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电子设计工程论文范文1
1电子技术应用于土木工程设计的可行性分析
在设计阶段,土木工程设计的概念直接影响着土木工程的大致雏形。因此,当土木工程设计的概念确定时,无论如何调整具体操作步骤,其最终结果不会有太大变化。目前的设计步骤已经演变为:设计师利用计算机设计出土木工程的大致雏形借助于设计草案建构出建筑物的大体框架进行具体细节的处理和改进。例如,具体的楼层设计,桥梁设计、匝道设计、设施设备等装置的设置等,在施工之前,在系统中输入设计的整体方案,利用计算机庞大的数据信息处理能力等,对工程项目的可行性和合理性进行分析,给土木工程的建设方、施工方、监理方提出具体的建议,提供合理的方案和计划。
2电子技术应用于土木工程设计的招投标分析
利用计算机的数据信息处理能力,在招投标过程中,对工程项目的可行性和合理性进行分析和预测,可以避免决策上的重大失误。
3计算机辅助设计制图及出图计算机制图技术的发展
应用最为广泛的是计算机辅助绘图,简称CAD(如天正CAD、Auto-CAD等)。其中CAD系统如同一个“图形数据库”,它能帮助土建类工程设计师直接从图纸中提取设计信息,并与其他的应用程序进行连接,易于使用,设计周期短。为避免重复操作,可利用CAD预先定义的符号,在制图过程中自动遵守国家制图标准。还可利用绘图软件、图形输入设备、图形输出设备等组成的计算机制图系统进行制图和出图,可做到随时需要,随时制图和出图。如果出图后或会审后,发现设计错误,可利用系统中保留的图纸中各个元件的数据库,使用计算机辅助绘图软件,把要设计的图形再显示在屏幕上,然后利用输入设备(如光标)对设计图形进行编辑和修改。为方便土建类工程设计师做造价、编制工程量清单、编材料清单,每个数据库的信息是可以随时进行调用的,也可送到其他的程序之中。目前,还可结合CAD与GPS全球定位系统,大大提升土木工程施工和开挖过程的工作效率。
4BIM技术的应用
BIM是指建筑信息模型(BuildingInformationMolding),主要源于制造行业集CAD、CAM于一体的计算机集成制造系统CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)理念和基于产品数据管理PDM与STEP标准的产品信息模型。BIM具有模型信息的完备性、关联性和一致性的特点。
4.1解决了当前建筑领域信息化的瓶颈问题建立单一工程数据源,推动现代CAD技术的应用,促进建筑生命期管理,实现建筑生命期各阶段的工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理,对建设项目生命期总成本、能源消耗、环境影响等进行分析、预测和控制。
4.2用于土木工程设计实现三维设计;实现不同专业设计之间的信息共享;实现虚拟设计和智能设计,实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。实现虚拟施工:在计算机上执行建造过程,虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测,包括施工方法实验、施工过程模拟等,为工程优化设计提供了可靠依据。
4.3用于施工及管理实现集成项目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理;实现动态、集成和可视化的4D施工管理:将建筑物及施工现场3D模型与施工进度相链接,并与施工资源和场地布置信息集成一体,建立4D施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。
4.4实现项目各参与方协同工作项目各参与方信息共享,基于网络实现文档、图档和视档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作,进行工程洽商、协调,实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。
二结语
电子设计工程论文范文2
关键词:水利水电工程造价工程造价
水利水电基础建设在国民经济发展中占领十分重要的地位,发挥好这笔资金的经济效益,对促进经济建设有着十分重要的意义。加强水电工程造价管理是项目正确决策的重要根据,水利水电工程造价管理的要害是通过科学的方法和手段确立工程造价。其核心新问题就是价格机制新问题,它也是投资宏观决策和进步项目投资效益的一个核心新问题。工程造价管理中涌现的众多新问题可以借助于信息技巧进行改良,并且可认为工程造价管理领域供给一个跨越式发展的平台。为更好地对工程造价工作进行科学有效的管理,笔者认为应该加强以下几个方面的工作:
