eda技术教学

eda技术教学（通用8篇）

1.eda技术教学 篇一

基于EDA技术的《电子技术基础》教学实践与应用

江苏省溧阳市职业技术学校

王怡华

[内容摘要]随着我国国民经济结构正进行战略性调整，高新技术产业发展日新月异，生产、经营、服务、管理一线的新知识、新技术、新工艺、新方法层出不穷，作为培养一线技术人员和高素质劳动者的职业教育，能否把这些“四新”内容及时传授给受教育者，关系到职业教育的结合发展。第三次全国教育工作会议以来，国家、省、市、县分别启动了骨干教师的培训，师资培养培训工作得到了前所未有的重视。笔者07年参加了浙江师范大学组织的全国中等职业教育骨干教师培训班并进行了为期两个月的学习，进一步加深了专业思想的认识，同时对本专业新技术有了进一步的认识，经过又近一年的学习，对EDA技术在电子技术课程教学中的实践有一定认识。

[关键字]电子技术 EDA技术 虚拟实验 探究式教学

一、问题的提出

电子技术是一门实践性很强的课程，现今职业学校机电、电子、通信、计算机以及相关专业均开设了该课程，同时配合理论教学还开设了实验课用以提高教学效果。电子技术实验，大部分学校采用各类实验箱（或面包版），实验过程学生要完成电路搭建、结果验证，对于一些小型电路，各类实验箱还能应付得了，但稍稍复杂一些的电路就难以对付了，往往由于芯片短缺、电路连接过于复杂、故障难以查找，加上实验箱长期使用导致接触不良等等，实际实验过程中，电路搭建成功率低，导致学生对实验的兴趣下降，影响实际教学效果。现在随着个人计算机提高和互联网的发展，功能强大的电子仿真软件EDA技术逐渐与广大专业教师见面，我们将它逐步地应用到教学之中，出现了全新的教学模式，在电子技术教学中应用EDA技术将是一个必然的趋势。

二、EDA技术基本功能介绍 1．EDA基本功能

EDA（Electronic Design Automation）是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作，既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的（CAD）阶段和80年代的（CAE）阶段，到90年代的电子系统设计自动化（EDA）阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念，同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件，进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新，也是提高教学质量的优选方法。

2．EDA技术在教学中应用的主要优越性（以Multisim为例）：（1）．能弥补设备种类和数量不足，充分扩展学生的思维空间，给他们更大的自由发挥的天地。使学生可以根据不同需要无限制地进行各种电路分析实验，验证实验，常规实验，设计实验。充分调动学生学习的主观能动性，培养创新能力

（2）．可以大大节省人力、物力、时间，提高实验效率。以数字钟实验为例。在传统实验中，如果要把数字钟电路全部接，要用到集成电路24块，电阻、电容、三极管等近20个元件，在数字实验箱的面包板上插接几百根导线，耗时一天有余，如果出现插孔松动，接触不良等毛病，效果还不大理想。而用Multisim进行仿真，只要有台计算机就等于有了取之不尽，用之不竭的元器件，而且无须担心仪器与元器件的损坏。同样的实验几十分钟就可以完成。

（3）．用Multisim进行仿真模拟实验，实验过程非常接近实际操作的效果，实验的真实感强。系统提供了近似真实的子元器件、工作环境和仿真仪器，使学生感到仿佛在真实的环境下做各种实验；各元器件选择范围广，参数修改方便，不象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板。使电路调试变得快捷方便。对《模拟电子技术》以及《数字电子技术》课程中的绝大部分电路都能应用，不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证，也能就用于多级的组合电路。

（4）．Multisim为我们提供了一个很好的多媒体操作平台，使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示和电路分析。直观的形象显示有助于培养学生的观察能力和分析问题的能力，有助于教学重和难点的讲解，可激发学生的学习兴趣。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性，讲解各种参数改变对路的影响。学生可以结合学习内容，进行接近于实际电路的调试分析，有利于对加深对书本理论的理解，不失为一种理论系实际的好方法。

三、EDA技术在电子技术教学中的应用

电子技术课程是电子类专业的支柱性课程，它要求学生熟悉各种电子器件，掌握电路图的识读、绘制以及电路工作原理，还要学会掌握和合理运用分析方法。EDA软件正是提供了各种支持，恰到好处地符合这样的教学要求。同样，电子线路课程又是一个紧密联系实践的课程，EDA软件的强大的仿真功能更是能把实践带入课堂，带入教学的每一个环节中去。基于Multisim的电子技术课堂教学，是在虚拟的电子环境（在计算机上的电子实验室）中，师生借助计算机自然地、高效地与电子元器件、电子仪器、分析工具等进行实时交互，相互影响，为开展探究式教学提供了必要的支持。

1．应用于课堂教学环节，开展探究式教学，是师生高效交流的平台。探究式教学能充分调动学生的积极性，挖掘学生的学习潜力，使学生变被动的接受为主动的探求，也充分体现了教师主导和学生主体，这是一种科学的、民主的教学方法。以前由于课堂上师生之间没有实时交互的平台，教师是单向地教，学生是被动地学，而Multisim的出现，恰到好处地为师生搭建了一个良好地交互平台。因为，首先，在Multisim创建的电子技术课堂教学情境中，电子元器件、仪器仪表、仿真分析方法同等地提供给教师和学生，使学生产生亲临电子电路实际环境之中的感觉，学生是从虚拟环境的内部向外观察，不再是旁观者，而变成了电路知识的探究者；其次，Multisim对电路参数的设置、电子分析和仿真、数据图形的处理以及结果的输出都只需简单的操作即可完成，这样就使师生的交互能在轻击几下鼠标之下完成。因而在课堂上师生间能通过简捷、轻松的方式完成充分的交流，学生的疑问、新奇的想法等都可以及时验证和尝试。真正为师生搭建了一个开放性的“所想即所得”的高效交流平台。在这个平台上，才能使探究式教学发现它的作用。

探究式教学一般遵循“问题情境——搭建模型——解决问题”三个步骤。创设问题情境是引发学生探究心理学习新知识的切入点。例如在单管共射放大电路的教学中，第一步，教师先创设问题情境，要把幅值为10mV ,频率为1KHz的正弦信号放大50倍，负载电阻是2KΩ。第二步，学生调用已有知识（三极管放大特性、三极管放大状态的外部条件、三极管输入、输出特性），在Multisim环境中，调用虚拟元器件和虚拟和仪器仪表，搭建电路模型，最后在教师的提问、启发、引导下，对电路不断地分析、测试、调整，完成放大电路，即解决了问题。这样，在大量的动脑、动手的实践中，学生学到了新知识（共射放大电路的基本结构、静态工作点、截止失真、饱和失真、频响特性等）。总之，EDA技术为探究式教学提供了优质的平台，也必将为学生的学习提供优质的保证。

2．应用于实验教学环节，开展虚拟实验，是实际硬件实验的有力补充和拓展。实验教学是电子线路教学的重要环节，通过实验能够巩固电子线路基础知识，培养学生的实践技能、动手能力和分析问题及解决问题的能力，启发学生的创新意识和创新思维潜力。Multisim这款优秀的EDA软件提供了上千种电子元器件和十数种仪器仪表，完全能够虚拟各种电子实验，区别于应用实体的实际硬件实验，它叫虚拟实验。

虚拟实验在实验教学中的应用主要表现在以下三个方面：

（1）．学校缺少某项实验的实验设备时，虚拟实验可以代替硬件实验。有些学校由于缺少实验设备，部分硬件实验无法展开，就完全可以用虚拟实验代替。虚拟实验的一大特点就是不受实验设备、场地的条件限制，只要有计算机，有EDA软件（如Multisim），几乎所有的实验都难不住它。（它的元器件库无所不包，而且具有网上更新的功能，它的虚拟仪器也是应有尽有，而且直观性强）。

（2）．同一实验课题，在开展硬件实验的同时，可以辅以虚拟实验。硬件实验和虚拟实验在教学效果上各有所长，硬件实验的主导地位是勿庸置疑的，它使学生直接面对真实对象，进行真实操作，获得直接经验，这是虚拟实验所无法作到的。而虚拟实验有更为优秀的分析技术，例如在很多仪器仪表中引入指针，使实验数据更易获得，实验现象更为明显，EDA软件中又具有经典的仿真分析方法，能轻而易举地实现瞬时现象的捕捉，也能把很长时间的现象展现于一秒，这也是实际仪器不能敌的。所以，同一个课题，开展实际硬件实验可使学生锻炼动手能力，获得直接经验。开展虚拟实验，有助于对实验现象的观察和实验数据的获得，最终有利于分析和实验结论的获得。

（3）．开展具有创造性的开放式实验

以前在作实验前，教师处于对实验器材和学生安全的保护必先嘱咐学生不准动这，不准动那，使学生做起实验来束手束脚，学生的想象力和创造力得不到发挥。其实很多时候，学生对实验内容是有自己的独到的想法的。如果能够利用虚拟实验技术，拿出有意义的课题，进行开放式的实验，学生在实验中，可以发挥自己的创造力，对电路进行别出心裁的修改，对电路的分析和测试做不同的尝试，使学生完全成为实验电路的剖析者和探索者，又不必担心会损坏任何器件或仪器。这样既拓展了实验范围，又培养了学生的创新意识。

