發布時間：2022-04-25 09:53:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電子設計技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1EDA技術的概念
EDA技術的提出給整個電子設計行業帶來了巨大的沖擊，除了為行業的發展提供了技術和標準的依靠，更成為電子設計的巨大潮流。當前世界電子設計發達的國家和地區對于EDA技術的應用越來越普遍，EDA技術的應用方式和領域正得到不斷地開發和擴展，在電子設計行業方興未艾的我國更應該將EDA技術作為一個突破口，通過對EDA技術的應用研究和功能拓展來提升電子設計的水平和質量，使電子設計工作找到更為系統和科學的技術體系支撐，在普及和推廣EDA技術的基礎上，實現電子設計向更深的層次和更廣的范圍發展。
2EDA技術的優勢
2.1EDA技術的應用范圍廣
當前電子設計中比較流行的編程方式是無線編程和在線編程，EDA技術可以很好地適應電子設計發展的潮流，實現無障礙編程，同時也會使編程具有更高的保密性。
2.2EDA技術的可靠性高
EDA技術可以有效克服電子設計中復位障礙和跑飛缺陷，并可以通過集成和壓縮將電子產品的各系統集成在同一個芯片之中，便于在電子設計中進行管理，有利于實現電子設計中對風險的有效控制，大大提升了電子設計的可靠性。
2.3EDA技術的普適性好
EDA技術可以在電子設計的升級和創新環節中得到有效應用，并能發揮出EDA技術獨有的容量大、速度快、效率高的特點，這對于設計通信類電子產品來講無疑是具有根本性的優勢。
2.4EDA技術的效率高
EDA技術可以實現多任務并行，通過多種模塊的功能化EDA技術可以加快電子設計中速度和效率的提升，實現了對傳統電子設計的超越，達到了電子設計工作對信息化和市場化的適應。
3EDA技術的流程
3.1EDA技術的源程序
EDA技術通過EDA工具對需要編輯的圖形或文本加以編譯，形成規范的VHDL格式文件，這有利于邏輯綜合過程之前對編輯的控制，在形成源程序的同時將其送入到仿真器中進行處理，一般檢驗圖形或文字編輯的錯漏。
3.2EDA技術的邏輯綜合
通過綜合器把電路設計的高級語言描繪轉化成為低級的語言描繪，該過程就是邏輯綜合。在進行邏輯綜合之后能夠將VHDL網表文件送到仿真器中進行仿真操作，其結果與功能基本保持一致。
3.3EDA技術的目標器件
邏輯適配是指對生成的網表文件針對某個具體的目標器件進行映射操作。這個過程包括器件配置、布線操作等，在指定的目標器件中進行配置，產生下載文件，之后可以進行時序仿真操作。VHDL仿真器在運行的過程中已經對EDA器件的屬性特征進行了全面充分的考慮，因此能夠保證時序結果的精確性。
4EDA技術的應用
本研究以EDA技術在8255A芯片的設計工作為例，來闡述EDA技術應用的要點。
4.18255A端口及構造體說明
該設計模塊中PPI端口一共定義了40個引腳，定義與8255A是相同的。端口的構造體許多都是輸入輸出的雙向引腳，其端口是相互對應的在芯片端口的構造體內部，都是通過EDA技術的bus-in和bus-out總線來實現。
4.2構造體進程
構造體進程主要包括如下兩個：一是，讀進程工作就是指在片選信號和讀信號都有效時，從各個端口對外部設備提供的信息數據進行讀入。二是，寫進程工作就是在片選信號和寫信號有效時，將總線上的數據信息寫入到bus-out總線上，便于以后對使用方式的判別。在這兩項進程中需要EDA技術作為系統支撐。
5結語
EDA技術的發展是電子設計工作的前提，在電子市場發展的大潮下，必須在電子設計中更加全面地運用EDA技術，使電子設計的效率和質量得到提升，這樣才能確保電子設計系統性、集成性目標的實現，為電子設計工作的發展找到基礎和出發點。
作者：魏娜王慧瑩單位：東北農業大學成棟學院
摘要：隨著信息技術的不斷發展，科研能力的不斷提高，電子設計技術進入了一個快速發展的全新階段，發展效果較好，發展勢頭較強，實現了軟件設計與硬件設計的有機融合，具有廣泛的應用性，在電子系統設計中具有重要的作用，研究現代電子技術設計的發展歷程以及應用，有助于對電子設計技術產生更深層次的認識，促進電子設計技術的發展。
關鍵詞：電子設計技術；電子系統設計；應用
電子設計技術是一種新興技術，通過電子設備進行設計不僅能夠提高設計的準確性與便捷性，提高設計效果，還能夠節約設計制圖的時間，并將平面的圖形立體化形象化，方便設計人員進行再次修改，因此，電子設計技術在生產生活中具有重要作用，研究電子設計技術在生產生活中的應用至關重要。
1.現代電子設計技術概述