1.加强水电工程造价管理,必须完善工程造价管理系统
一要建立一个统一的工程造价管理机构,强化工程造价管理部门的管理职能。加强宏观调控能力,健全工程造价管理的制度和措施;加快法规建设,规范建筑市场,掩护市场主体的合法权益。二要理顺各种工程造价管理主管部门的关系,建立各部门定期的和谐接洽制度,使工程造价管理的标准和指标能够更好地连接、配套。从政府组织管理逐渐过渡到行业协会管理,勉励设立专业的工程造价咨询中介机构,国家部门对政府和非政府投资离开管理。
2.加强水电工程造价管理,必须建立统一的工程造价信息网
目前国内许多地区建立了当地的工程造价信息网站,一般都是按照当地的习惯来划分工程分类、材料分类、材料编码以及指标和价格等,对全国的应用者来说存在众多不便。从发展的角度来看,根据工程类别划分,统一信息采集标准,统一信息编码,统一口径内容,统一数据库解决方案,建立全国统一的工程造价信息网是信息技巧在工程造价管理领域利用的必定产物,也是造价工作者们所期待的。该网站应供给全国各地的工程造价信息,包含建材价格信息、造价指标、行业动态以及文件法规等等。它不但有利于应用者查询、分析和决策,更有利于国家主管部门履行统一的管理和和谐,使得工程造价管理统一化、规模化、有序化。
3.加强水电工程造价管理,必须打造工程造价网络市场操作平台
利用信息技巧建立工程造价网络市场操作平台,在网上建立虚拟的建材市场,网络管理,开辟网上定购等电子商务利用。从世界领域来看,推动建筑业管理网络化、主动化、电子化和全而信息共享已是大势所趋,建立在现代通信网络基础上的视频会议网络将成为建筑业信息化的重要组成部分,而得到各单位的器重,因而实现网络招投标工作也成为一种必定趋向。在这个操作平台上,可按照这样的程序实行摘要:招标公告、投标单位网上报名、对投标单位的资格预审、随机抽取专家评委、网上递交标书、网上开标、评标、定标,合同管理。这样不但做好了招投标工作,而且加大了管理的公平性、公平性、透明性,更利于工程造价管理领域的健康发展。
4.加强水电工程造价管理,必须完善工程造价管理网络系统
工程造价管理网络系统的功效,不能仅限于运用造价软件、套定额、做预算,还应开发后台对各类信包进行统计、分析和初步处理的功效;管理终端数据库应具有全而收拾、综合处理的功效;前台应利用wed服务器、路由器连接到互联网上,能够分门别类地各类信息。即工程造价信息网络系统是以实现建筑产品从方案设计、施工管理到运营全过程主动化为目标的,而工程造价管理是作为贯穿建筑产品过程各层面的一个完整的管理系统。工程造价管理网络系统的建立,应遵守统一原则、标准化原则、网络化原则、智能化原则。由于专业性、政策性强,工程造价管理网络系统应由国家成立专门组织,由其牵头,和各有关部门通力合作共同开发。统一对系统进行开发、掩护、信息更新,制定网络章程,要打破部门和处所界限,互相支撑,科学分工,减少重复,施展整体优势,建立健全网络服务机构。
电子设计工程论文范文3
关键词:创造工作;能力培养;途径探索
近年来,电子信息工程专业的本科毕业生多数都应聘于电子信息行业的公司和企业,以及对应的研究机构。这些用人单位要求学生除了具有扎实的专业理论基础和实践综合应用能力外,更要具有一定的创造性工作能力。教育改革的主导方向就是适应社会需求,实现培养目标,据此,学校在新培养计划中增添了8个学分的创新创业教育平台,该平台设置了理论和实践两个方面内容与之相适应,同时在电子信息工程专业教学方面除了系统完成所需较宽口径的专业基础知识教学外,也有针对性地给出了培养创造性工作能力配置的课内外对应强化训练项目。这是培养“知识+能力+创新”型实用专业人才的必然要求,同时也是学生求职就业发展的现实需要。因此,针对我校电子信息专业培养目标和现有资源条件,通过追求高素质教师队伍、有效利用课内外各种实践教学活动、合理设置相关内容,系统地、有目的地强化创造性工作能力培养的教学,针对培养途径、内容及相关结构进行系统多方位、多角度的优化设计、合理调整和有效管理,并展开了一系列研究、探索及实践活动。
一、建设高素质的教师队伍
教师本身的素质和能力对学生的创造性工作能力培养起着至关重要的作用。为此我校通过走出去请进来等各种途径刻意选拔或培养高素质和能力的教师,切实从科学研究、教学方法、教育理念和心理等方面提高教师素质和能力,建设开拓性(善于发现新知识、创立新技术)、普及性(善于总结前人知识和方法并消化整理传授于学生)、全才性(前两者兼备)完美结合的教师队伍。
二、配置的课内实习实训
1.认识实习
