电子工程方面论文投稿

　 浅析EDA技术的教学与实践.

　 摘要：EDA技术是电子类专业的一门重要课程，应用非常广泛。本文从初级、中级、高级三个层次，开展教学实践培训，旨在提高学生技能。

　 关键词：EDA技术 教学途径

　 EDA技术的学习应贯穿在电子类高职专业的整个学习过程中，贯穿于电子仿真实验、课程设计、竞赛、毕业设计等各个环节，笔者分别应用EDA技术在初级、中级、高级三个层次中的应用作些探析。

　 一、EDA技术的教学内容

　 一初级教学内容初级教学内容主要包括用EWB、PSpice、Protel等软件进行电路设计、PCB板设计、电路仿真。一句话，初级教学内容就是学习使用工具软件。下面简介三款软件。

　 EWB英文全称为Electronics Workbench是加拿大交互图像技术有限公司于1988年开发的电子电路计算机仿真软件，它被称为电子设计工作平台或虚拟电子实验室。相对其它EDA软件而言，它是个较小巧的软件，功能也比较单一，主要进行模拟电路和数字电路的混合仿真，但它的仿真功能十分强大，可以近似完全地仿真出真实电路的结果，而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片，器件库中没有的元器件，还可以由外部模块导入，在众多的电路仿真软件中，EWB是最容易上手的，它的工作界面非常直观，原理图和各种工具都在同一个窗口内，学生稍加学习就可以熟练地使用该软件，对于电子设计，它是个很好的EDA工具，许多电路你无需动用烙铁就可得知它的结果，而且若想更换元器件或改变元器件参数也十分方便。EWB可以作为电子类专业辅助教学软件使用，它是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实训室中更灵活的方式进行电路实验实训，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。

　 PSpice是由SPICESimulation Program withIntergrated Circuit Emphasis发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序，PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。它的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。PSPICE是最为流行的电子电路仿真软件。

　 Protel是Protel公司在20世纪80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件。目前Protel高端版本是完全一体化电子产品开发系统，是一款完整的板级设计软件，它是将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件如FPGA设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。在教学时可以选择Protel99SE，它共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计包含信号完整性分析、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。

　 教学中，应处理好初级教学内容中的三款软件关系，找准各自侧重点。EWB侧重点为电子技术训练工具，虚拟电子实训室;Pspice侧重点为电路仿真;Protel侧重点为原理图设计、PCB设计。

　 二中级教学内容

　 中级的教学内容是利用VHDL完成对CPLD/FPGA的开发。常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog、ABEL等，这里只介绍VHDL。VHDLVHSICVery High Speed Integrated CircuitHardware Description Language就是超高速集成电路硬件描述语言，是一种用于电路设计的高级语言。因此它主要应用在数字电路的设计中。在中国，目前主要用在FPGA/CPLD/EPLD的设计中。

　 VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体可以是一个元件，一个电路模块或一个系统分成外部或称可视部分,及端口和内部或称不可视部分，涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。

　 CPLDComplex Programmable Logic Device即复杂可编程逻辑器件，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆“在系统”编程将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。CPLD具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产之中。

　 FPGAField-Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

　 中级教学内容的教学，应达到学生会熟练地借助集成开发软件平台QuartusⅡ，用VHDL硬件描述语言方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆“在系统”编程将代码传送到CPLD/FPGA目标芯片中，实现设计的数字系统。

　 三高级教学内容

　 高级教学内容主要是专用集成电路ASIC的设计。ASICApplication Specific IntegratedCircuit是一种为专门目的而设计的集成电路，即专用集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

　 ASIC的设计方法和手段经历了几十年的发展演变，从最初的全手工设计发展到现在先进的可以全自动实现的过程。从设计手段演变的过程划分，设计手段经历了手工设计、计算机辅助设计ICCAD、电子设计自动化EDA、电子系统设计自动化ESDA以及用户现场可编程器阶段。

　 就设计方法而言，设计集成电路的方法可以分为全定制、半定制和可编程IC设计三种方式。全定制设计需要设计者完成所有电路的设计，因此需要大量人力物力，灵活性好但开发效率低下。

　 如果设计较为理想，全定制能够比半定制的A-SIC芯片运行速度更快。半定制使用库里的标准逻辑单元Standard Cell，设计时可以从标准逻辑单元库中选择SSI如门电路、MSI如加法器、比较器等、数据通路如ALU、存储器、总线等、存储器甚至系统级模块如乘法器、微控制器等和IP核，这些逻辑单元已经布局完毕，而且设计得较为可靠，设计者可以较方便地完成系统设计。