現代電子設計技術的發展速度較快，受到信息技術發展與市場需求的影響，市場需求量大，對技術的發展要求較高，資金與科研力量投入較大，現代電子設計技術的發展也就越迅速，電子設計技術也就進入了一個快速發展的階段，并獲得了一定成效。現代電子設計技術中發展最為迅速的是EDA電子設計自動化技術，下面主要圍繞電子設計自動化設計進行簡要概述。電子設計自動化技術為電子系統設計帶來了革命性的變化，在各個領域都有廣泛的應用，電子設計自動化技術經歷了三個發展階段，從計算機輔助設計到計算機輔助工程設計再發展到電子設計自動化技術，經過不斷的發展變革，已經逐漸完善，在電子系統中的多個領域，尤其是微波領域以及模擬領域等發揮著無可替代的作用[1]。電子設計自動化技術的功能主要為以下幾點，第一，進行電子系統設計仿真測試，第二，進行電子系統的布局布線，第三，完成電路的功能設計與邏輯分析，第四，實現印刷電路板的自動化設計。電子設計自動化技術的工作平臺只需要計算機硬件以及系統軟件，在具備電腦以及電子設計自動化軟件的情況下，就可以進行工作，方便、快捷，投入小，回報高，具有重要的應用價值，在電路性能分析與設計方面具有重要作用。由于電子設計自動化技術的發展帶動了電子產品以及通訊事業的發展，對社會的發展起到了較大的促進作用。
2.現代電子設計的發展歷程與趨勢
電子設計的發展經過了多次重大變革與進步，其發展歷程如下，電子設計技術的原型是應用分離元件，經過不斷研究，轉變為SSI，SSI是電子芯片所構成的電子系統，不過當前，此電子芯片構成的電子系統已經不再使用，成為歷史，在此之后，研發了微控制器MCU，微控制器MCU在電子系統設計過程中發揮了重要作用，克服了數字電路系統中存在的許多難題，實現了復雜的邏輯功能，使電子系統的智能化水平發生了質的飛躍，因此，微控制器MCU是電子系統設計的里程碑，在現代電子設計技術發展歷程上具有重要價值[2]。現代電子設計技術的發展趨勢還是較為樂觀，隨著信息技術的革新發展，為電子設計技術創造了發展的條件，提供了輔助，使電子信息技術的發展進步具有強大的動力，不僅如此，隨著人們對電子產品需求的增大，電子產品市場前景越來越好，現代電子設計技術具有廣闊的發展空間，科研人員的研發動力較強，相關企業部門也投入了大量的資金與技術，促進了現代電子設計技術的發展。
3.現代電子設計技術在電子系統設計中的應用
3.1系統功能仿真
系統功能仿真是驗證系統設計邏輯功能的有效途徑，設計人員可以通過運用電子設計技術工具與測試平臺的方法進行驗證，通過波形輸出、文件記錄輸出等方式進行對比研究，將輸入信號與輸出矢量進行比較，驗證真偽，實現系統設計模塊邏輯功能的驗證[3]。系統功能仿真的實施步驟如下，首先，在本系統輸入EN、CP、CLR等信號，在信號輸入之后，等待一段時間，得到功能仿真系統輸出的波形，其次，對波形進行驗證，將輸出波形與輸入信號測試矢量進行比較，最后，對二者結果進行對比分析，驗證系統邏輯功能是否正確。
3.2報警電路工作原理
報警電路是電子系統中常用的系統，常與檢測數據處理系統同步，在電子系統中具有重要作用，電子設計信息技術能夠提高報警電路性能，增強報警線路的有效性與靈敏性，改變傳統報警線路的實現方法，發揮著重要作用。傳統報警電路多是由數字系統設計方法設計而成，不僅規模小、靈活性差，邏輯能力差，調試過程還較為繁雜，無法使報警電路有效工作，而運用電子設計技術研發的新型報警電路，則能夠解決上述問題，提高報警電路的性能，具有重要的作用。報警電路的工作原理如下，首先，將首級電路信號輸入到掃描電路中，并為掃描電路制定標準，標準規則如下，在10次連續超過標準值的情況下瞬間報警，在其他情況下，安裝定時器，累計到一定次數后，發生警報。其次，嚴密觀察規定時間內的信號變化，30分鐘、8小時是較為特殊的觀察點，需要做好觀察研究工作，最后，安裝定時控制器，以8小時為間隔，每8小時，發出一次自檢信號，此自檢信號的作用是對計數器進行復位。
3.3邏輯優化綜合
邏輯優化綜合是電子設計技術在電子系統中應用的主要方式之一，通過邏輯功能的綜合優化，能夠提升電子系統的應用性與實用性，使電子系統的智能化得到進一步發展，增強電子系統的各種性能，促進電子系統的進一步發展。邏輯綜合是指將較高抽象層次的描述轉化為較低抽象層次描述的方式，當前，電子設計技術能夠利用綜合器對源代碼進行優化綜合處理，達到理想的處理效果，還能夠將邏輯電路圖轉化為門級電路，生成網絡表文件，提升電路的性能，增強邏輯的綜合性，有效進行邏輯優化，發揮重要作用。
4.總結
綜上所述，電子設計技術在電子系統設計中具有較好的應用效果，不僅能夠實現邏輯的優化綜合，提高電子系統的邏輯性與應用性，還能夠設置報警電路，實現系統功能的優化，保證電子系統的安全性與實用性，因此，研究現代電子設計技術在電子系統設計中的應用.具有重要價值。
作者:李永鴻 單位:廣東省電信工程有限公司
【摘要】伴隨著信息化社會的高速發展，EDA技術逐步發展起來，并越來越廣泛地被應用到電子設計的各個領域中去，與傳統的電子方法相比較，電子設計自動化具有更加強大優勢與特點。
【關鍵詞】電子設計;EDA技術;技術應用
引言
電子技術在信息化時代得到了高速發展，各類電子產品成為了人們生活中不可或缺的一部分，隨著電子產品附帶的功能逐漸增多以及性能方面的拓展，人們對電子技術提出了更高的要求。集成電路制造技術和電子設計是推動電子產品發展的主要動力，其中電子設計更是以前沿尖端的EDA技術為優秀，在電子技術不斷取得突破的今天，CPLD、FPGA可編程邏輯器件也越來越多的應用于電子設計，為電子設計帶來了廣闊發展空間和適應各項需求的靈活性。
1.EDA技術的特點與應用
（1）FPGA/CPLD的編程方式較易實現無線編程、紅外編程、超聲編程，或通過電話線遠程在線編程，并且具有良好的加密功能。
（2）不存在MCU所特有的復位不可靠和PC跑飛等固有缺陷，還可將整個系統下載于同一芯片中，縮小了體積，易于管理與屏蔽，從而具有高可靠性。