为期一周的认识实习一般安排在专业课即将开始的第二学期,通过参观省内大中型企业的自动化生产过程、省内有关研究所或设计院管理和研发部门、科技城和电子市场,听取工程技术人员或企业管理人员或专家有关技术和管理、新开发、新技术、新发展方面的报告,了解电子信息工程专业发展前沿的新技术、新产品、新应用情况,认识一些常用的电子元器件、设备及常用集成电路,并了解其应用情况;了解计算机和电子产品市场及本专业人才需求情况;使学生对本专业有关的企业生产管理、工业控制过程、各类电子设备的研究、设计、应用、制造、开发和电子行业的发展前景有一定的感性认识。明确学习目标、激发学习热情、开阔专业视野,为今后的创造性工作能力培养奠定基础。
2.教学实习实训
教学实习实训是我校电子信息专业教学培养计划的一个重要的技术性工具使用及应用的实训,两方面内容包括:可视化开发工具――VB6.0设计应用方法和Protel99_Windows95/98环境下的EDA电子辅助设计应用方法。在教学过程中融入创造性工作的理念,采取学生自学制作为主、教师实时指导为辅的方式,根据实际工程需求,布置对应的制作课题,充分发挥学生自身多方面素质能力,不设标准结果,以完成制作的技术含量、质量、合理性、独特性评价成绩,很好地激发了学生的各自潜能,最大限度地培养了学生自学、掌控、总结、发挥和创新的工作能力,也更加充实了学生工程实践能力培养内容。
3.生产实习实训
生产实习实训是电子信息专业教学计划中综合训练工程实践能力的重要实践环节,是强化本科生创造性工作能力培养的另一个重要途径,也是帮助培养“知识+能力+创新”型实用专业人才的一种十分重要的教学形式。在生产实习实训中,学生能在综合运用所学知识、解决本专业实际问题能力方面得到系统性的训练和培养,同时获得“设”“装”“调”“校”“修”的技能和能力。我们根据各年度省和国家电子设计竞赛题或联系厂家的实际情况选取了导性生产实习内容或集中制作一批电子竞赛制作中可能涉及的一些平台或接口设备。通过完整的设计、制版、焊接、编程、组装、校调、报告等系统工作以及在生产并维修一些用于实验、课程设计和综合实验的实验设备等具体工作过程中,强化了创意、组织、协作等各方面创造性工作能力的培养,同时也提高了教师的实践组织能力和实践教学水平。在学校本科评建期间展示的学生制作的多样化产品深受全国评建专家的好评。
4.专业综合实验
电子信息工程专业综合实验是综合多门专业课并以多门基础课、专业基础课为基础的实践环节,是为解决本专业的核心知识应用问题而进行的综合性实验训练,旨在提高学生在MCU及传感器对外部过程参数进行测量、转换、处理的硬、软件设计和编程能力;以MCU为核心的嵌入式系统的设计能力;MATLAB等仿真技术在通信和信息处理等应用能力。
三、配置的课外实践环节
1.开放实验室项目
为适应教学改革和人才培养需要,切实强化学生的实践能力、创新能力以及创造性工作能力,同时提高实验室教学资源利用率,从组织形式、经费支持、开放实验项目等方面给出了实验室开放的具体安排。学生可以结合大学生创新实验活动自行选择或教师规定开放实验室的实验内容,并给出了完成形式,由学校组织统一验收。
开放实验室为专业课程设计的实训二次开发创新奠定了必要的基础,提供了良好的条件,能够进一步强化动手能力和技能、巩固理论知识,加深基本理论和基本概念的理解;真正提高发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力;激发学习、研发兴趣,有效启迪创造性思维;极大地给了学生发挥和创新的空间;亲身体验自身组织设计工作过程,提高综合运用所学知识分析处理工程实际问题的能力;培养科学严谨的工作作风和协作精神,提升专业工作综合素质,为学习后续专业课程以及电子信息专业的工程技术工作和科学研究奠定坚实的基础。
2.创新创业教育平台的理论和实践配置
(1)电子设计竞赛赛前的理论指导
学校在新培养计划中增添了8个学分的创新创业教育平台,该平台设置了理论和实践两个方面内容,电子信息工程专业在创新创业教育理论平台开设了电子设计竞赛赛前指导理论部分课程,以实现电子设计竞赛所涉及的专业知识,综合运用集中针对性教学目标。
理论课程以全国大学生电子设计竞赛赛前系统培训为主,结合具体的全国大学生电子设计竞赛历年的题目和设计方案,内容涉及各类题目的分析方法、常用元器件及设备、开放设计软件语言编程调试与使用、制版和制作、装配及调试、重点单元功能电路的设计与应用、单片机最小系统设计制作及准备、可编程逻辑器件系统设计简介、系统设计的综合训练、电子设计竞赛设计与总结报告写作、电子设计竞赛过程及参赛演示应注意的问题。将竞赛内容相关的课程内容有机结合并应用,讲练结合,使学生在理论上具备设计开发制作电子系统的能力。