长久以来，电类实验课普遍采用传统的硬件验证的实验模式，随着EDA技术的发展，系统仿真技术日越完善，它将越来越多地应用于实验课程的教学，实验课程也必然采取硬件实验和软件仿真相结合的方式。

四、结束语

EDA技术是将计算机技术应用于电子电路设计过程的一门崭新技术，给电子产品设计与开发带来了革命性的变化。它在教学领域的应用也必将给电子专业课程的教学带来革命性的变化。无论从教学还是从实用的角度去考虑，它都是一个最体现以人为本、体现能力本位的新型的教学技术。无论从课堂教学还是从实验教学去应用，它都将更好地激发学生的创新意识和探索精神。当然，EDA技术的应用对专业教师的综合素质有较高的要求，既要较全面熟悉电子技术专业的知识，又要懂得使用计算机，并且不断地吸取先进的技术，灵活地运用在教学过程中，教师应懂得电子技术中某一个问题的多种表达方式，这样搭建电路容易与软件的建模方式匹配；教师还应对专业英语熟练，看懂软件的功能意图，而这正是职业学校教师“四新”目的之所在。

[参考文献]

1、《现代电子设计技术——基于MULTISUM7&ULTIBOARD2001》李良荣主编

机械工业出版社

2、《电子技术基础》

康华光主编

高等教育出版社

3、《电工电子技术EDA仿真实验》王廷才主编

机械工业出版社 作者简介：

王怡华

女（1972年10月~）江苏溧阳人 中级职称 主要研究方向职业教育

2.eda技术教学 篇二

电子设计自动化 (EDA) 代表了当今电子设计技术的最新发展方向。EDA技术是一门借助计算机来完成各种电子电路设计的自动化过程, 它可以让学生有一个学习知识, 运用知识的系统结构, 同时EDA技术又是一门实践性强的技术。因此掌握EDA技术, 是走向市场、走向社会、走向国际的基本技能, 依靠传统的实验教学已远不能满足社会对高新技术人才培养的需要。EDA技术在实验教学中的应用是现代教育发展的一种趋势, 不仅可以让学生了解EDA开发的基本过程, 而且也可以加深学生对电路的理解, 从而加学生的学习兴趣, 提高学生分析和解决实际问题的能力。

注重EDA技术课程的实验教学, 加强对学生动手创新能力的培养, 是EDA技术课程建设的重点内容。对于各种高级专门人才的发源地———高等院校来说, 不断改进教学方法和教学手段, 加强和巩固学生电子技术的专业基础知识是十分必要的。

1 EDA简介

EDA是电子设计自动化。由于它是一门刚刚发展起来的新技术, 涉及面广, 内容丰富, 理解各异, 所以目前尚无一个确切的定义。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看, 可以理解为:EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体, 以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式, 以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具, 通过有关的开发软件, 自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化, 逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作, 最终形成集成电子系统或专用集成芯片。EDA就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用, 使设计更复杂的电路和系统成为可能。在原理图设计阶段, 可以使用EDA中的仿真工具论证设计的正确性;在芯片设计阶段, 可以使用E-DA中的芯片设计工具设计制作芯片的版图:在电路板设计阶段, 可以使用EDA中电路板设计工具设计多层电路板。特别是支持硬件描述语言的EDA工具的出现, 使复杂数字系统设计自动化成为可能, 只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确, 就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。有专家认为, 21世纪将是EDA技术的高速发展期, EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。

2 实验教学中应用EDA技术的必要性

2.1 传统实验教学弊端

1) 一般院校的实验室的规模和开放时间是有限的, 所以学生的实践动手就受到了时间和地点的限制。同时电路的测试也需要用到许多专门的仪器, 学生在课后的大量时间没有这些仪器都无法继续自己的设计, 不利于学生学习的巩固和提高。

2) 传统实验室中有些仪器设备价格昂贵, 难以进入学生实验室, 而且实验室储备的电子元器件也有限的, 无法满足各种电子电路的设计和试验要求。

3) 对于一些较复杂的实验, 学生需要用大部分的精力和时间进行电路连接和线路的检查, 而用于实验出现的问题进行分析、解决的时间不足, 实验效果不理想。

2.2 EDA技术实验教学的优点

1) 利用EDA技术能够很直观、形象地进行实验, 让实验教学更加方便有趣。与在真实实验室工作一样, 任意设计电路、运行、数据分析, 许多的教学内容在课堂上就能解决, 教学效果好、教学效率高。运用了仿真软件进行教学, 学生对运动的版面将会产生浓厚的兴趣, 对教师讲解的课程内容 (电路的功能、性能指标) 非常直观地就能理解, 并且可以提出更换电路参数试试, 增加教学的互动性和学生进入教学的积极性, 有利于培养学生的兴趣。

2) 学生实践突破空间、时间与人员的限制, 实现实验教学的开放性。采用EDA技术可以建立开放式EDA教学管理中心, 克服了传统教学中实验教学必须在规定时间到规定地点进行这一弊端, 学生可以在家里、办公室等可以上网的环境中不受时空限制来完成实验环节。教师也可通过上网来组织、管理教学。引入自主学习的开放式EDA教学模式, 是解决学时不足与信息量增多的矛盾的有效途径, 也是一种“授人以渔”的教学方法。教学形式更为灵活;实验或者教学结论可以引导学生自行论证, 摆脱教学的枯燥性和深奥感;学生进入设计者角色等等。

3) 对教师来说, EDA技术也是一个新事物, 在教学过程中, 为了达到好的教学效果, 教师必须选择恰当的EDA软件, 结合书本挖掘实例, 并进行恰当的综合设计。这样的过程本身就是一个学习知识、提高理论层次和教学水平的过程。21世纪我国电子技术领域将飞速发展, 而这方面的人才还十分匮乏, 作为高校, 除了要搞好教学以外, 同时也必须开拓进取、强化科研, 新的EDA技术可以让教师及时了解电子技术领域一些相关的前沿动态、用新的方法和工具来研发产品, 从传统的通用集成电路的应用转向可编程逻辑器件的应用;从系统的硬件设计转向硬件、软件高度渗透的设计, 以提高和拓宽电子系统的设计能力。

4) 丰富了实验教学内容, 提高了实验成功率。随着教学要求的不断提高及电子技术的迅速发展, 实验设备的先进性面临着新的挑战。传统的实验是以实物为主, 由于采用搭接线路进行调试, 设备易磨损老化, 出现故障较多, 对于较为复杂的实验, 学生在规定时间内难以调试成功;用EDA软件工具做实验, 实验环境是一个虚拟环境, 克服实验室仪器设备与元器件在品种、规格和数量上不足的限制。随着软件的不断发展和完善, 能够做的实验不断的增加和扩展, 把以前繁琐的实验室验证调试和人工制板全部在电脑上完成, 在短暂的实验时间里快速完成较复杂的电路连接、测试工作, 避免元器件损坏、接触不良、仪器损坏等不利因素。

3 结论

21世纪是电子技术高速发展的时代, 各种新器件、新技术、新方法层出不穷。人们开发的电子系统也越来越庞大、越来越复杂、要求也越来越高, 要分析和设计复杂的电子系统, 人工的方法已不再适用。为适应这种现状, 日趋完善的EDA技术正在逐步取代传统的电子设计方法。EDA是目前最新最全面的电子设计技术及工具, 它的出现为电子设计工作者提供了一种全新的设计方法, 因此, 掌握EDA技术, 是走向市场、走向社会、走向国际的基本技能, 依靠传统的实验教学已远不能满足社会对高新技术人才培养的需要, 在实验教学中引入EDA技术, 使学生能全面了解电子技术的发展, 适应信息社会对设计人员的要求。S

参考文献

[1]徐光辉.CPLD/FPGA的开发和应用[J].电子工业出版社.

[2]潘松.EDA技术应用与发展之管窥[J].电子世界.

[3]王锁萍, 龚建荣.EDA技术及发展趋势[J].电子世界.

[4]汉泽西.EDA技术及其应用[M].北京航空航天大学出版社.

[5]谭会生, 张昌凡.EDA技术及应用[M].西安电子科技大学出版社.