（3）對于復雜多變的通信協議來說，利用VHDL進行FPGA編程高效、靈活，并且能夠快速適應標準的升級，實際上FPGA的大容量、高速、高性能的發展趨勢正是為了迎合通信領域應用的需要。
（4）器件的功能塊可以同時工作，能夠實現指令級、比特級、流水線級甚至是任務級的并行執行，加快了運算速度，由FPGA實現的運算系統可以達到現有通用處理器的數百甚至上千倍。將EDA技術應用于電子系統設計，能減小設備體積，降低功耗，提高電路的可靠性，減少上市時間，將設計風險降至最小，是數字系統設計的發展方向。在數字信號處理領域，傳統的設計方法有2種：
a.采用DSP處理器，如TMS320系列微處理器;b.采用固定功能的DSP器件或ASIC器件。隨著DSP系統復雜程度和功能要求的提高，這些DSP解決方案暴露出缺陷：DSP處理器方案成本低，但軟件處理數據不可能有很強的實時性能，限制了在高速和實時系統中的應用;固定功能的DSP器件或ASIC器件可以提供很好的實時性能，但靈活性太差。相對DSP處理器，FPGA可以由設計者根據算法的內在并行結構設計合適的處理陣列，避免前者串行執行指令的低效;相對ASIC，FPGA可避免初期巨大的開發投資，并且擁有如微處理器的通用性和靈活性。加之FPGA內部大都提供了RAM、雙口RAM和FIFO-RAM等存儲體結構，所以FPGA可以完全取代通用DSP芯片或作為通用DSP芯片的協處理器進行工作。如果將通用DSP和FPGA融合在一起，把需要多個時鐘周期的運算交給FPGA完成，DSP芯片主要完成單時鐘的運算并控制FPGA的“可再配置計算”功能，可更好地把二者的優勢發揮出來。
2.電子設計中EDA技術應用需注意的問題
在電子設計中應用EDA技術需要注意以下幾點：
①在電子電路設計的時候，延時時間具有不確定性的特征，以及自動編譯的部分電路可能會成為贅余，所以電子設計中采用EDA時，反向器的個數不易為偶數并聯連接;②輸入引腳要保持接地，不能處于懸空的狀態，驅動的時候要保證是有源信號;③各個器件的電源要保持接地狀態，需要的時候要對各個連接進行濾波和解耦處理;④設計的過程中，邏輯單元和引腳都要留出多余的部分，便于后期的擴展設計或者是設計修改;⑤需要采取一定的冷卻處理，避免各個器件使用的時候過熱。
3.EDA技術設計流程解析
一項工程的設計首先需利用EDA工具的文本編輯器或圖形編輯器將它用文本方式（VHDL程序方式）或圖形方式（流程圖方式和狀態圖方式）表示出來。這兩種表達方式必須首先通過EDA工具進行排錯編譯，變成VHDL文件格式，為進一步的邏輯綜合作準備。在邏輯綜合以前可以先對VHDL所描述的內容進行行為仿真，即將VHDL設計源程序直接送到VHDL仿真器中仿真。
3.2 目標器件
邏輯透配就是將由綜合器產生的網表文件針對某一具體的目標器件進行邏輯映射操作，其中包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優化、布線與操作等，配置于指定的目標器件中，產生最終的下載文件。隨后，可進行時序仿真。時序仿真是將布線器/適配器所產生的VHDL網表文件送到VHDL仿真器中所進行的仿真。該仿真已將器件特性考慮進去了，因此可以得到精確的時序仿真結果。如果編譯、綜合、布線/適配和行為仿真、功能仿真、時序仿真等過程都沒有發現問題，即滿足原設計的要求，就可以將由CPLD/FPGA布線/適配器產生的配置/下載文件通過編程器或下載電纜載入目標芯片CPLD或FPGA中。
3.3 硬件仿真與測試
在電子設計當中，經常會通過FPGA來完成對電子系統設計的功能檢測，檢測完成之后通過VHDL進行設計，最后呈現結果。這是硬件的仿真過程。而硬件的測試過程是指針對于CPLD以及FPGA直接應用到設計的過程當中，將文件下載之后，對電子設計過程進行功能檢測。在對EDA技術進行的功能及時序仿真階段，如果在仿真過程中沒有發現任何問題，就可以將生成的文件下載到目標芯片當中。在這個過程中，應當注意以下幾個重要事項：
①不可以采取反相器串聯法來構成“延時電路”。
②在輸入引腳時不可以懸空，必須通過有源信號進行驅動，將不使用的引腳進行接地。
③器件電源和接地的地線引腳應當要可靠連接。
④為了方便EDA技術應用的擴展和設計，在對要使用的器件進行選擇時，要使得邏輯單元以及引腳要有一定的數量余量。
⑤要注意把握好環境的變化，防止對器件造成過熱引起故障。
4.8255A芯片設計中EDA技術的應用分析
4.1 8255A端口及構造體說明
該設計模塊中PPI端口一共定義了40個引腳，定義與8255A是相同的。端口的構造體許多都是輸入輸出的雙向引腳，其端口是相互對應的。在芯片端口的構造體內部，都是通過bus-in和bus-out總線來實現。
4.2 構造體進程說明
PPI的構造體包括5個進程，主要是讀進程、寫進程以及形成pa、pb、pc三態輸出進程。其中pa、pb和pc進程比較簡單，不需要做詳細說明，在這里主要分析讀、寫兩個進程。
（1）讀進程工作就是指在片選信號和讀信號都有效時，從各個端口對外部設備提供的信息數據進行讀入。此外讀進程對數據線總線的信息數據進行描述并且通過三態緩沖器進行實現。