(2)电子设计竞赛和创新创业大赛等竞赛
电子设计竞赛和创新创业大赛等竞赛是强化培养学生各种实际能力尤其是创造性工作能力最有效的途径。我校为此已将电子设计等竞赛纳入正式的课外教学实践活动,并给出了竞赛奖励创新学分的机制。第六学期开展面向全校学生的校电子设计竞赛(为期3周),也是省或国家参赛队的遴选,第七学期或是省电子设计竞赛或是全国电子竞赛(都从暑假的后2周开始集训至竞赛结束),不仅加强训练强度也为取得良好的竞赛成绩提供了必要保证。电子设计竞赛和创新创业大赛作为培养学生实践动手能力和创新能力的一个大平台,教师和学生综合素质、实践技能、应变能力以及团队协作精神得到了极大提高,由于参赛学生得到了社会选材的认可,成了抢手人才,因此参赛学生人数急剧增加,积极性日益提高。更由于竞赛内容100%为综合性和设计性实践,学生通过参赛训练的过程,在软、硬件知识综合应用,新技术、新元件应用,创新意识以及创新能力等方面都得到了实质性的提高,一批具有创造性工作能力、高专业素质的优秀学生脱颖而出。而且对于所有参赛的学生,无论获奖与否,都在方案论证、系统设计与调试、新器件的选用及创新能力与协作精神等方面得到了全面提高。此外,培养学生撰写科技论文也是强化培养学生创造性工作能力的一条很好途径。竞赛的过程和内容同时也为学生撰写科技论文提供了很好素材,奠定了写作科技论文的基础。
总之,合理设置相关课程,有效利用开放实验室、专业综合实验、各种实习实训和及电子设计竞赛等实践环节,能够有效强化培养电子信息工程专业学生的创造性工作能力,是适应当代电子信息类专业发展的需要,更是实现“知识+能力+创新”型实用专业人才培养目标的有效途径。涉及心理品质+健康体质+广博知识+创新才能的创造性工作能力培养任重而道远。
参考文献:
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[2]袁悦.大学生创新能力培养和提高的途径探索[J].上海金融学院学报,2012(9).
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[4]胡升平,宋跃,余炽业,等.加强综合设计性实验指导提高学生创新能力[J].东莞理工学院学报,2007(4).
[5]张庆林.创造性研究手册[M].四川教育出版社,2002.
电子设计工程论文范文4
1.1促进专业实践课程体系完善
电子设计创新实训室的建设促进了专业实践课程体系的完善,主要是由于该实训室的建设,在修订培养计划时,可以增加选修实验项目和课程设计门数,从而完善了专业实践课程体系,促进了学生实践能力的培养。选修实验主要是一些综合实验和设计实验,通过选修实验可以给学生提供更多的参加实践活动的机会。比如在制定电子专业的培养计划时,可以增加“传感器技术”“、单片机原理与应用”等课程设计内容,在进行课程设计教学时,学生可以自主选择题目,独立构思和设计,遇到问题自己解决,教师只是起引导作用。这样的学习模式,增加了学生学习的主观能动性,提高了学生独立解决问题的能力,促进了实践教学的发展。另外,学生还可以利用该实训室完成毕业论文的设计,可以由校外的相关企业出题,校外工程师和校内教师共同执导学生的毕业论文,培养学生的动手能力、提高他们的专业技能和创新开发能力。
1.2促进双师型师资队伍建设
电子设计创新实训室的建设促进双师型师资队伍建设,这主要是因为学生在参加创新实践活动或者是设计比赛时,比如智能汽车设计竞赛,高职院校都会给学生定期安排指导教师,对学生进行辅导。对于辅导教师的要求较高,要求他们既具有扎实的理论基础,同时还要具有丰富的实践经验,工程实践能力及创新实践能力较高。为此,为了提高教师的教学能力,学校会定期安排相关教师参加一些大型企业或者是国内名校参加工程实训人才交流活动或者是相关学科的学术交流活动,促进双师型师资队伍建设。
1.3促进高职院校专业特色的形成
电子设计创新实训室的建设,促进了高职院校形成自己的专业特色。学校建设实训室之后,大一新生也可以参加实验室的实践教学活动,由高年级的师哥、师姐对他们进行指导,传授知识和技术,包括怎样识别各种类型的电子元器件、设计和制作简单电路、焊接等,同时还可以培养他们的团队合作意识,形成特色的教学模式。另外,通过建设实训室,学生可以在高仿真的条件下进行锻炼,提高他们的实践能力,还可以完成教师的一些子课题和企业的攻关项目,使培养的学生“就业有优势,就业有能力,持续发展有空间”,形成自己的专业特色。
1.4促进高职院校学生设计与创新能力
