDA设计技术应用广泛。在授课时通过EDA仿真将验证实验与理论教学相结合，解决理论与实践的时空分离弊端，通过提问、思考、演示、总结等一系列步骤，循序渐进，调动学生参与教学的积极性，充分发挥学生的主动性。值得注意的是，在此过程中，教师一定要掌控好演示进程，既不能影响教学进度，又要协调好单位时间教学信息量与学生接受理解能力之间的矛盾。

6结束语

硬件基础课的教学改革，涉及课程多、学术性和技术性强，是一项系统工程，需要教师付出不懈的努力，不断学习新技术，及时更新教学内容，完善教学方法，才能更好地提高教学质量，更好地培养适应社会的发展人才。

参 考 文 献