（2）寫進程工作就是在片選信號和寫信號有效時，將總線上的數據信息寫入到bus-out總線上，與此同時，將總線上的最高數據位進行寄存器保存，便于以后對使用方式的判別。因為在寫進程中，VHDL語言編程方法與讀進程中的十分相似，再加上源程序比較長，所以本文沒有給出詳細的源程序。
5.結語
可以說EDA技術的應用為電子設計行業帶來了一次技術上的革新，這就要求電子設計工程師要熟練掌握好EDA技術，在提高效率的同時，開發出更多具有高性能的電子產品。使得EDA技術更好地適應社會發展，增強自身競爭實力，并推動電子系統不斷向集成化、大規模化的方向快速發展。
摘 要：EDA技術在現代電子設計中的應用作用凸顯，與EDA技術特征優勢有著密切的聯系。EDA技術大多是通過由上而下開展設計的，如此便能夠有效消除以往設計中存在的不足，并顯著提升設計效率。文章通過介紹EDA技術，分析EDA技術在現代電子設計中的應用作用及意義，對EDA技術的要點內容、EDA技術電子設計流程及EDA技術的應用展開探討，旨在為如何促進電子技術設計有序發展研究適用提供一些思路。
關鍵詞：EDA技術；現代電子設計；應用
引言
EDA技術是上世紀90年代飛速發展起來的一項新型技術，是現代電子設計新的發展潮流，其是基于計算機工作平臺，綜合了計算機技術、電子技術、智能化技能等一系列技術達成電子產品的自動化設計。同時，EDA技術是當今信息化時展的必然趨勢，其應用日趨廣泛，涉及信息、通訊、半導體、電子零組件等多個行業，是現代電子設計的優秀，在現代電子設計中發揮著至關重要的作用[1]。由此可見，對EDA技術在現代電子設計中的應用開展研究，有著十分重要的現實意義。
1 EDA技術概述
1.1 EDA技術
EDA（Electronics Design Automation），即電子設計自動化，EDA技術是現代電子技術的主要發展趨勢，在電子技術、仿真模擬工作中扮演著十分重要的角色。在電子設計技術中，將可編程邏輯器件應用于系統中可很大程度提高電子設計工作靈活性，可編程邏輯期間在軟件編程過程中重構器件的結構、運行方式，進一步使設計硬件靈活性得到顯著改善。可編程邏輯器件應用結構原理、運行方式等的不斷發展，使以往的數字系統設計理念、方法、過程等均實現了轉變，一定水平上促進了現代電子技術的革新。在可編程邏輯器件相關技術越來越成熟及計算機技術飛速發展背景下，EDA技術逐漸在電子設計領域中得到廣泛推廣。EDA技術基于計算機上的EDA工具軟件平臺實現設計文件過程中依托硬件描述語言開展系統邏輯描述。EDA技術幫助設計人員通過硬件描述語言、電子設計自動化等實現對系統硬件功能的設計工作，其可自動實現邏輯分割、邏輯編譯、布局布線等功能，進一步促進電子線路系統功能的全面達成[2]。
1.2 EDA技術發展
伴隨計算機技術、電子系統設計技術以及集成電路技術的不斷進步，為EDA技術發展創造了良好契機，EDA技術的發展、推廣，不僅顯著縮短了產品的開發周期，還極大水平改善了產品的性能及價格比。EDA技術發展，具體可劃分成四個階段：
（1）上世紀70年代――計算機輔助設計階段，這一發展階段主要體現于CAD技術方面，計算機輔助設計得到了一定的推廣。人們逐步以計算機作為輔助開展IC版圖編輯、PCB布局布線等工作，取代了過去的手工作業方式。于此階段手工繪圖方式得到了一定優化，進而在計算機輔助設計發展作用上得到了有效凸顯。
（2）80年代――計算機輔助工程階段，該階段是在上一階段基礎上引入一系列新型應用功能，在具備圖形繪制功能的同時，還增添了電路功能設計及結構設計，并且通過電氣連接網絡表實現了兩者的有效結合。計算機輔助工程主要功能包括：原理圖輸入、邏輯仿真、自動布局布線以及電路分析等。在這一系列功能應用上，通過將原理圖、邏輯圖等用以重要應用內容，實現了設計功能的進一步豐富。
（3）90年代――電子系統設計自動化階段，該階段電子設計自動化目標得以實現，可經由高級描述語言及系統識別仿真等優勢開展應用，極大水平改善了設計的效率。
（4）現代EAD技術即為將計算機作為工具，基于EDA軟件平臺，結合硬件描述語言實現的設計文件，可自動實現用軟件方式描述的電子系統到硬件系統的邏輯仿真、布局布線、邏輯綜合等，進而實現對相關目標芯片邏輯映射、適配編譯等操作[3]。
2 EDA技術在現代電子設計中的應用作用及意義
2.1 EDA技術在現代電子設計中的應用作用
憑借EDA技術廣泛的應用范圍，將其應用于現代電子設計中，可起到一系列的作用。對于現代電子設計而言，相對流行的編程方式即為無線編程、在線編程，而EDA技術不僅能夠充分適應電子設計的發展，還可促進達成無障礙編程，在編程過程中的保密性還能夠得到有效保障。EDA技術還有著十分顯著的可靠性，可有效解決電子設計中復位障礙、跑飛等問題。還可于集成、壓縮功能應用情況下，完成對電子產品系統向某一芯片中的有效集成，如此可為設計管理實踐帶來極為便利，促進對電子設計風險控制工作的開展，還可使電子設計可靠性得到有效保障。除此之外，EDA技術在現代電子設計中的應用，還可收獲極高的效率，可達成多任務同時運行的目的。在EDA技術應用實踐中，可于多模塊功能應用情況下，有效加快電子設計速度及改善子設計效率水平，推動電子設計工作進一步朝信息市場化方向發展。另外，EDA技術還具備一定的適應性，通過對其高速、高效及大容量等特點的有效成效，積極促進電子設計的創新升級。EDA技術的一系列特征優勢的凸顯可積極促進現代電子設計的有序發展。