实践是检验真理的唯一试金石,由此可知,实践环节是检验学生综合运用知识能力和工程设计的重要环节。通过实训室,学生可以参加教师的科研,参加各种竞赛、科技创新项目、校外企业的科研项目等,为学生的毕业论文设计做前期铺垫。所以,电子设计创新实训室的建设,提高了高职院校学生的设计能力和创新能力。
2电子设计创新开放实训室硬件建设
2.1硬件建设设计宗旨
电子设计创新开放实训室的硬件建设的设计宗旨就是提高各学科学生之间的交流,保证创新活动的持续开展,提搞学生的学习积极性,培养他们的实践、创新能力。
2.2硬件建设方案构建目标
电子设计创新开放实训室的构建目标如下:第一,打破专业划分和学科界限,开设跨学科和专业的创新型、综合型实训项目,吸引全校学生到实训室参加实训活动。第二,根据不同层次的学生需求,确定开放实训室的开放程度和项目类型。第三,实训室的开放内容要实施“讲求实效、形式多样”的原则。
2.3硬件建设具体实施
实训室的建设是为了满足学生实践的需要,所以根据学生实验的要求,要提高一些硬件设施,其硬件设施包括数字信号源、数字示波器、电子实训工作台(含稳压电源等)、元件柜、数字万用表、雕刻机、高配置电脑、电路板制作机、频谱分析仪、控温焊台等。该实训室建设可以按照满足最低5组学生同时做研究配置,其中测试工具、编程设计工具、焊接工具及装配工具每组学生分配一套,所以每个实训室配备5套即可。
3实训室构建软件建设
3.1教学目标管理
高职院校的培养目标是培养具有专业技能的应用型人才,所以实训室的建设要以提高学生的就业为导向,全心全心为学生服务,提高学生的电路设计等方面的职业能力,充分体现出职业教育的特色,满足社会不同层次的人才需求。所以,实训室要和职业职业岗位需要相互联系,通过岗位实务训练,巩固基础理论知识、提高实践应用能力和综合职业素质,达到职业资格证书认定的标准。另外,为了加强教学和企业之间的联系,实训室还可以开展一些应用项目研究、科技咨询和产品开发等服务活动,可以让学校更好的了解企业的用人需求,有针对性的对学生进行培养,使职业教育更好地满足社会对技能型人才的需求。所以,实训室既是学生巩固基础知识和提高职业素养的场所,更是可以作为联系学校和企业的纽带。
3.2实训室开放性管理
实训室实行开放的管理制度,全天候对学生进行开放,并为学生提供相应的配套管理服务,制定实训室的管理办法。首先,制定日常卫生、电子元器件使用申请、安全管理、设备使用等各项制度。然后,管理模式以学生自主管理为主,教师的管理为辅。学生开展自主管理,比如关窗、断电、关好水龙头等,教师负责实训室日常管理,并对实训室安装监控设备,全面进行监控。
3.3网络化管理
由于高职院校电子专业的实训课课时较多,面对如此多的学生的人数和实训设备,怎样对实训设备进行管理,合理安排实训室使用时间,提高设备的使用率和教学效果,是学校管理层面对的一个重要问题,亟需解决。随着科技信息技术的发展,利用数字化的校园网络,对学校实训室进行网络化管理可以解决上述问题。以校园网为依托,结合管理实训的特点和需要,开发设计实训管理信息化系统。通过实训系统的建设,可以实现对电子设计创新开放实训室的网络化管理,采用网上预定的方式安排实训时间,提高仪器设备的使用效率;共享优质实训教学资源,提高实训教学管理质量;节约实训教学成本,减少仪器设备的重复购置;并对其他专业的开放性实训室的信息化管理具有一定示范和带动作用。
3.4培植优秀双师型师资队伍
教师团队是学校提高教学质量的重要保障,所以为了提高高职院校实训的教学质量,要培植优秀的双师型的教师队伍。建设一支具有现代教学理念和熟悉行业实践教学能力过硬的实践教学师资队伍。主要从以下两方面进行,一是,从大型企业中选聘一些优秀的电子方面的技能人才,如技师、电气工程师和管理人员,经过教学业务的培训成为实训教师。另一方面,学校定期选派一些教师到企业进行顶岗实习,获得电路设计等实践经验,鼓励他们参加一些职业技能的认定和等级考核,获得相关证书。同时学校还可以外聘一些兼职教师,兼职教师可以向学生传授更多的社会实践的专业知识,弥补实训基地中师资结构不合理的缺陷。
4总结
电子设计工程论文范文5
关键词:集成电路版图CAD;实践教学;课程实验;课程设计
Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course
Shi Min, Zhang Zhenjuan, Huang Jing, Zhu Youhua, Zhang Wei
Nantong University, Nantong, 226019, China