3.EDA技术实验教学改革探讨 篇三

关键词：EDA；SignalTap II；生产实例；创新实验

TN02-4

《电子设计自动化（EDA）技术》是电子科学与技术、电子信息工程、信息对抗技术、自动化、光信息科学与技术、信息显示与光电技术、生物医学工程、微电子学、集成电路设计与集成系统等电类专业基础主干课程。该课程开设的目的是使学生掌握采用硬件描述语言、借助EDA工具进行电子电路设计的方法。该课的实践性极强，实验环节在整个教学中占的比重很大，对培养学生动手能力和电路设计知识的综合运用能力能起到较强的作用，学生普遍反映该课的开设对就业有较大帮助，被誉为“饭碗”课程。

一、与多门课程相结合

目前《EDA技术实验》课程的实验项目往往只是专门针对于《EDA技术》课程，很少与其他课程联系在一起的项目。EDA技术的应用领域是非常广泛的，在电子、通信、医疗、军事、机械以及生物等领域都有应用。如果实验项目中没有与这些领域相关课程联系在一起的项目，会导致学生学了这门技术却不知道如何应用。因此，将《EDA技术实验》课程与多门课程相结合，有利于学生将EDA技术应用于各个领域。可以与以下课程相结合：

1.与《单片机技术》课程结合，如利用FPGA和单片机实现DDS信号发生器；

2.与《通信原理》课程结合，如2FSK（二进制频移键控）的FPGA实现、帧同步的实现等通信有关的简单算法实验；

3.与《数字信号处理》课程结合，如利用FPGA实现FFT（快速傅里叶变换）；

4.与《嵌入式系统》课程结合，设计FPGA与ARM芯片协同工作的项目，以达到速度、面积等各方面的性能需求。

二、针对不同的专业，增加与专业相关的特色实验项目

《EDA技术实验》课程是强电类专业（如自动化专业、电气工程专业）和弱电类专业（如电子信息工程、通信工程专业）学生必修的一门实验课，但是目前该课程不同专业的实验项目却完全一样，没有针对不同的专业而开设一些特色的实验项目。有的学校这门课的实验项目没有一个是针对强电类的实验项目，导致强电类的学生认为这门课对他们不重要，无法将这门技术应用于自己的专业，不利于应用型人才的培养。因此，可以增加与专业相关的特色实验项目，比如对于通信工程专业，可以增加利用VHDL实现QPSK（四相相移键控）、伪随机序列以及直接序列通信系统的设计，对于电子信息工程专业，可以增加信号发生器、电子元件测量仪以及多路数据采集系统等的设计，对于电气工程及其自动化专业，可以增加利用FPGA控制步进电机等内容。

三、引入Nios、Multisim设计内容，利用SignalTap II逻辑分析仪

目前《EDA技术实验》课程的实验项目大多都是利用Quartus II软件的基本功能实现，手段太单一，学生只掌握了Quartus II软件的基本操作。事实上，Quartus II软件的功能十分强大，可以与Nios、Multisim结合，完成目前最热门的技术—SOPC嵌入式系统的设计，还可以在没有逻辑分析仪的情况下，利用SignalTap II完成电路逻辑分析。而手段单一的实验项目，导致学生无法掌握Quartus II软件的这些非常有用的功能。因此，可以增加基于SOPC的Nios实验，并利用Multisim对电路进行仿真，利用SignalTap II对硬件进行逻辑分析，以达到设计要求。基于Nios的嵌入式系统设计近年来是EDA技术的热门方向之一，有必要让学生了解基于Nios的FPGA系统设计，Multisim有着强大的电路仿真功能，是电路设计不可或缺的利器，而SignalTap II是在没有逻辑分析仪的实验环境下最好的硬件逻辑分析工具。

四、 引入生产实际应用实例

《EDA技术实验》课程实验教学内容没有或较少向生产应用延伸，当学生走出校门，面对社会实践，无从下手，缺乏把所学知识应用于社会实践的能力，不能很快地为生产实际服务。因此，可以增加生产实际应用项目和相关研究新进展，培养 “专业技术精、实践能力强”的应用型人才。如引入基于FPGA的出租车计费器、交通灯控制系统、洗衣机控制器、波形发生器、频率测量仪等等的设计项目。

五、增加开设综合创新性实验

由于目前部分EDA技术实验指导书的内容过于详尽，学生只要按照指导书步骤就能得到实验结果，使的实验演变成输入程序连接导线的“机械性实验”，难于调动学生对实验的积极性，不利于活跃学生思维，使的学生缺乏独立分析问题、解决问题的能力，难于提高实践动手能力。因此这样的实验很难发挥学生学习的主动性和能动性，阻碍了学生创新思维的发挥和实践能力的提高。因此，可以增加开设综合创新性实验，如数字电子钟、电子万年历、智能密码锁、数字化语音存储与回放系统、以及数字幅频均衡功率放大器等等。根据EDA技术主要面向工程实际的特点和电子设计的自主创新性，在实验过程中注重学生自主设计能力和创新能力的培养，以及与工程实际相结合的动手能力的培养。

六、结语

通过对EDA技术实验课程的教学改革与实践，改善目前EDA技术实验课程中存在的一些问题，从而提高EDA技术实验课程的教学效果，提高学生的实践动手能力，促进学生所学知识与生产实际紧密结合，使学生成为名符其实的应用型人才。

参考文献：

[1]潘松，黄继业.EDA技术实用教程[M].3版.北京：科学出版社，2006.

[2]张波.“EDA技术”课程的创新性实验教学[J].实验室科学，2013，16（4）：71-73.

[3]譚菊.项目驱动模式下EDA技术课程改革探索[J].教育教学论坛，2014（9）：186.

[4]吕晓兰， 左敬龙. 应用型本科院校EDA课程实验教学改革探索 [J].中国电力教育，2013，34：147-149.

[5]金宁治，李文娟，高晗璎，周美兰. 电气专业“EDA技术”课程实验教学的改革[J].电气电子学报，2015，37（4）：86-88.

作者简介：

4.eda技术教案 篇四

介绍EDA技术的涵义、发展历程和应用领域； 介绍EDA技术的主要内容； 介绍EDA的工程设计流程； 说明本课程的特点与学习方法。教学目的：

通过介绍EDA技术的涵义、发展历程和应用领域，使学生了解本课程的实际应用很大，调动学生学习这门课程的积极性

通过介绍EDA技术的主要内容，使学生了解这门课程要学习什么。在此基础上说明本课程的特点与学习方法。

说明各种通信系统的组成，了解它们的优缺点，出现背景。重点说明数字通信系统的特定和优点。

介绍EDA的工程设计流程，说明当前EDA设计的特点，用软件方式设计硬件，用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关开发软件自动完成的，因此类似软件编程，不需太多的低层硬件知识，使学生克服畏难情绪。教学重点、难点：

EDA技术的三个发展阶段以及各阶段的特点； EDA的定义和EDA技术的主要内容； EDA的工程设计流程。教学方法：

比较、举例、图解。教学过程：

（一）自我介绍，说明课时安排、成绩评定方法、课程定位、教学网站的进入。

（二）讲授新课

课堂教学实施过程共分六步。介绍EDA技术的涵义。

说明EDA技术的发展背景，说明EDA技术的三个发展阶段，比较三个阶段的各解决了什么问题，在此基础上理解各阶段的特点。

在第二步理解EDA技术进行电子系统设计的特点的基础上引出并详细说明EDA的定义，加深对EDA技术的涵义的理解。

在第三步详细说明EDA的定义的基础上，引出EDA技术的4个主要内容：硬件描述语言：设计的主要表达手段；大规模可编程逻辑器件：设计的载体；软件开发工具：设计的工具；实验开发系统：下载工具及硬件验证工具。再分别介绍EDA技术的4个主要内容：了解常用的硬件描述语言VHDL和Verilog；了解两种常用的大规模可编程逻辑器件FPGA和CPLD以及它们各自的特点；了解主流EDA工具软件；了解本课程使用的西安唐都公司的TD-EAD实验系统

说明课程要求：通过学习这门课程要掌握运用EDA开发工具设计开发电子系统，引出这门课程的特点：实践性强，说明我们的学习方法：抓住一个重点：VHDL的编程；掌握两个工具： Quartus II 和 TD-EAD实验系统；运用三种手段：通过案例分析、应用设计和上机实践，实现理论与实践相结合，边学边用，边用边学。用设计一个简单电子系统为例，引出EDA的工程设计流程。说明当前EDA技术发展的特点：用软件方式设计硬件；用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关开发软件自动完成的；设计过程中可用有关软件进行各种仿真；系统可现场编程，在线升级；整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。现代EDA设计类似软件编程，不需太多的低层硬件知识，使学生克服畏难情绪。同时这里又回顾复习了使用EDA技术进行电子系统设计的特点。最后图解说明EDA的工程设计流程。第二次课

内容：安装 Quartus Ⅱ，VHDL 与 Quartus Ⅱ初体验 教学目的：

理解VHDL语言的特点。

了解主流EDA工具Quartus Ⅱ，掌握其安装方法。掌握使用 Quartus Ⅱ进行FPGA设计的基本流程。

教学重点、难点：使用Quartus Ⅱ进行FPGA设计的基本流程。教学方法： 举例、演示。教学过程：

课堂教学实施过程共分两步。

回顾上节课所讲的EDA的主要内容。在此基础上引出VHDL语言的特点，并介绍主流EDA开发工具Quartus Ⅱ，说明它的不同版本的特点。重点介绍PC破解版的安装步骤。演示安装过程，在演示是重点提醒学生注意容易出错的几个地方。

回顾上节课所讲的当前EDA技术发展的特点，EDA的工程设计流程。在此基础上说明使用 Quartus Ⅱ进行FPGA设计的基本流程，并通过实际演示设计一个简单的电子系统：与非门，说明使用 Quartus Ⅱ和VHDL开发电子系统的基本流程。在演示过程中重点提醒学生注意容易出错的几个地方，并给出一些初学者的小窍门。第三次课