　 高级教学内容的教学是在中级教学内容的基础上进行的，学生主要掌握设计方法，并以项目为载体进行设计训练。

　 二、实践教学中的应用

　 EDA技术在教学中的应用至少体现在四个方面。

　 一电子电路课程模拟仿真实验利用EWB可以进行《电路基础》、《电工基础》、《电子技术》、《电子电路》、《数字电路》等课程的模拟仿真实训。

　 二电子技术课程设计

　 电子技术课程设计可以用Protel设计电路，用Pspice进行仿真。

　 三毕业设计从事简单电子系统的设计电子类专业的毕业设计很多涉及电子系统的设计，Protel、Pspice、EWB、QuartusⅡ等软件、VHDL等硬件描述语言、ASIC设计方法都可派上用场。

　 四大学生电子设计竞赛活动

　 各级各类的大学生电子设计竞赛，EDA技术教学内容的初级、中级、高级三层更是大有用武之地。

　 论电子工程教学中的问题与对策

　 摘要：为了解决当前电子工程专业教学中存在的问题，提出三个主要措施，并对每个方面作了详细阐述。

　 关键词：电子工程;教学;问题;对策

　 1 引言

　 当今令科技界最为关注的领域之一就是迅猛发展的IT行业，而IT行业的硬件技术依赖的则是电子工程学。一般说来，电子工程覆盖了“电子信息工程”、“通信工程”和“测控技术与仪器”专业，在本文中电子工程的教学是指以这些专业中的基础课程为教学内容的教学。在传统的电子工程教学中，我们关注电子工程学科的教授基础理论与原理以及实验，随着计算机技术和信息技术的发展，电子工程教学在专业课程设置、教学内容和教学方式都应发生重大的转变。在市场需求的指挥棒下，为社会培养出高专业素质的电子工程储备人才，是我们高校教育的最终目标。

　 2 在当前电子工程类专业就业中发现的问题

　 通过对A校2021届，2021届，2021届电子工程专业毕业生调查发现，地方高校电子工程专业的学生就业形势并不乐观。其主要的原因有以下三个方面：

　 1职位方向不明确。调查结果表明，未能顺利就业的毕业生中有60%是因为不知道自己该从事什么样的工作。由于不能准确定位自己的职位要求，求职过程中没有能体现自己的专业特点，不能吸引用人单位，应聘效果大打折扣。同时很多用人单位也不了解电子工程专业学生的优势，对于计算机专业毕业生和电子工程专业毕业生，在他们看来没有多大的区别。而电子工程专业学生也没有感受到自己相对于其他通信、计算机专业学生的优势。在严峻的就业形势下，不少毕业生不得不选择其他岗位，以 “先就业、再择业”来调整自己的心态。

　 2课程设置不规范。一些电子工程专业的高校，培养目标定位不够准确，课程设置不甚规范，毕业生不具备专业优势。由于缺乏对电子工程在国内外实际应用的了解，开设课程往往是以教师为导向，有什么教师就开什么课，课程设置存在随意性。常常是将电子技术类课程和计算机类课程简单堆砌在一起，缺乏有机结合的系统特性，使得电子工程专业的学生什么都学，可什么都学不透，没有专业优势。

　 3实践环节薄弱。在电子工程教学过程中，由于受到学校教学资源和重视程度的限制，在电子工程实验室建设上投入相对较少。近几年高校并没有在专业建设上做出多少实质性的工作。电子工程实践教学大多是停留在常规实验室中组织一些很陈旧的基础技能练习，不能与企业实践应用相结合而进行教学，使得培养出的学生就业后不能较快地适应岗位，与企业的期望值相差较大。

　 针对以下的问题，结合多年的实践教学经验，提出以下解决方案。

　 3 改变以讲授式为主的教学方法

　 合理的选择教学内容是提高专业教学质量的关键之一。作为高校教师，要充分理解“授人以鱼，不如授人以渔”的现代教育理念，一味的灌输知识，一味的以教师为主体的讲授式教学的时代已经过去，现代教育理念更加关注学生的主动学习过程。具体说来，就是要选择重难点内容去讲解，紧密联系实际，辅助学生理解电子工程的基础理论与实践。对那些识记性内容应要求学生自学完成。教师角色仅仅是引导学生深入理解并掌握基础理论并应用于实践，而不是将这些内容统统的灌输到学生的大脑中。具体可以从以下几个方面做起。

　 1要充分利用现有的电教设备和计算机辅助教学系统，使学生在没有教师的辅导下也能够自学。这样一方面培养学生的独立学习的能力，另外一方面也可减轻教师的负担，而让教师留有余力去进行教学创新。

　 2在教授重难点教学内容方面，教师也要摒弃传统的灌输式教学方法，要学会引导学生去探索未知领域。譬如，教师可以在引导过程中设计多个逐步深入的，逻辑相关的系列引导问题，当学生准确的回答出系列引导问题后，探索未知领域的困难也就迎刃而解了。在该过程中，教师要不断的、富有耐心的引导和鼓励学生去勇敢的提出疑问、大胆假设，进而逐步获得问题的答案。