Abstract: In this paper, the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode, the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile, other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum, were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words: Computer Aided Design of IC layout; practice teaching mode; course experiments; practicum
目前,高速发展的集成电路产业使IC设计人才炙手可热,而集成电路版图CAD技术是IC设计人才必须具备的重要技能之一。集成电路版图CAD课程是我校电子科学与技术专业和集成电路设计与集成系统专业重要的专业主干课,开设在大三第二学期,并列入我校第一批重点课程建设项目。本课程的实践教学是教学活动的重要组成部分,它是对理论教学的验证、补充和拓展,具有较强的直观性和操作性,旨在培养学生的实践动手能力、组织管理能力、创新能力和服务社会能力。结合几年来的教学实践,笔者从本课程实验、课程设计、课外科技竞赛等实践环节的设计工具、教学内容设计、教学方法和教学手段、师资队伍建设以及考核管理等方面进行总结。探讨本课程实践教学模式可加强学生应用理论知识解决实际问题的能力,提升就业竞争力,对他们成为IC设计人才具有十分重要的意义。
1 版图设计工具
集成电路CAD技术贯穿于集成电路整个产业链(设计、制造、封装和测试),集成电路版图设计环节同样离不开CAD工具支持。目前业内主流版图设计工具有Cadence公司的Virtuoso,Mentor Graphics公司的IC Flow,Springsoft公司的Laker_L3,Tanner Research公司的L_Edit和北京华大九天公司的Aether等。这些版图设计工具的使用流程大同小异,但在自动化程度、验证规模、验证速度等方面有所差异,在售价方面,国外版图设计工具贵得惊人,不过近年来这些公司相继推出大学销售计划,降低了版图设计工具的价格。高校选择哪种版图设计工具进行教学,则视条件而定。我校电子信息学院有2个省级实验教学示范中心和1个省部共建实验室,利用这些经费,我们购买了部分业内一流的EDA工具进行教学和科研。目前,我校版图设计工具有北京华大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 两种相辅相成的实验教学模式
我校集成电路版图CAD课程共48学时(理论讲授24学时、实验24学时),实验环节是本课程教学的重要部分,在有限的实验教学时间内既要完成教学内容,又要培养学生创新能力,需要对实验教学模式进行改革和创新。本课程实验教学的目的与要求:与理论教学相衔接,熟练使用版图设计工具,学会基本元器件、基本数字门电路、基本模拟单元的版图设计,为本课程后续的课程设计环节做准备。紧紧围绕“一个规则(版图几何设计规则)、两个流程(版图编辑流程和验证流程)、四个问题”这条主线设计实验内容[1,2]。要解决的4个问题分别是:(1)版图设计前需要做哪些准备工作?(2)如何理解一个元器件(晶体管、电阻、电容、电感)的版图含义[3,4]?(3)如何修改版图中的几何设计规则检查错误?(4)如何修改版图和电路图一致性错误?表1为本课程实验内容、对应学时及对应知识点。笔者设计了两种相辅相成的实验教学模式:系统化实验教学模式和实例化实验教学模式。系统化实验教学从有系统的、完整的角度出发设计了实验教学内容,如设计实验3(数字基本门电路版图阅读)时,安排了5学时,采用3种版图阅读方式:读现有版图库中的单元电路版图、显微镜下读版图和读已解剖的芯片版图照片。针对同一内容,采用不同形式,彼此类比,加深印象,既有实物,又有动手操作,增强了直观性和感性认识。又如设计实验5(模拟单元MOS差分对管版图设计)时,安排了5学时,从器件匹配的重要性入手,给出MOS差分对管的电路图,讲解具体器件的形状、方向、连接对匹配的影响,特别是工艺过程引入器件的失配和误差,对MOS差分对管的3种版图分布形式(管子方向不对称形式、垂直对称水平栅极形式、垂直对称垂直栅极形式)进行逐一分析,指出支路电流大小对金属线的宽度要求,对较大尺寸的对管,采用“同心布局”结构。实例化实验教学先提出目标实例,围绕该实例,设计具体步骤,教师先示范,学生再模仿,如设计实验7(集成无源器件版图设计)时,由于集成电阻、电容和电感种类很多,不能面面俱到,要求只对多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件进行版图分析和设计。课堂实验的内容和课时是有限的,为此我们设置了课外实验项目,感兴趣的学生选取一些实验项目自己完成,指导教师定期检查。学院开放了EDA实验中心(2007年该中心被遴选为省级实验教学示范中心建设点,2009年12月通过省级验收),学生对本课程很感兴趣,课外使用EDA实验室进行自主实验相当踊跃。通过上述的实验教学方法,特别是课外实验项目的训练,学生分析问题、解决问题的能力和科研素养得到了提高。