内容：VHDL 程序基本结构，VHDL 基本数据类型，VHDL 数据对象 教学目的：

掌握VHDL语言程序的基本结构，特别是实体和结构体。

掌握VHDL语言的语言要素，包括VHDL语言的基本数据类型、数据对象和VHDL 运算符，理解信号和变量的区别。

教学重点、难点：VHDL语言程序的基本结构，VHDL语言的语言要素。教学方法：举例、演示、归纳、比较。教学过程：

课堂教学实施过程共分三步。1)VHDL 程序基本结构

回顾上节课设计与非门的例子，引出设计与非门的设计思想：先确定系统功能和接口，再进行内部电路设计，由此引出VHDL程序的基本结构：实体：对应系统接口，结构体：对应系统内部电路。从与非门的VHDL程序中可以直观的看到它的三部分：库、程序包的调用，实体声明，结构体定义。

以与非门的VHDL程序为例说明库、程序包的调用的作用。说明调用语法，介绍常用的三个库、程序包。

以与非门的VHDL程序为例说明实体声明的语法，各项的意义。提醒学生注意初学者容易出错的地方，如：实体名必须与文件名相同，否则编译会出错；最后一条端口声明语句不可加分号等。并通过演示出错情况，加深学生的印象。最后通过图解归纳实体声明的格式，容易出错的地方，并对初学者进行相应的建议：使用范例，在Edit—> Insert Template 中选择范例。Quartus 进行编译时，要求关联文件文件名相同，建议采用 Quartus 默认文件名，不要自己更改文件名。

以与非门的VHDL程序为例说明结构体的语法，各项的意义。提醒学生注意初学者容易出错的地方。并通过演示出错情况，加深学生的印象。最后通过图解归纳结构体的格式，应注意的地方。

2)VHDL 基本数据类型

回到与非门的VHDL程序的实体声明部分，引出VHDL的数据类型。介绍各种数据类型，重点介绍最常用的标准逻辑位、标准逻辑位矢量。提醒学生注意使用标准逻辑位矢量时必须注明数组中元素个数和排列方向，并举例说明。最后比较VHDL和C语言中使用数据类型的异同点：VHDL同 C 语言一样，必须先声明端口和信号，然后才能使用，在声明中必须定义它们的数据类型；与 C 语言不同，VHDL是强类型语言，只有相同数据类型的端口、信号和操作数才能相互作用。3)VHDL 数据对象

介绍VHDL的数据对象：信号、变量和常量。以与非门的VHDL程序为例，通过图解比较说明信号和端口的异同点。说信号声明的格式和信号赋值语句的格式。重点说明矢量赋值，通过举例说明在矢量赋值要特别注意两矢量之间的元素对应关系。

说明定义变量的语法格式、变量赋值的语法格式。比较信号和变量的区别。最后介绍定义常量的语法格式。第四次课

内容：VHDL 运算符、VHDL 并行信号赋值语句。

教学目的：

掌握VHDL 运算符。

掌握VHDL语言的并行信号赋值语句，特别是选择信号赋值语句和条件信号赋值语句，理解条件信号赋值语句的各赋值子句的优先级差别。教学重点、难点：并置运算符“&”、选择信号赋值语句、条件信号赋值语句。教学方法：举例、演示、图解。教学过程：

课堂教学实施过程共分四步。

分别介绍VHDL的四种运算符：算术运算符、并置运算符、关系运算符、逻辑运算符。对算术运算符重点说明能支持的数据类型和不能支持的数据类型。并置运算符是本课程的一个难点，通过一个电路设计，举例说明并置运算符的应用。关系运算符重点说明能支持的数据类型。提醒学生注意：“<=”在条件语句中出现为小于等于，其它情况为信号赋值。逻辑运算符重点说明其优先级关系。

并行语句是硬件描述语言区别于一般软件程序语言的最显著的特点之一。通过图解说明常用并行语句特点，从图中直观的看到：并行语句之间是并行执行，但并行语句内部的执行可以是顺序的(进程语句)，也可以是并行的(块语句)。

介绍并行信号赋值语句：简单信号赋值语句、选择信号赋值语句、条件信号赋值语句。给出选择信号赋值语句格式，并通过设计3-8 线译码器，说明如何使用选择信号赋值语句。提醒学生注意容易出错的几点：“选择值”一定要覆盖所有可能情况，若不可能一一指定，则要借助 others为其它情况找个“出口”。因此强烈建议初学者使用 with „ select 语句时，最后都带上 when „

others。“选择值”必须互斥，不能出现条件重复或重叠的情况。给元素赋常数值，用单引号；给矢量赋常数值，用双引号。通过演示出错情况，加深学生的印象。

给出条件信号赋值语句格式，并通过设计8-3 线优先编码器，说明如何使用条件信号赋值语句。提醒学生注意容易：在执行 When „

Else 语句时，赋值条件按书写的先后顺序逐项测试，一旦发现某一赋值条件得到满足，即将相应表达式的值赋给目标信号，并不再测试下面的赋值条件。即各赋值子句有优先级的差别，按书写的先后顺序从高到低排列。通过观察仿真结果，直观的看到赋值优先级，加深学生的印象。第五次课

内容：进程语句、VHDL语言的顺序语句。教学目的：

掌握进程语句，掌握进程的工作原理和特点，理解进程与时钟的关系。

掌握VHDL语言的顺序语句，特别是IF 语句和CASE语句，理解IF、CASE语句和选择信号赋值语句、条件信号赋值语句的区别。

教学重点、难点：进程的工作原理和特点，进程与时钟的关系。IF 语句和CASE语句，IF 语句和CASE语句的嵌套。

教学方法：图解、举例、总结。教学过程：

课堂教学实施过程共分四步。

介绍进程语句的特点、格式，说明各项意义。图解说明进程工作原理，通过该图直观的理解进程的特点：进程本身是并行语句，单其内部是顺序语句；进程只有在特定的时刻（敏感信号发生变化）才会被激活。在此基础上说明进程与时钟的关系。通过图解说明时钟上升沿驱动进程语句，使学生较好的理解了进程的时钟和进程是一种隐形的循环。给出时钟沿的VHDL描述，通过几个寄存器的设计，说明如何使用进程语句，通过观察波形仿真图，加深学生对进程与时钟的关系的理解。最后总结进程的要点和容易出错的几个地方。介绍顺序语句，提醒学生注意进程在激活的一瞬间就执行完进程中所有语句。重点介绍IF 语句和CASE 语句。给出IF 语句的三种格式，说明它们的特点。在此基础上总结使用 IF 语句注意的要点。最后通过设计串行输入并行输出的移位寄存器和并行输入串行输出的移位寄存器，加深学生对IF语句、IF语句嵌套的理解。

给出CASE 语句的格式，说明CASE 语句使用要点。最后通过设计带使能端的 2-4 译码器，加深学生对IF语句、IF语句嵌套的理解。介绍LOOP语句和空语句。第六次课

内容：层次化设计概念、在Quartus II 中实现层次化设计 教学目的：

理解层次化设计的优点。

理解层次化设计的核心思想：模块化、元件重用。

掌握在 Quartus II 中采用图形法与文本法结合的混合输入方法实现元件重用和系统的层次化设计。

教学重点、难点：在Quartus II 中实现层次化设计。教学方法：图解、举例、演示。教学过程：

课堂教学实施过程共分三步。

说明层次化设计的优点。图解说明层次化设计的核心思想：模块化、元件重用。加深对层次化设计的优点的理解。

图解说明在 Quartus II 中实现系统层次化设计的主要步骤：首先按自顶向下的设计方法，设计系统，划分和定义系统子模块，形成系统层次化设计图。其次用 VHDL 语言设计底层子模块，并生成相应的元件符号。最后调用下层元件，完成上层模块的设计，并生成相应的元件符号。这样从底层元件开始，自底向上完成系统的设计。

通过实际演示时钟选择器的设计过程，说明如何在Quartus II 中实现系统层次化设计，主要包括模块划分、元件设计文件的建立、元件符号的生成、元件调用、LPM宏模块的调用与参数配置、顶层电路原理图的建立。第七次课

内容：系统层次化设计进阶

教学目的：理解元件例化、程序包和类属映射。教学重点、难点：略 教学方法：图解、举例。教学过程：

课堂教学实施过程共分四步。

回顾上节课的内容：在Quartus II 中实现层次化设计，并引出新问题：如何用 VHDL 语言而不是元件符号来调用已设计的元件，实现系统层次化设计。由此引出元件例化、程序包和类属映射这几个层次化设计中最重要的VHDL语句。

说明什么是元件例化：将以前设计的实体当作本设计的一个元件(元件定义)，然后再调用这个元件，即用VHDL语言将各元件之间的连接关系描述出来(元件映射)。介绍元件例化中的元件定义和元件映射的语法格式，说明各项意义。通过一个例子引用2分频电路，来说明如何使用元件例化。

通过图解说明元件例化语句的缺点：如果在一个实体中用到多个元件，那么在其结构体中要用大量篇幅定义元件。元件定义在结构体中，只有这个实体能调用该元件，如果有多个实体用到同一个元件，那么在这多个实体中都要对该元件进行定义。通过对该问题的解决，引出程序包：将数据类型、元件定义、子程序等收集到一个VHDL程序包中，只要在设计实体中用USE语句调用该程序包，就可以使用这些预定义的数据类型、元件定义、子程序。说明程序包的语法格式，通过举例说明如何在程序包中进行元件定义以及如何应用程序包。提醒学生注意容易出错的地方：程序包设计文件应保存为同名的VHDL文件并编译。只有编译过的程序包才能被其它设计实体调用。