2.2 EDA技術在現代電子設計中的應用意義
電子技術是一項有著極強專業性的技術，現階段用于電子技術設計中的軟件多種多樣，經由選取適用的應用軟件，便可有效改善電子技術設計效率。EDA技術在現代電子設計中的應用有著十分重要的意義，EDA技術是將計算機用以主要平臺，然后將一系列相關技術開展綜合應用。對于現代電子設計而言，EDA技術是發展的新潮流，具備各式各樣優勢作用發揮，將其應用于現代電子設計中可收獲諸多便利。伴隨EDA技術的逐步發展進步，無不為現代電子設計帶來新的轉變，可有效改善全面電子技術設計效率水平，因此將EDA技術應用于電子技術設計中十分重要。
3 EDA技術的要點內容
ESDA可算得上是現代電子設計的最新發展方向，可將其理解為：設計人員依據自頂向下設計方法，對全面電子系統開展方案規劃及功能劃分，系統的關鍵電路通過一片或者幾片特定集成電路（ASIC）達成，然后依托硬件描述語言開展系統行為級設計，最后經由適配器、綜合其得到最終目標器件。該種設計方法可稱之為高層次電子設計方法。
3.1 自頂向下設計方法
對于自頂向下設計方法而言，第一步要從系統設計展開，于頂層開展功能方框圖劃分及結構制定。于方框圖一級開展仿真、糾錯，同時選取硬件描述語言對高層次系統行為開展描述，于系統一級開展驗證。緊接著選取綜合優化工具得出對應門電路網表，網表相關的物理實現級既可以是印刷電路板，又可以是專用集成電路。設計的主要仿真、調試過程是于高層次上實現的，如此不僅可為盡早覺察結構設計中的錯誤提供便利，提高設計工作效率，還可減輕邏輯功能仿真的工作量，提升系統設計一次成功率[4]。
3.2 硬件描述語言
硬件描述語言指的是一類開展電子系統硬件設計的計算機語言，其借助軟件編程來對電子系統中各項內容開展有效描述，諸如電子系統的連接形式、電路結合以及邏輯功能等。近年來，在大型電子系統設計中硬件描述語言得到廣泛應用。上世紀80年代美國國防部研發出高速集成電路硬件描述語言，以作用于對EDA產品不兼容問題進行解決，此外還可作用于開展多層次設計。IEEE利用高速集成電路硬件描述語言對過去硬件描述語言一系列功能予以了覆蓋。IEEE作為一類全方位的硬件描述語言，其涵蓋了多個設計層次，諸如邏輯門級、系統行為級以及寄存器傳輸等，并且還支持多種不同形式對全面項目開展混合描述。高速集成電路硬件描述語言一方面具備極佳的移植性，一方面其的設計還為工藝間轉換提供了極大便利，同時高速集成電路硬件描述語言使得設計人員主要工作轉變為開展實現與調試系統功能。
3.3 ASIC設計
面對電子系統集成電路中存在的各式各樣問題，包括可靠性不足、功耗大以及體積大等，可于集成電路設計過程中引入ASIC芯片開展解決。伴隨現代電子產品市場需求的逐步嚴苛，ASIC芯片可劃分成全定制ASIC、半定制ASIC以及可編程ASIC。在對全定制ASIC芯片進行設計過程中，設計人員要對芯片上全面晶體管幾何圖形、工藝規則予以界定，然后把設計成果轉交給IC生產商掩膜制造，如此可最大限度的確保ASIC芯片獲取最理想的性能，進一步實現高效、高利用率以及低能耗的目的。
4 EDA技術電子設計流程
EDA技術是一項系統級的設計技術，是一類層次比較高的電子設計手段，該項應用技術基于概念驅動，確保電子設計工作人員在設計過程中無需對門級原理圖開展利用，工作人員在確立設計目標后便可應用EDA技術對電路予以描述，如此一方面可有效縮減電路西決的制約，一方面可有效強化設計人員設計創造水平[5]。EDA系統支持設計人員把概念構思、高層次描述輸入進計算機后，基于系統規則實現對電子產品的設計。就EDA技術電子設計流程而言，主要可劃分為系y劃分、圖形或者VHDL輸入、代碼級功能仿真、適配前時序仿真及ASIC實現等，具體而言：（1）電子設計通過文本或圖形編輯器對設計描述予以呈現，即為實現設計表述；（2）電子設計通過編譯器對設計開展錯排編譯，也就是輸入硬件描述語言程序；（3）設計人員對硬件、軟件開展溝通，為達成功能仿真提供便利，也就是綜合；（4）在仿真設計檢測滿意后，借助FPGA開展邏輯映射操作，即為編程下載，由此系統級設計便宣告結束。EDA技術電子設計流程，如圖1所示。
5 EDA技術的應用
近年來，EDA技術得到飛速發展，在諸多領域的電子系統設計工作得到廣泛推廣，包括通訊、教學、醫學、航天、國家計算機應用、工業生產等等，并發揮著十分重要的作用。
5.1 EDA技術在通訊中的應用
EDA技術在科研研究中的應用，主要借助電路仿真工具開展電路設計、仿真；借助虛擬設備開展產品調節試用；在儀器設備中應用FPGA器件開發。對于CDMA無線通信系統而言，全面無線基站、移動手機均于同一頻譜下運行，為了對各種呼叫進行區分，各部手機均有著一個特有的碼序列，CDMA基站唯有對多種觀點碼序列進行有效判定，方可對不同傳呼進程開展分辨，而此處的判定是經由匹配濾波器輸出呈現于輸入數據流中探測到的特定碼序列。FPGA可提供適用的濾波器設計，同時還具備DSP高級數據處理功能，所以FPGA在現代通訊領域中得到廣泛推廣。
5.2 EDA技術在生物醫學工程中的應用