表1 课程实验内容、对应学时及对应知识点
表1(续)
4 基于0.6μmCMOS工艺的数字门电路版图设计 5 理解上华华润0.6 μm硅栅CMOS几何设计规则;学会CMOS反相器、传输门、与非、或非等基本门电路版图设计;DRC检查。
5 基于0.6 μmCMOS工艺的MOS差分对管版图设计 4 MOS差分对管版图设计,包括匹配原则、同心布局等,DRC检查。
6 版图电路图一致性检查 3 掌握LVS流程、LVS错误修改。
7 集成无源器件版图设计 3 多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件版图设计。
3 改革课程设计环节
课程设计是本课程培养学生工程应用能力的综合性实践教学环节,时间2周,集中指导,提前1个月发给学生任务书和指导书,每个班配备2名指导教师,注重过程控制。笔者在教学内容、考核等方面进行了改革和创新:在教学内容设计上,给出了必做题和选做题,在选做题中要求每位学生完成数字电路版图1题和模拟电路版图1题,具体题目由抽签决定,做到1人1题,避免学生抄袭。考核成绩由课程设计成果(占50%)、小论文(占30%)、答辩(占20%)三方面综合给出。以往的课程设计报告改为撰写科技小论文,包括中英文题目、中英文摘要及关键词、引言、电路原理与分析、版图设计过程、分析与讨论、结束语和参考文献,让学生学习如何撰写科技论文。精选优质小论文放在本课程网上学习资料库里,供学生相互传阅和学习。课程设计答辩具体要求参照毕业设计(论文)答辩要求,包括准备PPT讲稿、讲解5分钟、指导教师点评等过程,每位学生至少需要10分钟时间。学生对课程设计答辩反映相当好,锻炼了语言组织和口头表达能力,而且相互间可以直接交流和学习。我们还挑选课程设计成绩优秀的学生参加校内集成电路版图设计大赛。虽然课程设计的改革和实践需要教师付出很多精力和时间,但我们无怨无悔,学生的认可和进步是我们最大的收获。
4 精心指导学生参加课外科技竞赛
目前我校学生参加的集成电路版图设计竞赛有校级版图设计大赛以及行业协会和企业组织的版图设计竞赛等。由校教务处主办,电子信息学院承办的南通大学版图设计大赛是校级三大电子设计竞赛之一,每年8月底举行,邀请集成电路设计公司一线设计人员和半导体协会专业人士担任评委,增加了竞赛的专业性和公正性,目前已经举办了6届,反响不错。从校级版图设计大赛获奖者中挑选一部分学生参加行业协会和企业组织的版图设计竞赛,如苏州半导体协会主办的集成电路版图设计技能竞赛、北京华大九天公司主办的“华大九天杯”集成电路设计大赛,其中“华大九天杯”集成电路设计大赛将挑选优秀获奖学生参加华润上华的免费流片,学生经历从电路设计、版图设计及验证、流片到测试各个环节,提高了综合训练能力。
5 加强师资队伍建设
要提高课程实践环节的教学质量,关键是指导教师要思想素质好,专业理论知识强,科研水平高,因此我们着力建立一支年龄结构、职称合理的实践教学队伍。目前很多年轻教师是从校园走向校园,毕业后直接上岗指导学习实践,缺少工程实践经历和经验。为了提高教师自身的业务水平,加强对年轻教师的培养,近十年来,我院每年暑假举行集成电路CAD技术实践培训班,由经验丰富的教学、科研一线教师主讲;不定期地邀请一流IC设计公司一线设计人员来院开设讲座;同时挑选年轻骨干教师到一流IC设计公司学习和实践,时间至少半年以上;现已聘请IC设计公司一线设计人员6人为兼职教师,指导课程设计和毕业设计。集成电路CAD技术日新月异,课程实践环节师资队伍建设必须与时俱进。
6 结束语
我校电子科学与技术专业、集成电路设计与集成系统专业2012年被评为省重点建设专业,也是江苏省首批培养卓越工程师的专业。集成电路版图设计是这两个专业卓越工程师培养计划的重要内容之一,总结和探讨集成电路版图CAD课程实践教学意义重大,今后我们要继续推进该课程实践环节的建设与改革,不断探索,为我国集成电路设计人才的培养而努力奋斗。
参考文献
[1] 施敏,孙玲,景为平.浅谈“集成电路版图CAD”课程建设[J].中国集成电路,2007(12):59-62.
[2] 施敏,徐晨.基于九天EDA系统的集成电路版图设计[J].南通工学院学报:自然科学版,2004,3(4):101-103.