通过一个常见的实际问题：设计一个带参数的电子系统，使其应用范围更广，引出类属映射语句。通过设计带参数的分频器，说明如何用 VHDL 语言设计和调用带参数的元件。第八次课

内容：Moore 状态机的 VHDL 描述、Mealy 状态机的 VHDL 描述。

教学目的：理解什么是Moore 状态机和Mealy 状态机，掌握Moore 状态机和Mealy 状态机的 VHDL 描述。

教学重点、难点：Moore 状态机和Mealy 状态机的 VHDL 描述。教学方法：图解、举例、类比。教学过程：

课堂教学实施过程共分三步。说明组合逻辑和时序逻辑的区别。用老式按钮风扇类比组合逻辑，空调遥控器类比时序逻辑，形象的说明了组合电路的输出只与当前输入有关。时序逻辑电路的输出不仅与当前输入有关，还与过去的一系列输入有关。由此引出状态机：输出由当前状态和当前输入决定，是一种广义的时序电路。状态机分Moore与Mealy型。说明这两种状态机的特点：Moore型输出仅取决于其所处状态，Mealy型输出不仅与当前状态有关，也与当前输入有关，更常见。举例说明Moore 型状态机，并画出其状态转移图，通过状态转移图加强Moore型输出仅取决于其所处状态的理解。举例说明Mealy型状态机，并画出其状态转移图，通过状态转移图说明Mealy型输出不仅与当前状态有关，也与当前输入有关的特点。

以Moore状态机的状态转换图说明如何用VHDL来描述Moore状态机，分为两个进程：确定状态转移的进程 Chang_State，决定输出值的进程 Output_Process。状态转移进程：Moore 状态机状态转移与输出 Dout 无关。当S0状态输入0时，仍然还在S0状态，没有进行状态转移，因此也与这种自环与状态转移无关。状态转移进程由去掉输出和自环后的状态转移图决定。根据化简后的状态图写出状态转移进程。CASE语句嵌套IF语句，CASE语句表示当前状态，IF语句表示在当前状态下，根据当前输入决定状态转移。提醒学生注意：一定要有状态机开始工作的条件，否则状态机永远不会工作。输出进程：在Moore状态机中输出只与当前状态相关，用一个CASE语句完成。

在上一步的基础上，对比Moore状态机的VHDL实现，说明Mealy状态机的实现，仍分为两个进程：确定状态转移的进程Chang_State，决定输出值的进程 Output_Process。由于Mealy状态机与Moore状态机的区别只在输出 Dout 同时与当前状态 Si 和当前输入有关。因此Chang_State进程的实现与Moore机相同。输出由当前状态和当前输入共同决定，因此输出进程 Output_Process也是CASE嵌套IF的格式，与状态转移进程类似。第九次课

内容：用状态机实现交通灯控制器

教学目的：掌握使用状态机实现数字系统设计的方法。教学重点、难点：在 Quartus II 中状态机的实现方法。教学方法：图解、举例、演示。教学过程：

课堂教学实施过程共分四步。

说明任务与要求，进行系统分析设计，在此基础上画出系统框图，确定元件模块和元件接口与连接。回顾在Quartus II 中实现层次化设计过程，用VHDL语言实现底层模块：计数器和控制器的设计。

重点介绍如何用状态机设计控制器，确定状态和状态转移条件，画出状态转移图，发现这是个Moore状态机。回顾Moore状态机的VHDL实现，完成对控制器的设计。完成计数器和控制器的设计后，生成相应的计数器和控制器元件符号。按系统框图建立顶层电路图，编译工程。第十次课

教学内容：Protel2004项目文件的管理和编辑

（一）教学目标：

1、学会在Protel2004软件中创建相应的各种文件

2、学会在Protel2004文件中创建相应的项目

3、学会在Protel2004文件中创建相应的设计工作区 教学重点：

对Protel2004软件中各种层级，各种种类繁多的文件的识别和创建 教学方法：演示操作法 课时安排：1课时 教学过程：

一、Protel2004包含了三级文件管理模式，分别是设计工作区，项目和文件，级别依次从高到低。而文件有分为好多种类有原理图文件，PCB封装文件，库文件，脚本文件，混合信号仿真文件，又如项目文件中有包含不同项目对应得不同文件。我们只是建立几个常用的文件

二、在Protel2004工作环境中创建原理图文件

1、打开文件/创建/原理图，创建一个原理图文件，并保存。注意器保存位置和保存的文件名称，类型扩展名。

2、打开文件/创建/PCB文件，创建一个PCB文件，并保存。注意器保存位置和保存的文件名称，类型扩展名。

三、在Protel2004工作环境中创建项目文件

打开文件/创建/项目/PCB项目，创建一个PCB项目文件，并保存。注意器保存位置和保存的文件名称，类型扩展名。

四、在Protel2004工作环境中创建项目文件

打开文件/创建/设计工作区，创建一个设计工作区文件，并保存。注意器保存的方法、位置和保存的文件名称，类型扩展名。

以上在保存文件的，项目级工作区的时候有几种不同的方法：

1、在相应的文件上点击右键保存，或另存为

2、在菜单栏中文件中找出相应命令执行保存操作

五、打开工作面板projects.查看他们的结构关系。教学反思于总结：

在演示教学的同时要注意教学的节奏，应反复演示，是学生能看清楚每一个操作步骤。要求学生对于常用的文件类型的扩展名，图形符号有所了解。第十一次课

教学内容：原理图的设计基础 教学目标：

1、掌握原理图的一般设计步骤

2、熟悉Protel2004原理图设计工具栏

3、熟练操作原理图的图样的放大于缩小 教学难点：

掌握原理图图样的放大于缩小的操作方法，牢记器快捷键操作。教学方法：讲授法和演示操作法 课时安排：1课时 教学过程：

一、原理图的一般设计步骤（讲授法）原理图的设计流程如下：

1、启动Protel2004原理图编辑器

新建一个原理图文件或打开一个原理图文件，都可以启动原理图编辑器，进入原理图设计工作。

这里我们打开Protel2004自带示例中的一个原理图文件。

2、设置原理图图样的大小及版面

3、在图样上放置元器件

4、对所放置元器件进行布局、布线

5、对布局、布线后的元器件进行调整

二、Protel2004 原理图设计工具栏

这里我们打开Protel2004自带示例中的一个原理图文件。

Protel2004为设计者提供了方便快捷的原理图绘制工具，分类放置在不同的工具栏中。这些工具栏，可以通过执行选单命令“视图/工具栏”的下拉菜单进行打开和关闭。

三、图样的放大于缩小：

1、在视图菜单中有一系列的图样于缩小命令，分别执行这些命令，观察图样的变化，并记忆理解这些命令的含义和作用。熟练掌握这些命令的快捷键执行方式。

2、利用键盘实现图样的放大于缩小。教学反思于总结：

关于原理图设计的一般步骤，学生只要有个大致的了解就可以了，这个过程会在以后的操作中逐渐的熟练起来。儿本节课中第三部分是重点难点。需要学生对于各个命令逐条的反复的操作，观察器变化，这个操作过程是枯燥的，应该尽可能的提高这节课的趣味性。让学生更积极的投入进去。第十二讲

教学内容：连接线路

（一）教学目标：

1、能够熟练的连接导线

2、学会放置线路节点

3、掌握设置网络标号 教学重点：

1、熟练的在电路中连接导线

2、理解网络标号的含义并能够正确而且熟练的放置网络标号 教学方法：演示教学法，任务完成法 课时安排：2课时 教学过程：

一、连接导线

当所有电路元器件、电源和其他对象放置完毕后，就可以进行原理图中个对象的连线。连线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。打开任一原理图电路，对所教授内容进行演示。

连线的方法：执行“放置/导线命令”命令，或左键单击wring工具栏中的连接导线命令。此时光标变为十字状，进入连线状态。当光标到达电气引脚是，会自动出现一个红色的“×”，单击鼠标左键，确定导线的起点，拖动鼠标到终点处，单击鼠标左键，一根导线结束。再次单击开始画第二条导线，也可单击鼠标右键退出连线状态。

Protel2004为设计者提供了四种导线模式：90度走线、45度走线、任意角度走线和自动布线。在画导线过程中，按下shift+space键，可以在各种走线模式间循环切换。

二、放置线路结点

所谓线路结点，是指当两条导线交叉时相连的状况。如果没有结点存在，则认为该两条导线在电气上是不连通的。反之，则连通。

Protel2004是设计者在绘制导线时，将在T字连线处自动产生结点，而在十字处不会自动产生结点，若设计者需要结点则必须由手工放置。

三、设置网络标号

网络标号是实际电气连接的导线的序号。具有相同的网络标号的导线，不管图上是否连在一起，都被看做是同一条导线。它多用于多层次电路或多重式电路的各个模块电路之间的连接，这个功能在绘制印制电路板时十分重要。