EDA技術是電子設計的重要工具，不管是芯片設計，還是系統設計，倘若未有得到EDA工具的支持，均將無法實現。近年來，生物醫學工程領域對EDA技術進行了引入，該項技術一方面可促進對人體血壓、心率等生理信號展開更為準確的檢測，一方面可經由相關設計達成對生理信號的濾波、醫學圖像檢測等處理，使得生理信號更具臨床使用價值。所以，EDA技術在生物醫學工程領域有著十分可觀的發展前景。
5.3 EDA技術在產品設計、生產中的應用
無論是數字信號處理器、性能極佳的微處理器，還是電子電路、冰箱、電視機等，EDA技術不僅應用于前期計算機模擬仿真、產品調試，還應用于電子設備的研發、制造，電路板焊接等一系列環節，并在其中發揮著至關重要的作用。某種意義上而言，EDA技術已然轉變成電子工業領域中必不可少的一部分。
6 結束語
總而言之，EDA技術是當今信息化時展的必然趨勢，其應用日趨廣泛，涉及信息、通訊、半導體、電子零組件等多個行業，是現代電子設計的優秀，在現代電子設計中發揮著至關重要的作用。伴隨EDA技術的日趨成熟，其將進一步推進電子產業及電子設計領域的技術變革，將進一步提升電子設計水平。鑒于此，相關人員務必要清楚認識EDA技術在現代電子設計中的應用作用及意義，強化EDA技術在現代電子設計中的科學合理應用，不斷鉆研研究、總結經驗，積極促進電子技術設計有序發展。
摘 要：EDA技術是電子設計中的重要發展趨勢，在現代社會科學技術飛速發展的大環境下，EDA技術為電子設計領域內帶來了新的理念，并有效的提高了電子設計工作的效率和質量。本文基于EDA技術在電子設計中的實際應用情況進行簡要分析，僅供相關人員參考。
關鍵詞：EDA技術；電子設計；應用
隨著現代社會數字技術和信息技術的不斷發展進度，我國數字化電子信息產品也得到一定發展，電子技術自動化逐漸成為電子設計的重要基礎，在推進電子設計系統穩定持續發展方面也發揮著重要的作用。因此積極探討EDA技術在電子設計領域內的實際應用情況，對于提高電子設計水平以及促進電子系統規模化發展方面，都具有重要的意義。
1 EDA技術概述
1.1 簡介
電子設計自動化技術簡稱EDA技術，是電子技術及仿真模擬工作的基礎技術，通過可編程邏輯器件在數字系統中的有效應用，切實提高了電子設計的靈活性和可控性，并且通過可編程邏輯器件的結構及工作方式的重構，有效的提高了電子設計硬件的效率。尤其是PLD應用的進度，促使其下載方式以及集成規模等都發生了一定程度的變化，有效的推動了現代電子技術的發展，EDA技術基于EDA工具軟件平臺，通過對硬件描述語言進行有效應用，以實現系統邏輯描述，從而完成設計文件。EDA技術也具有自動完成邏輯翻譯、邏輯分割等功能，為保障電子線路系統功能的實現提供可靠的基礎。
1.2 現狀
就EDA技術的發展情況來看，半導體工藝技術的進步，推進了EDA技術的發展，當前IC設計產業在高度發展的同時也面臨著產品上市周期縮短、成本降低等挑戰，這就需要相關設計人員積極選用高效的EDA技術，全面衡量設計過程中硬件的物理特性對設計時序及功能的潛在影響，并積極選用合適的設計術語以及抽象形式等數據來進行描述設計，以保證電子設計的合理性和可靠性。EDA技術在電子設計中對測試深驗證亞微米技術的物理效應能力以及抽象設計能力都有著嚴格的要求。
EDA技術的發展，與計算機技術、電子系統設計等都存在著密切的聯系，總的來看，EDA技術的發展主要分為三個階段，一是計算機輔助階段，主要是在計算機的輔助下對電路原理圖進行編輯和處理，轉變傳統的繪圖工作方式，以規范的PCB布線布局方式來提高電子設計效果。二是計算機輔助工程設計階段，通過邏輯模擬、故障仿真以及定時分析功能，對產品的相關性能及功能進行提前預知，從而促進電路設計中各項問題的有效解決。三是電子設計自動化階段，通過對高級描述語言及綜合技術的有效應用，完成設計前期的高層次設計，促進電力設計質量和效果的提升。
2 EDA技術要點
2.1 硬件描述語言
硬件描述語言主要是通過軟件百年城來對電子系統中的電路結合以及邏輯功能等進行具體描述，為保證EDA技術在電子設計中的實際應用效果，應當對硬件描述語言進行合理運用，確保其最大程度上滿足的大規模的電子系統。IE EE是一種全方位的硬件描述語言，以VHDL為硬件描述語言的各種功能，包含多個設計層次，促進系統行為級、邏輯燜雞等設計的實現，在實際應用中可以通過數據流、結構及行為等三種方式實現對整個項目的混合描述。VHDL硬件描述語言在實際應用中具有良好的移植性，便于工藝之間相互轉換，促進系統功能得以實現。
2.2 ASIC技術
就EDA技術得總體情況來看，將ASIC芯片合理應用到集成電路設計中，能夠有效的解決電子系統集成電路中存在的可靠性差、體積大等主要問題，促進電子設計的總體效果的提升。在現代社會科學技術不斷發展的大環境下，電子產品市場的門檻不斷提高，ASIC芯片也日趨復雜，主要分為全定制或半定制ASIC及可編程。為保證EDA技術在電子設計中的實際應用效果，應當盡可能保持所涉及的ASIC芯片獲得最優性能，以最大程度上降低技術耗能、促進EDA技術的利用率得以有效提升。
3 EDA技術電子設計流程及應用
3.1 EDA技術電子設計流程
EDA技術是系統級的設計方法，是一種層次相對較高的電子設計方式，EDA技術以概念為驅動從而使電子設計工作者在設計時無需利用門級原理圖，電子設計工作者在確定設計目標之后就可以用EDA技術來表述電路，這樣不僅可以減少電路細節的約束及限制，同時也可以使設計者的設計更具創造性。EDA系統在電子設計人員將概念構思及高層次的描述輸入計算機之后在系統規則下完成對電子產品的設計。