　 3更要重视实验教学。实验室是实验教学和科研的基地，它是培养学生动手能力、提升电子工程学原理的理解力以及学生的创造能力的宝地。历来我们很多高校教育对实验教学的重视程度是雷声大雨点小。其结果是该专业学生走上工作岗位时发现自己仍然仅仅了解人们熟知的专业术语。实验教学的重要性对于电子工程专业的建设毋庸置疑。在既定的实验条件下，要建立开放性实验研究中心，给学生自由实验时间。教师也应编写适合自己教学内容的实验教材，严格要求学生的实验过程，并对学生提交的实验报告提出严格的要求，建议将实验成绩计入期末课程总分。

　 4将课程设计与实践紧密结合。良好的课程设计涵盖了该课程的主要教学内容，是对于学生在该课程内容上的综合训练，同时将课程的理论知识与将来学生要从事的实际工作联系起来，为将来的毕业设计和工作打下坚实的基础。课程设计就是一次学生将来工作内容的预演，作为教师要严格的要求每一组学生的课程设计过程，更要严格要求每一位学生，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。课程设计要紧跟信息技术发展的步伐，及时更新陈旧的课程设计，要尽可能多的反映当代科技的发展，例如要开设DSP设计、EDA操作等等。

　 4 选取合理的教学内容

　 随着信息技术的发展，电子工程学与其他学科的交叉学科越来越多，教师在课堂上不可能将所有电子工程学涉及的领域都一一阐述。因此这就需要教师仍然要保留传统电子工程教学的一大特点：加强基础知识、基本理论和基本分析方法。在明确本校学生就业的大体方向的前提下，教师要在教材之外选择一些电子工程学与其他专业领域相互渗透的新兴交叉学科，一方面要尽量拓宽学生的专业知识面，另外一方面也是为学生在毕业前提供充分的专业基础理论准备。因此在选择教学内容上可依照以下原则进行：

　 1 重基础：虽然电子工程学与其他领域的交叉学科发展的很快，但其专业基础几乎是没有变化的。为了让学生能够更好的在工作中活学活用，基础理论和基本分析方法一定要作为教学的重中之重。

　 2 扩展知识领域：向学生提供最新的理论应用于实践的成果，以及电子工程学涉猎于其他诸如计算机、机械等学科的前沿技术。

　 3 划定自学内容：将教材中的部分非重要知识或是由基础理论引申的教学内容划定为学生自学内容。这样使得教师的教学内容详略得当，有的放矢，同时培养了学生的独立学习能力。

　 5 调整专业课程设置

　 改革课程体系及其内容是着力培养高素质电子工程专业人才的重要手段之一。传统的电子工程专业课程设置老化，内容陈旧已经不能适应现代信息技术的发展和市场对于电子工程类人才的需求。

　 依托当地经济氛围，培养企业所需人才的前提就是要了解企业存在哪些电子工程职位，并且这些职位需要哪些专业技能。把这些专业技能按照综合技能，次级技能往下层逐一分解后，找出其每层专业技能对应出相应的课程。并将这些课程按照其层级的不同，分布到每个学期中。主要措施如下：

　 1重视基础课的同时要多开设选修课程。选修课程便于提高学生选课的自主权，同时尊重了学生的兴趣。同时电子工程专业是个宽口径专业，涉及通讯、电子技术、以及计算机技术相关的多个学科领域。课程设置在强调基础理论的同时，要注重与通讯、电子技术、以及计算机技术领域的结合。按照厚基础，宽专业的原则进行专业课程的调整。

　 2注重专业课程的时代感。当电子工程专业岗位要求的能力发生变化时，要积极反映到开设的课程中。作为教师要及时关注企业岗位动态,教课之余不忘深入企业向企业管理者和。对于一些已经被弱化的教学内容要少讲或不讲;相反对于一些被强化的教学内容要多讲，要细讲。总而言之，适应于社会发展需要，适应于市场形势的变化，对课程进行合乎于教学规律的调整，使整体教育与市场需要联系更为密切。

　 3加强实践环节。具体的做法就是要重视实验课在基础理论和拓展基础理论学习时所起的作用。这些前文已经讨论过，在此就不再赘述。

　 6 结束语

　 经过以上的分析探讨，在电子工程类专业培养过程中，必须在教学方法，教学内容以及专业设置方面进行突破传统的改革。虽然一些建议和可行性方案已经较为成熟，但直接实施起来还有难度，一些较为详细的实施步骤还未涉及和探讨，还需要电子工程类专业的负责人和课程教师通力协作，具体问题具体分析。

　 参考文献：

　 [1] 赵辉.电子工程专业教学改革探索[J].山东工业大学学报社会科学版,1998,2:95-96.

　 [2] 李丽容,汉泽西.电子工程教学中几个问题的思考[J].电气电子教学学报,2000,224:36-37.

　 [3] 岑盈盈,杨志卫.电工电子实习教学的改革与实践[J].浙江科技学院学报,2021,181:67-70.

　 感谢您的阅读，祝您生活愉快。