放置网络标签的方法：执行“放置/网络标签”命令，光标变成十字状当网络标签于导线或引脚连接状态时，会出现红色的“×”标志，单击鼠标左键，完成放置。同时对网络标签进行设置。

绘制下列电路图，完成对所学内容的练习

教学反思与总结：

本次课中，导线和网络标签的使用在绘制原理图的过程中是经常使用的，尤其是连接导线，需要反复的练习才能够熟练的掌握。有的学生在连接导线是的终点和下一段导线的起点操作不正确，将单击变为了双击，会造成元器件短路（如下图示例）。还有就是网络标签的放置位置不正确，没有注意到红色小叉的标记，随让标签也是放置在了导线或者元件的附近，但是并未形成成功的连接。第十三讲

教学内容：原理图的绘制 教学目标：

1、通过实际的大量的练习熟悉并掌握原理图文件的设计步骤

2、通过实际的大量的练习教学重点：

熟悉并掌握原理图的绘画技巧 教学方法：任务式教学法 课时安排：1课时 教学过程：

绘制下面的原理图，进行练习：

教学反思与总结：

5.eda技术教学 篇五

摘要：EDA技术结合数字电路课程设计课程是新教育改革的体现，创新的教学模式开启了学生的智慧，增强实践性与逻辑思维，激发学生热情。在阐述了EDA的特征及优势的同时，探究了它与数字电路课程设计的过程，最后对以新课程改革的观点分析课程设计的优势。

关键词：EDA技术 数字电路设计课 新课程改革

引言

随着社会科学技术不断发展，培养四有新人的重任略显重要。在日常生活中随处可见EDA技术的应用，电子信息时代，逐渐被HTML描述性语言代替。传统的理念及设计手段已经不能完全满足现代企业和社会的需求。在EDA(EleCTRonICs Design Automation）技术基础上，融入到数字电路课程是教育时代的要求，也是教学改革的新课程的要求。国家不仅重视创新发展，更注重培养人才，课程设计，直接影响学生的思想和培育。

1．EDA技术的特征及优势

1.1简单易于操作

计算机行业中，软件硬件的应用是相互结合的。那么，关于EDA技术应用的性质特征为整个设计过程简单可操作性强。在此方面涉及方面比较广泛，内容相对丰富，通过硬件描述与软件开发工具，实现特定的测试电路设计，在修改方面也达到便利的效果。

1.2产品的互换性强

EDA技术在设计上实现了逻辑编程器件，应用上可以自动的检测、编辑，以及对一些程序的重新建构，对其进行修改。设计芯片方法灵活性强，有别于传统的设计思路，在使用效率方面得到显而易见的效果。因而，产品的互换性较强。

1.3自动性能高

在传统的设计上，需要技术人员的操作，在人员辅助下操作完成设计。EDA技术设计突破以往的多人操作的难点，实现自动化设计。这不仅在人员调动方面节约了成本，而且实现了自动化设计。在性能上达到优化，测试全过程及及结果将会自动完成。

2．基于EDA技术结合数字电路课程设计的探究

2.1设计方法与要求

EDA在设计方法上遵循技术改革创新方式，将其传统的设计概念中，加入新的焊接模式的转变，达到了计算机自动化的性能；在设计要求上，运用于数字系统中，例如，在设计数字闹钟的过程中，增加了计时、整点报时等功能。在设计流程上，使用芯片也比传统芯片更实用。

2.2适配器件如何应用

这时代,EDA设计的特点，在底层配件上都尽显完善，适配对象包括布局线都进行了逻辑性操作。这增加了仿真设计的效果。根据所需要的设计文件类型，完成自动化设计过程。若设计有误，可自动下载编程，进行修改。可见器件的适配设计在实际应用中发挥其明显作用。

2.3编码电路与译码电路共占195个逻辑单元

数字电路课程设计应用在EDA中，通过目标系统，使用描述性编码完成设计工作，编译码电路在出错后会自动改错，编码电路与译码电路共同实现了逻辑性的功能，这个过程，体现了EDA技术在数字电路中越来越重要。

3.突破传统教学教程，注重能力的培养

3.1跟上时代脚步，注重教程改革

电路数字课程设计是电子信息专业的一门基础课程。教学课程方面，比以往的教学方案中增加更多互动模式，传教方式灵活简单易懂，注重培养学生的实践能力。目前，EDA技术涉及的领域遍布全国，它的发展已经步入科技前沿。

3.2根据社会需要，学以致用

数字电路课程设计，应用于实际生活的每个层面。在学校、医院、楼层、社区、企业、家庭、交通等领域中，随处可见，例如在医院里，病床疾病呼叫，还有密码解锁、楼层内的控灯、触摸延时灯、数字钟、还有循环彩灯以及在交通运输方面使用的交通灯等，要结合实际需求，达到教学与实践相结合。

3.3技术与课程设计相结合，利于能力的培养

DEA技术与数字电路课程设计的结合，在给学生逻辑思维上的灌输通通明朗。不论在教学教程上还是培育学生上都得到了实质性的提高。传统的数字电路课程设计制约了学生的分析能力，固定的教学模式，限制了学习设计思路，及其独立设计与组装的能力。因此，注重教学课程改革与培养实践技能成为发展趋势。

4高校开展EDA技术课程，教育教学不断完善

就目前状况来看，EDA技术的课程与实践课开展的十分普遍，对于高职电子专业人员来说，综合EDA技术的数字电路课程设计综合的实现了学生的应用能力，这是技术理论上的一场革命性的训练。新课程的培养目标理念深厚，这种教学方式，贯彻了“三个代表”的重要思想。

在课程上新改革，例如以往的法务部与税务部的分割线比较明显，而在大时代背景下，需要新型人才，也需要在企业中事倍功半，在以往的教程上综合了法务与税务的知识，在新课程的推动下，出现法务税务师，这不仅节约了人才，而且自身能力提高，实现个人独特的价值。基于EDA技术的数字电路课程设计理念也是如此，为节约人才与新型技术人员的培养提供可行性的策略。

总结

数字电路课程设计思路有两个，一个是仿真电路设计，一个是应用设计印刷电路板。课程设计的教程实践将会实现个人的独立设计与创新能力。能够培养具有逻辑性的思考和解决问题的高素质人才，提高学生积极性与学校热情，是实现基于EDA技术的数字电路课程设计的关键所在。

参考文献

6.eda技术教学 篇六

IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

EDA 技术及应用

实验报告

所在学院:

专

业:

班

级:

学

号:

姓

名:

指导老师:

日

期:

实验一

八位全加器

姓

名:

学

号:

班 级:

指导老师:

日

期:

一、实验目的

1． 了解四位全加器的工作原理

2． 熟悉元件例化原理

3． 掌握基本组合逻辑电路的 FPGA 实现

4． 熟练应用 Quartus II 进行 FPGA 开发

二、实验内容

本实验要完成的任务是设计一个四位二进制加法器。具体的实验过程就是利用EDA/SOPC 实验箱上的拨档开关的 K1~K4 作为一个 X 输入，K5~K8 作为另一个 Y 码输入，用 LED 模块的 LED1_5~LED1_8 来作为结果 S 输出，用 LED1_1 来作为结果的进位输出，LED 亮表示输出 1 灭表示输出 0。用元件例化的方法编写八位的全加器。

三、管脚绑定的具体说明。

A7~58,A6~57,A5~56,A4~55,A3~54,A2~53,A1~50,A0~49

B7~66,B6~65,B5~64,B4~63,B3~62,B2~61,B1~60,B0~59

SUM7~98,SUM6~99,SUM5~100,SUM4~101

SUM3~102,SUM2~103,SUM1~104,SUM0~105

COUT~106

四、实验中遇到的问题及解决方法。

由于是第一次实验，对仿真软件很不熟悉。本实验用到了元件例化，要将四位全加器的.VHD 文件复制到八位全加器的文件夹里。最开始的时候不知道这一点，所以八位全加器在运行是出错。通过老师的帮助知道了应该如何正确的操作，完成了实验。

五、实验心得。

第一次上机实验让我学会了如何使用 Quartus II 仿真软件，这个软件和以前用到的软件都不一样，它在计算机上完成管脚的绑定，然后通过下载线下载到芯片上就可以实现需要的功能。通过这次实验，也让我对元件例化有了更好的了解。基本掌握了全加器的工作原理，对 VHDL 编程语言有了更深入的理解。

实验二

姓

名:

学

号:

班 级:

指导老师:

日

期:

一、实验目的

1.了解数字秒表的工作原理

2.进一步熟悉用 VHDL 语言编写驱动七段码管显示的代码

3.掌握 VHDL 编写中的一些小技巧

二、实验内容：

本实验的任务就是设计一个秒表，系统时钟选择时钟模块的 1MHz，由于计时时钟信号为100Hz ,因此需要对系统时钟进行 10000 分频才能得到，因为七段码管需要扫描显示，本实验选择 1MHz。另外为了控制方便，需要一个复位开关，使能计时按键，分别使用拨档开关 K1,K2，拨动 K1 系统复位，所有寄存器全部清零。拨动 K2 秒表启动计时；如果再次拨动 K2，秒表停止计时，除非拨动 K1，系统才能复位，显示全部为 00-00-00。