EDA技術的電子設計工作流程大致包括系統劃分、代碼級功能仿真、VHDL代碼或圖形的輸入、送配前時序仿真及ASIC實現部分。首先，電子設計借助文本或者圖形編輯器呈現出設計描述，也就是實現設計表述。其次，電子設計借助編譯器對設計進行錯排編譯，即輸入HDL程序。然后，設計人員需要溝通軟件和硬件設計，以便實施功能仿真，即綜合。最后，在確認仿真設計無誤時，通過FPGA或CPLD完成邏輯映射操作，即編程下載，系統級設計完成。
3.2 EDA技術的應用
EDA技術在電子工程設計中扮演著非常重要的角色，首先，電子自動化技術可以驗證電路設計方案的正確性，在進行電子設計時，待設計方案確定之后，會利用結構模擬或者系統仿真等方式來驗證設計方案的正確性，在驗證過程中系統中的各個環節的傳遞函數確定之后設計方案便可以實現。這種系統仿真技術推廣到非電子專業的系統設計也會得到充分的發展。EDA技術在系統進行仿真之后的電路結構進行模擬分析，從而使得電路設計方案的可行性及正確性得到充分的保障。其次，電子自動化字數也可以對電路特性進行優化設計。電路的穩定性能受到元器件容差及工作環境溫度等的影響。在傳統設計過程中難以對電路的整體進行優化設計，也無法全面的分析電路穩定性的影響因素。EDA技術中的溫度分析及統計分析等功能的應用則可以全面的分析電路特性影響因素，從而對電路特性進行整體的優化設計。最后，電子自動化技術也可以實現電路特性的全功能模擬測試。
3.3 以EDA技術為基礎電子設計的注意事項
在利用EDA技術進行電子設計時，首先應充分的考慮電子電路延時的不確定性，以及在系統進行自動編譯時會被冗余的電路簡化，因此，在應用EDA技術時，應注意采用的反向器個數避為偶數，同時以并聯的方式將反向器連接成延時電路。其次，在設計過程中輸入的弓}腳不能處于置空狀態，要保證有信號源來驅動引腳，及保持部分不用的弓}腳保持接地，同時，器件的電源應始終與地線引腳保持相連，彼此之問可以進行濾波及去禍。最后，在設計中藥避免器件過于發熱。
結束語
當前社會發展形勢下，EDA技術逐漸成為電子設計過程中的優秀技術，并發展為電子產品研制的源動力，通過EDA技術的有效應用，一定程度上提高了電子設計的整體水平，推進電子系統向集成化與規模化方向發展，為高性能電子產品的開發奠定了堅實的基礎。
摘 要： 本文結合全國大學生電子設計競賽，提出培養學生創新、團隊精神、工程實踐能力的教學改革探索，介紹在“電力電子技術”課程教學中進行教學改革的主要方法和手段及要實現的教學改革目標。
關鍵詞： 電子設計競賽 電力電子技術 教學改革
教育部、信息產業部等聯合組織的全國大學生電子設計競賽自1994年以來已經成功舉辦了11屆，從歷屆競賽題目來看，主要有以下幾種方向題目：電源設計、信號源、處理類和控制類等。其中和“電力電子技術”課程最密切的是電源設計類題目，幾乎每一屆都會出現電源設計方向的題目，因此全國大學生電子設計競賽題目應結合“電力電子技術”課程教學目標，不但可以豐富教學內容，明確教學任務，而且可以提高學生實踐能力。
電氣工程及其自動化專業為廣東石油化工學院（以下簡稱我校）卓越工程試點專業，可以為教學研究提供優秀的平臺。通過全國大學生電子設計競賽把對人才素質的檢驗反饋到教學改革中，調整和改革電氣類專業人才培養機制，體現大學生創新精神和實踐能力。結合我校“卓越工程師”培養目標，探索建立具有地方性普通高校特色的電氣類專業人才培養機制。針對不同層次學生教學目標和教學要求，設計更好的教學方法，注重理論知識與實踐教學相結合，讓學生在做中學，以電子設計競賽題目和任務導學和驅動教學。
1.教學改革目標
電力電子技術課程的任務是使學生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能；熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標，提高學生專業素質。專業素質主要體現為運用所學專業知識、理論和技能進行專業實踐，解決社會實踐問題（如技術創新、技術改造、產品開發、設備維護、生產管理等）的能力。構建符合應用型人才成長的課程體系，厚基礎、重實踐、結合單片機應用系統設計方面形成突破，使學生有豐富的系統設計經驗。注重培養學生專業意識，激發專業興趣。結合單片機C語言等課程，課內教學以理論為主，課外教學以實踐為主，使學生得以全面發展。確定課程教學目標，結合全國大學生電子設計競賽歷屆題目，分階段構建課程知識培養架構；以學生為主體，以能力培養為優秀，引入多種教學方法和教學手段，改變課程考核方式，全面對課程教學進行改革，爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。
2.教學方法改革
為了完成以上教學任務，對課程教學方法進行改革，在不同階段的教學過程中采用不同的教學方法，激發學生學習熱情，培養學生相應能力，同時鼓勵學生參加各種電子設計競賽。
2.1學科基本內容教學改革
