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【内容摘要】eda技术课程实验教学往往是以验证性实验为主，这样很难使学生产生浓厚的学习兴趣，也不利于提高学生分析问题和解决问题的能力。为此在实验内容的安排上，采用了渐进式的方式，把实验项目由简到难分为基础性、提高性、课程设计和毕业设计四个阶段，以及针对不同阶段采用了不同的评定标准。实践教学证明:这些实验项目的设置有助于启发学生的创造性思维，也极大地提高了学生的工程实践能力。
【关键词】EDA技术;实验教学改革;创新能力培养
一、引言
进入21世纪以来，随着我国电子技术的不断发展与进步，电子系统的设计方法发生了很大的变化，传统的设计方法正逐步退出历史舞台，而基于EDA(ElectronicDesignAuto-mation，电子设计自动化)技术的芯片设计正在成为电子系统设计的主流。大规模可编程逻辑器件FPGA(FieldProgram-mableGateArry)和CPLD(CompexProgrammableLogicDe-vice)是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路(Appli-cation－SpecificIntegratedCircuit，ASIC)。随着EDA技术的发展，使用硬件语言设计CPLD/FPGA成为一种趋势。硬件描述语言是一种用形式化方法描述数字电路和系统的语言。利用这种语言，数字电路系统的设计可以从上层到下层(从抽象到具体)逐层描述自己的设计思想，用一系列分层次的模块来表示极其复杂的数字系统。进行FPGA设计的第一个阶段是使用硬件描述语言编写代码，代码的编写主要是为了实现系统的功能，代码编译(即检查代码语法是否正确)通过后，进入第二个阶段，即时序仿真，这一步主要是在功能上再一次进行验证所编代码的正确性。当代码编译和时序仿真都通过后，就可以下载代码到FPGA芯片中，在芯片上实现所需的功能。EDA技术是通信工程、电子信息工程、自动化专业和电气工程及其自动化等电气信息类专业的核心课程。该课程是一门实践性很强的课程，通过安排相应的实验环节，可以使学生进一步消化和吸收课堂教学的理论知识，提高学生应用计算机和设计软件对电子电路进行自动化设计、分析和应用的能力，提高学生理论联系实际，综合运用知识的能力。
二、传统EDA技术课程实验教学存在的问题
EDA技术这门课程在教学中通常是以理论教学为主，实验教学为辅。但是传统的EDA技术课程实验教学通常是以验证性实验为主，学生们根据实验指导书上的要求一步步进行操作，虽然最后也能得到正确的实验结果，知道了如何做，但是并不知道为什么这么做，这样学生学习知识往往是被动的，而没有主动性，不利于学生创新能力的培养。针对上述所提到问题，结合多年来对EDA技术课程实验教学的摸索，对EDA技术课程的实验教学进行了改革和探索。
三、EDA技术课程实验教学内容改革
在实验教学内容的设计上，减少验证性实验，并遵循从简单到复杂和从验证到设计的循序渐进的原则，从而使学生对EDA技术的认识逐步深入，不断激发学生学习EDA技术课程的兴趣。(一)实验教学内容之基础篇。在这个环节，实验内容的设计主要是以增加学生对实验所涉及的硬件平台和软件平台认识为主，开设的实验项目有:用原理图输入方式设计一位全加器、多路数据复用器设计、D触发器设计、三八线译码器的设计、数控分频器设计、七段数码管译码器设计、彩灯控制电路的设计以及百进制计数器设计等等。通过完成以上实验项目，达到在使学生掌握了EDA技术软件设计流程的同时，学生也会逐步建立“电子系统”的概念。(二)实验教学内容之提高篇。经过上一实验环节，学生已逐步掌握了EDA技术软件的使用流程以及基本语法。在这个环节，实验内容的设计主要是以实际应用为主，开设的实验项目有:空调控制器的设计、交通灯控制器的设计、STOP－WATCH电路设计以及正弦信号发生器设计等等。通过完成以上实验项目，达到在培养学生综合运用所学知识的同时，也使学生分析和解决问题的能力得以提高。(三)实验教学内容之课程设计篇。经过上述两个环节的锻炼，学生已初步具有了EDA技术的设计能力。在这个环节，实验内容的设计主要是以提高EDA技术设计能力为主，开设的实验项目有:简易出租车计费器设计、简易频率计设计、数字电子钟设计以及智力竞赛抢答器设计等等。这些实验项目主要是以课程设计的形式来完成。通过完成以上实验项目，达到使学生具有进行EDA技术设计所需的扎实的专业基本功。(四)实验教学内容之毕业设计篇。通过上述三个阶梯式环节的学习和实践锻炼，学生已经构建了EDA技术设计所需的专业知识和扎实的专业基本功。在这个环节，实验内容的设计主要是以培养学生综合设计能力和探索新知识能力为主，并且实验内容主要是以学生自己选题为主，开设过的实验项目有:基于FPGA的VGA图像显示系统的设计、基于FPGA的停车位显示系统的设计、基于FPGA的中值滤波器的设计、基于FPGA的PS2键盘控制电子琴的设计、基于FP-GA的自动门控制系统的设计、基于FPGA的十路逻辑分析仪的设计、基于FPGA的嵌入式车载终端的设计、基于FPGA的汽车尾灯控制系统的设计、基于FPGA的电子锁门禁系统的设计、基于FPGA的可视倒车雷达系统的设计、基于FPGA的室内环境监测和报警系统的设计、基于FPGA的图像边缘检测系统的设计以及基于FPGA的UDP/IP协议的设计等等。这些实验项目主要是以毕业设计的形式来完成。通过完成以上实验项目，达到使学生具有以FPGA芯片为核心，具有综合设计和开发的能力。
四、实验考核
EDA技术课程实验环节的考核，应该从学生的学习态度、专业知识水平、实验报告的撰写以及学生分析和解决问题能力等多个方面进行。为此结合所安排的实验内容，EDA技术课程实验考核方法如下:一是对于基础性和提高性实验项目成绩的评定，主要以学生在实验操作前的预习情况、实验操作中的表现和撰写的实验报告三个方面作为成绩评定的依据。二是对于综合性实验项目和课程设计成绩的评定，主要是以学生是否能独立完成实验项目作为成绩评定的依据，如果在项目完成过程中学生自己增加了创新点，这一部分就作为加分项。
五、结语
EDA技术是一门实践性较强的课程，在电气信息类专业中占有重要地位。为提高学生的学习兴趣，以及学生的工程实践能力，对实验内容以及实验考核方式进行了探索和改革，即实验项目的设计分为基础篇、提高篇、课程设计和毕业设计四个阶段，并且每个阶段具有不同的培养目标，以及针对每个阶段，都制定了不同的考核标准。EDA技术课程实验教学的改革进一步提高了实验教学质量，也使学生综合素质和创新能力的培养得到加强。
【参考文献】
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作者:王超 单位:唐山学院智能与信息工程学院