三、管脚绑定

CLK~28,K1~58, K2~57,~K3~56

A~21 , B~23,C~24，D~37，E~38，F~39，G~41，DP~42，SEL0~43，SEL1~44，SEL2~45

四、实验中遇到的问题及解决方法

这次实验设计的是数字秒表，要求显示的是 hh-mm-ss。当把程序全部无误输入后，绑定管脚后下载到芯片得出的结果却是反的，表示秒的跑到了最左边呈现的是 ss-mm-hh，与预期的结果正好相反。经过自己的思考加上同学的指点发现是程序中七段码管扫描读取数值那段程序的顺序出现了问题，修改了之后就能像预期那样实现时分秒了。

五、实验心得

本次实验做的是秒表，主要使我知道了七段码管显示的代码表示，让我重新复习了数电所学过的七段码管的每一个数码管对应的数字位。本次实验让我对分频有了很好的了解，对 VHDL 编写有了一些自己的认识，也从中学习了不少编写 VHDL 程序的小技巧，尤其是对七段码管显示部分有了深入的理解。

实验三

姓

名:

学

号:

班 级:

指导老师:

日

期:

一、实验目的

1.在掌握可控脉冲发生器的基础上了解正负脉宽数调制信号发生的原理

2.熟练的运用示波器观察试验箱上的探测点波形

3.掌握时序电路设计的基本思想

二、实验内容：

本实验的任务是设计一个正负脉宽数控调制信号发生器。要求能够输出正负脉宽数控的脉冲波，正脉冲调制的脉冲波和负脉冲调制的脉冲波。试验中的时钟信号选择模块的 1MHz信号。用拨档开关 K1~K8 作为正脉冲脉宽的输入，用 S1~S8 作为负脉冲脉宽的输入，可在 Quartus II 中查看仿真图，或查看时序仿真图。

三、管脚绑定

CLK~28，POUT~98

A0~58，A1~57，A2~56，A3~55，A4~54，A5~53，A6~50，A7~49

B0~66，B1~65，B2~64，B3~63，B4~62，B5~61，B6~60，B7~59

四、实验中遇到的问题及解决方法

本次实验没有用到试验箱，而是直接在 Quartus 上查看时序仿真图来实现的，遇到了一些新的没有用过的功能。在使用过程中经常出错，在保存时序仿真是没有注意到后缀为.vwf，实验中漏洞百出，经过细心的同学帮我检查才得以成功。

五、实验心得

本次实验是正负脉宽数控调制信号发生器，使用的是直接在 Quartus 上进行时序仿真，这次实验使我学会了查看时序仿真图，知道了如何将输入由二进制改为其他进制如十进制。对 Quartus 这个软件有了更深刻的认识。

实验四

姓

名:

学

号:

班 级:

指导老师:

日

期:

一、实验目的

1.了解频率计的工作原理

2．体会 FGPA 在数字系统设计方面的灵活性

3.掌握 VHDL 在测量模块方面的技巧

二、实验内容

本实验要完成的任务就是设计一个频率计，系统时钟选择试验箱时钟模块的 1KHz 时钟，闸门时间为 1s，在闸门为高电平期间，对输入的频率计进行计数，当闸门变低的时候，记录当前的频率值，并将频率计数器清零，频率的显示每过两秒刷新一次。频率计的输入从实验箱的观察模块的探针输入。

三、管脚绑定

CLK~28，FIN~152

A~21，B~23，C~24，D~37，E~38，F~39，G~41，DP~42，SEL0~43，SEL1~44，SEL2~45

四、实验中遇到的问题及解决方法

频率计的输入模块从实验箱的观察模块的探针输入，由于不知道这一点，在连接完管脚下载好程序以后，试验箱上的七段码管并没有显示示数，以为是程序和管脚的问题，最后才知道要通过一条导线将输入炼连入电路中。

五、实验心得

本次实验做的是频率计的设计，首先通过这次实验让我了解了频率计的工作原理，复习了之前用到过的对系统时钟进行分频，这次的实验与之前相比难度较小，从程序到管脚绑定都相对比较容易，操作性强，让我体会到了 FPGA 在数字系统设计方面的灵活性。

实验五

姓

名:

学

号:

班 级:

指导老师:

日

期:

一、实验目的1.了解交通灯的亮灭规律

2.了解交通灯控制器的工作原理

3.熟悉 VHDL 语言编程，了解实际设计中的优化方案

二、实验内容：

本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的 1KHz 时钟，黄灯闪烁要求为2Hz,七段码管的时间显示为 1Hz 脉冲，即每一秒递减一次，在显示时间小于三秒是，通车方向的黄灯以 2Hz 的频率闪烁。系统中用 S1 进行复位。

三、管脚绑定

CLK~28，RST~58，R1~20，Y1~19，G1~18，R2~17，Y2~16，G2~15，A~21，B~23，C~24，D~37，E~38，F~39,G~41，DP~42，SEL0~43，SEL1~44，SEL~45

四、实验中遇到的问题及解决方法

因为有了之前四次实验的经验，这次实验做的比较顺利，就是有一点没有注意，那就是将属性改为 passive，没有改的时候下载过程中就会出现错误，在我及时的发现并改正后，交通灯就顺利的开始工作了。

五、实验心得

7.EDA技术在高校教学中的应用 篇七

一、硬件描述语言

数字系统设计分为硬件设计和软件设计, 随着计算机技术、超大规模集成电路 (CPLD, FPGA) 的发展和硬件描述语言HDL。的出现, 软、硬件设计之间的界限已经被打破, 数字系统的硬件设计可以完全用软件来实现, 只要掌握了HDL语言就可以设计出各种各样的数字逻辑电路。

要让学生学会硬件描述语言, 就必须有一个能提供文件输入, 逻辑综合、编译和仿真的语言环境, 目前使用最为广泛的一个语言环境是Altera公司推出的M ax+plusⅡ软件, 该软件可以帮助学生学习使用Altera公司CPLD产品, Altera是世界上著名可编程逻辑器件的供应商之一, 其CPLD产品代表着PLD的发展方向, 与Xilinx公司的FPGA产品水平互见高低。该软件可以通过图形、文本和波形等方式输入数字电路设计文件, 其中文本方式支持VHDL, AHDL和Verilog硬件描述语言。

Max+plusⅡ中有多个元件库 (全系列TTL宏功能, 巨功能库) , 可以指定MAX7000和10K10系列的两个Altera器件、器件管脚和逻辑综合方式等等, 经过编译形成的下载文件可以通过硬件对器件进行编程。同时, Max+plusⅡ还可以进行错误定位和设计规则检查, 使设计更加简单易行。在无硬件的情况下除下载不能进行外, 其它步骤都可以进行, 可见对于教学使用是非常好的一个软件。可以帮助学生学会VHDL语言并开展CPLD的教学工作, 使教学更上一个台阶, 满足培养跨世纪人才的需求。

二、EDA实验开发系统

当今, 电子电路越来越复杂, 数字电路被更多应用到电路设计中, 可编程逻辑器件已经广泛地用在电子设计中, 而且在电路中的占有比例越来越大, 它一方面提高了系统的可靠性, 另一方面也增强了设计的灵活性和可维护性, 使电子电路的设计更加方便快捷。在硬件的设计思路上, 要改变原来传统的设计方式, 用设计软件的方式方法来设计硬件。在学习新方法的过程中, 一款功能强大、使用方便的辅助学习工具必不可少。目前, 国内外很多公司已经开发出了各种各样的E D A实验系统。内蒙古科技大学信息工程学院结合多年EDA开发经验, 分析国内外多种EDA实验系统, 取长补短, 研发出了BTGY-EDA实验开发系统, BTGY-EDA实验系统为本校学生学习EDA技术提供了巨大帮助。下面以BTGY-EDA实验系统为例, 简单介绍一下EDA实验系统的几个特点:

1. 软开放

全开放的实验系统。对于学生来讲, 自己连线费时费力过于麻烦, 而且还容易出错, 对于所设计的电路来讲, 工作频率不会高, 干扰大。再看完全不开放的实验系统, 接线全部固定, 所做的实验就有限, 只能局限于设计好的几个实验内容, 限制了学生的开发能力。BTGY-EDA实验系统采用软开放式结构, 对实际电路接线固定, 能在高频状态下工作, 干扰、辐射也小, 同时学生又可以用软件方式按设计要求将各IO引脚连接起来。

2. 软件连接

由于是软开放的结构, 学生在实验或设计时, 需要自己连线, BTGY-EDA实验系统采用“软件配置”技术, 在软件上接好需要的连线, 下载到实验系统即可实现接线, 如果连线过程有冲突, 软件还会给出提示, 这就避免了硬件接错线可能导致的实验系统故障, 甚至损坏现象。这种软件接线还有一个好处, 就是将定义好接线保存在磁盘上, 下次做实验或设计时, 从盘上读出即可。如果是硬件接线, 学校中有很多人共用实验系统, 根本无法将接线保留下来。

3. 智能译码

在EDA实验中, 最常用到的电路是显示电路。如果显示电路接到固定的IO引脚, 占用供实验用的IO引脚, 并且也浪费了器件内部大量资源。BTGY-EDA实验系统采用智能译码技术, 与软件连接技术相似, 软件上设置好译码方式后, 下载到实验系统上即可在实验系统实现所要求的译码电路。BTGY-EDA实验系统的智能译码技术在安全的条件下, 可以由学生任意定义接线方式, 灵活多变, 而且可以将接线定义保存在磁盘上。