电子设计工程论文范文6
关键词:LabVIEW SQL;Server2008;LabSQL心电数据库
中图分类号:R318 文献标识码:A
1引言
传统的心电图诊断系统主要由三大功能模块组成:心电信号的记录、分析和诊断结果表述。在以往的临床经验中,这三大功能通常由手工完成,并完全依靠医生的临床经验[1]。随着虚拟仪器技术的发展,人们可以通过虚拟仪器来实现心电图的信号处理、结果表达,从而解决传统心电图诊断方法中数据处理、表达、传输、存储等方面的问题。LabVIEW作为虚拟仪器技术常用的应用开发软件,能够充分利用计算机的软硬件资源,具有编程简单、结果直观等特点,与数据采集卡结合可以建立良好的数据采集系统[2,3]。随着心电采集技术的发展,很多对采集系统的拓展工作已经可以实现心电数据的处理和应用,包括诊断系统的开发以及通过与网络技术结合实现远程心电监护等方面[4-6]。但是,这些拓展应用中,主要侧重于心电数据的采集、处理、网络传输等,较少关注心电数据的存储技术与管理。
数据的存储与管理、维护是信号采集系统的重要组成部分,数据库技术与LabVIEW虚拟仪器的结合,一方面可以利用数据库强大的数据管理能力,另一方面可以发挥LabVIEW在信号采集上的优势,从而实现大规模心电数据的有效管理和维护。目前,四大权威心电数据库[7]均为欧美国家建立,国内在基于大规模人群的心血管流行病学调查分析方面同样开展了相关研究工作,致力于构建国人自己的心电数据库[8-10]。大规模心电数据库的建立离不开工程实现技术,在虚拟仪器技术与心电信号采集系统结合的趋势下,基于虚拟仪器技术平台设计心电数据库在工程实践上有很重要的意义。
本文介绍基于LabVIEW心电信号采集平台的心电数据库设计。在LabVIEW环境下,搭建了基于LabSQL与SQL Server的心电数据库系统,一方面利用LabSQL建立LabVIEW和SQL Server数据库管理系统之间的连接,实现LabVIEW与SQL Server之间的心电数据传输,方便心电数据的存储,另一方面设计了心电数据库基础表及数据表间关系,为心电数据的管理提供了便利。该系统已成功用在基于LabVIEW的心电数据采集系统研发中。基于LabSQL和SQL Server的数据库设计方法具有通用性,可方便地推广到与LabVIEW结合的数据采集和管理系统中,具有良好的工程应用价值。
2基于LabSQL的数据库连接
2.1基于LabVIEW的心电采集系统简介
速度快、性价比高等优点[13]。SQL Server在电子商务、数据仓库和数据库解决方案等应用中起着重要的作用,能针对数据库中的数据提供有效的管理,并有效地保证数据的完整性和安全性。
3.1数据库设计
临床实践中,心电图可以作为诊断心脏类疾病检测的主要手段。心脏类疾病的发生与病人的年龄、性别、个人史、其他疾病等有关[10]。因此,病人的基本情况是心电数据库中重要的一部分。作为基于LabVIEW心电采集系统的一部分,心电数据库主要数据表的设计需要满足采集系统需求。同时,数据表的设计还需要参考标准心电数据库PTB(PhysikalischTechnische Bundesanstalt)中病历的临床摘要。PTB数据库是心电研究中常用的标准心电数据库,具有十分重要的参考价值。
基于上述分析,心电数据库可以划分为三个表。
1)病人基本信息表(Patient)
病人基本信息表如表1,主要用于记录病人的各项基本信息。其主要数据结构和数据项如下:病人的病历号、性别、年龄、检查原因等,其中病人病历号码具有唯一标识性,被选作该表的主键。主键是指在数据表中能唯一标识表中每个数据行的一列或者多列。一个数据表只能有一个主键,并且主键列不允许取空值。SQL Server 会自动为主键创建索引。在使用主键时,该索引可以加快访问速度并有助于实现数据的唯一性。
4结束语
在LabVIEW环境下,利用LabSQL工具包的相关子VI模块,实现了与SQL Server 数据库的连接,并将数据存储在专门设计的心电数据库中,搭建了完整的心电数据采集和管理系统。该系统包含病人的基本信息和心电数据记录,有效地实现了大规模心电数据输入和管理的自动化。该心电采集系统及心电数据库的建立,为心电数据的临床分析和集中研究提供便利。
参考文献
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[3]秦鑫,高凤梅,龙云玲.基于LabVIEW的心电测量系统[J].河南科技学院学报.2008,36(2):92-94.
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[8]杨啸林,张靖,徐铖,等.基于大规模人群调查的心电数据库的构建[J].中国生物医学工程学报.2010,29(3):326-330.
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[10]阴玺.心电远程监护系统的数据库系统设计与数据压缩算法研究[D].重庆:重庆大学硕士学位论文.2007.
[11]靳贺敏.基于LabSQL的LabVIEW数据库访问技术[J].福建电脑,2010,3:62-63.