4. 软、硬件结合

国内外众多的EDA实验系统几乎都是单硬件工作方式, 接线要在实验板上接, 模式要在实验板上选择, 观察结果只能看板上的LED或八段数码管, 如果是高速信号只能看最终的输出结果, 工作时序, 信号波形一无所知, 如果有RAM相关的实验, 因为RAM数据无法下载, 只能以ROM代替, 外部设备的选择只能用跳线来实现或干脆拔掉有冲突的芯片。BTGY-EDA实验系统采用软、硬件结合技术, 可以在PC机的软件上定义实验所要连线, 下载到实验系统上即可。

5. 模式可变

不开放结构的实验系统, 由于接线全部固定, 模式无法改变, 或者在器件中浪费大量资源来设置模式, 这样既不实用, 也不利于学习;全开放的结构, 用手工接线来设置模式, 干扰大不说, 不小心连错线还会造成仪器的损坏, 有些半开放的实验系统, 由于不能与上位机相连, 只能在硬件实验上选择有限的几种模式, 既不灵活, 观察也不方便。BTGY-EDA实验系统由于采用“软件配置”技术, 可以用软件设置模式, 下载到实验系统, 灵活多变。在软件设置模式时, 如果器件之间有冲突, 软件会给出警告, 避免接错线的可能。

6. 适配板与实验系统独立

BTGY-EDA实验系统采用FPGA/CPLD适配板与实验系统主体相互独立的结构, 实验系统的显示译码、键盘输出均不占用适配板的资源。适配板与实验系统之间用IO引脚连接, 从理论上讲, 这种结构可以无限扩展FPGA/CPLD实验种类, 只要在FPGA/CPLD适配板上将正确的IO信号接到实验系统上, 就可以对这种FPGA/CPLD进行实验和设计, 加上本系统的“软件配置”技术, 不但可扩展性强, 使用也灵活。采用这种相互独立的结构, 可以在适配板上对每种FPGA/CPLD来设计制作与芯片完全吻合的编程下载电路, 使FPGA/CPLD的编程下载更加可靠、稳定。可编程下载器件的种类也不会有限制了, 只要有该器件的适配板就行。用户所要做的事就是将编程并行口接到实验系统上。

7. 多种外部设备

实验系统提供了多种常用外部设备, 为学生提供典型的学习电路。这些电路包括高速模入通道、高速模出通道、RS-232串行接口、标准并行接口、PS/2接口等电路, 这些电路真实地体现了EDA设计的高速、时序严格、抗干扰等特点,

三、结束语

现代电子设计技术是发展的, 相应的教学内容和方法也应不断改进, 其中也有许多问题值得深入探讨。

参考文献

[1]任国凤.EDA在数字电路实验中的应用[J].太原师范学院学报 (自然科学版) , 2007, 4

[2]齐洪喜. VHDL电路设计实用教程[M].北京:清华大学出版社, 2004

8.eda技术教学 篇八

EDA技术电子技术教学教学改革中职教育的培养目标是为适应经济社会发展培养出具有较强技术的应用型人才，此种应用型人才不仅需要较强的技术水平而且需要具备较强的适应能力、具有较宽的知识面、具备高素质等特点。因此，数字电子技术这门课程不仅是一门重要的基础专业课，更是一门应用性、实践性很强的课程。在现代电子系统中，传统的数字系统设计方法已经逐渐被淘汰，作为新时代的电子工程师与设计人员，掌握相关的知识与技术势在必行。EDA就是利用软件工具与计算机等手段提高了电路设计的可行性，从而减轻了劳动者的工作强度。

一、传统的数字电子技术教学中存在的弊端

传统的理论教学模式都是建立在繁琐的公式推导以及数据计算的基础上，通过大量的图表以及数据等进行相关的分析和计算，缺乏直观、形象性。学生很难将理论与实践进行有效结合。再者，若是将实验搬进课堂中，不仅花费大量的时间与精力，而且效果不佳。如果是按照传统的教学方法进行授课，往往在学期末考察学生的过程中，学生对于各个元器件的名称、内部电路以及作用等基本知识还不能很好地理解和掌握，难度较大的实验更是无从下手。因此，在教学过程中必须要改变传统的教学手段。

具体到实践教学方面，数字逻辑实验箱是实验教学阶段最常用的实验设备，学生在进行实验时只是按照实验操作指导书进行即可，基本没有动脑的机会，不能切实地提高学生动脑分析问题、解决问题的能力，而且器件若存在故障，那在查找和排除的过程中需要耗费大量的时间，而且难度比较大。因此，在实践教学中传统的数字电子教学也存在严重的弊端。

教学手段的简单与落后是传统的数字电子技术教学中存在的主要问题之一。很多的学校或者教室中缺少多媒体投影教学设施，仍处在传统的板书教学阶段。因此，教师要耗费很多的时间在画电路图、推导公式等板书上。即使配备了多媒体教学设施，但是由于教师一直沿用“满堂灌”的教学模式，学生在规定的时间内几乎不可能成功地完成实验，而且学生也没有动脑、动手的机会，使多媒体的优势没有完全发挥出来，学生的创新能力也没有得到良好的培养。

二、EDA在数字电子技术中的应用

数字电子技术是一门实践性非常强的课程，在教学过程中需要进行理论和实验的有效结合。EDA实验课的内容可以通过计算机进行独立完成，通过将抽象的问题具体化和真实化，更有利于学生的理解而且也不用担心器件、仪器被损坏。

在数字电子技术教学过程中，实验占据学习任务的很大一部分，而这一项恰恰是学生们的弱势。若能将传统的实验与EDA仿真两种方法进行结合，可以解决很大部分既困难又难以理解的实验，这样既能通过传统的实验锻炼学生的实际动手能力以及电路故障的排出和调试能力，又能通过EDA仿真有效的节省实验成本，降低实验元器件的日常消耗，提高实验的成功率，更为重要的是将实验结果更为直观的呈现在学生们面前。

首先，在理论教学环节，将EDA技术与数字电子技术进行有效的整合。数字电子技术教学过程的主要环节是在课堂教学中，在理论课的教学过程中对于那些不容易被学生理解的内容通过EDA仿真技术将实验带进课堂中，不仅给学生更为形象和直观的感觉而且也能帮助学生理解抽象的知识点。

电工电子技术是一门比较抽象的课程，课程中设计到大量的公式和数据，因此学生普遍反映在學习这门课程的过程中比较吃力，若在课堂中与Muhism软件以及多媒体技术进行有效的结合，对于教学效果的提高是大有裨益的。Muhism不仅能充分满足教学的要求，而且能够为学生提供电源库、元件库以及仪器仪表库。并且在学生们做完题后，Muhism软件可以帮助学生检查自己所做题的正确率，在此过程中大大调动了学生们学习这门课程的主动性。

其次，在实践教学环节，将EDA技术与数字电子技术进行有效的整合。实践教学环节在数字电子技术的教学过程中发挥着举足轻重的作用，将EDA仿真技术与传统实验相结合，在克服传统实验的基础上将实验结果直观地展示给学生，从而实现传统实验与EDA仿真技术的有效结合。

在进行一些比较重要但是学生理解起来有难度的实验时，将这两种方法结合起来既能锻炼学生们动手操作、调试以及排除故障的能力，又能通过EDA仿真技术最大程度节省实验成本、提高实验的成功率，而且学生们对实验结果也有了更为直观的观察。

在实践教学环节，将多媒体技术与Muhism软件有效地整合，可以有效地将课堂与实验融为一体。利用EDA技术不仅能将难以理解的知识与实验直观的呈现在学生面前而且能使学生顺利的开展各种模拟实验，并且可以激发学生学习电工电子知识的兴趣和欲望，能够调动学生学习的积极性和主动性，也可以提高学生对电路的认识水平以及学生的实践能力。在改变传统教学模式的基础上，提升了学生对于数字电子技术相关知识的理解程度也彻底解决了理论与实际脱节的现状。

三、总结

本文中主要通过“课堂教学环节”以及“实践操作环节”两个方面对EDA技术在电工电子技术教学中的应用情况进行了简单的介绍，其最终目的就是为了提高电工电子技术课堂的教学质量。EDA技术是一种先进的仿真软件，智能化是其具有的显著特征。随着我国现阶段教学改革的不断进行，作为电工电子专业的教师应在教学过程中将EDA技术渗透进各个环节中，这样对于提高教学质量和学生的动手操作能力都是非常有帮助的。将EDA技术应用到教学过程中可以为社会培养出更多的具有实际操作能力的人才。

参考文献：

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[2]张艳艳，袁嫒，夏咏梅.“EDA技术基础”与“电子技术”的课程整合[J].黄石理工学院学报，2011，（3）.

[3]何孟星.用好新教材 用活新教材——中职“汽车电工电子技术”课程新教材使用与创新[J].职业技术，2012，（4）.

[4]张水利，董军堂，樊延虎，常艳玲.“软件技术基础”教学模式的研究与实践[J].延安大学学报，2010，（2）.