首先利用多媒體教學環境進行課堂教學，充分利用多媒體教學，進行電子課件、電路仿真、教學素材資源庫及視頻展示等，將抽象問題形象化，這樣教學更生動具體，提高學生的學習興趣，更好地掌握教學內容，同時提高教學效率和教學質量，獲得較好的教學改革效果。
其次，根據教學內容安排一定課堂時間給學生自學和實踐，有利于鞏固和深化教學內容，提高學生實踐能力。自學指導法的關鍵在于學生課外自學過程中，教師必須布置學習要點讓學生自學，要求學生組成興趣小組，利用網絡或圖書館查閱資料，結合課堂所學知識開展專題自主學習，然后由小組負責人在課堂上進行匯報，不同小組學生先互評，然后老師進行適當點評。引入自學指導法有助于提高學生學習主動性，給學生課外自學提供適當引導，提高學習效率，對提高學生自學能力和分析問題、解決問題的能力等有很大幫助，使學生感受到團隊的重要性和自主學習的樂趣。
2.2實驗教學改革
在理論教學和實踐教學過程中引入電子設計競賽題目與設計要求，采用任務驅動教學，使理論和實踐結合起來。一個電力電子項目應用項目需要很多外圍電路，如PWM電路、測量放大、輸出控制等，涉及電路分析、模擬電路、數字電路、C語言、單片機、等方面知識，以電力電子技術課程開發帶動其他課程學習，起到以點帶面的作用。教師給出設計方案，讓學生分析方案，或設計滿足性能指標的電力電子系統，最后指導老師對每個小組設計的方案進行講評，分析設計方案的優缺點，并提出改進意見。使學生理論聯系實際，加深對電力電子技術課程課堂教學內容的理解，培養學生靈活運用所學知識的能力。在實驗室完成課程教學過程，邊講邊練，講練結合，分組實踐，共同討論。教學過程中，堅持學生電子設計競賽相關設計能力培養原則，打破班級整體概念，以電氣工程及自動化專業實驗室的目前的教學條件，一般將學生分為4～6人的學習小組，以單片機開發板、驅動電路、電力電子變流電路等硬件，配合從低到高的不同性能要求的電子設計競賽題目，從獨立分項的拓撲電路技術實踐向綜合性工程實踐逐步完成教學任務。
2.3電子設計競賽培訓與選拔
以全國大學生電子設計競賽為目標，鼓勵學生參加各種電子設計競賽，選拔優秀學生進行專門培訓，提出相應的學習目標和要求，促進優秀創新人才成長。目標是拔高創新人才培養帶動整體水平提高。教學過程中引入“因材施教”教學策略，針對不同層次、不同興趣的學生提出不同要求，以滿足不同需求，在滿足基本教學要求的前提下，提出和達到更高的教學目的。一方面，對于經典理論和基本知識點，必須讓學生掌握。另一方面，讓學生不斷吸收新知識。電力電子技術發展速度相對較快，為了使培養的學生適應市場需求，教學過程中必須時刻把握和跟蹤新技術和方向。
3.教學手段改革
理論必須聯系實際，電力電子技術有很強的實踐性，實驗是培養動手能力、嚴謹科學態度和科學研究方法的重要手段，是必不可少的一個教學環節。電力電子技術實驗環節學時一般為8學時，課內安排3個基礎性實驗和1個綜合實驗設計，課外安排1個創新性選修課題設計。為了彌補實驗課時較少及實驗室在硬件建設上的不足，充分利用現有電路仿真軟件建立虛擬實驗室，軟硬結合，提高實驗教學質量。此外，還可以利用Flash等多媒體軟件、制作波形分析等動畫教學課件，通過這種互動式直觀教學，解決電力電子電路中電壓、電流波形分析難的問題，形象生動地完成課程教學內容，加深對教學重點和難點的理解，增強教學效果。
4.結語
結合全國大學生電子設計競賽教學改革，學生對本課程學習基礎扎實，思維和視野擴大，除掌握課程知識本身外，還掌握獲得知識的方法，自學能力得到增強，培養創新意識，以點帶面，對其他課程和專業知識學習有顯著的幫助和促進作用，使學生真正掌握由元件到系統、由強電到弱電、由硬件到軟件等多方面系統化專業知識，實踐能力得到訓練和提高，爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。
摘 要：隨著集成電路和微電子技術的發展，電子設計自動化技術（簡稱EDA）已經成為一門電子領域的重要學科。EDA技術的發展與應用成為21世紀電子設計的主流方向。本文主要介紹EDA技術的發展內容，展望EDA技術的應用藍圖。
關鍵詞：電子設計；自動化發展；應用藍圖
一、電子設計自動化技術的概況
現代電子產品多體現開發周期短、更新換代快、功能多重、能耗偏低等特點，產品體積日趨小巧，相比較傳統電子產品，其廣泛運用現代科學技術，電子設計自動化程度提升，產品的競爭力迅速提高，能夠更有效運用現代化科學技術，以適應時展變化。而這歸因于電子設計自動化技術，集合眾多學科的最新研究成果發展而來的一門新科學領域技術。
電子設計自動化技術內容主要為大規模可編程邏輯器件（簡稱PLD）、硬件描述語言（簡稱VHDL）、軟件開發工具（主要為MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series）和實驗開發系統四個方面。大規模可編程邏輯器件是EDA技術的設計載體物質，幫助用戶利用編程實現邏輯功能；硬件描述語言是電子系統設計實現功能的表達手段；軟件開發工具則是系統化、自動化的設計工具，幫助EDA技術設計電子系統；實驗開發系統則是有助于電子系統設計的系列下載工具和硬件驗證工具。
電子設計自動化技術的發展也并非一日而成，由一學科而誕生，其發展經歷三個階段：計算機輔助技術（簡稱CAD），計算機輔助工程設計（簡稱CAE）和電子設計自動化（簡稱EDA）。
（一）CAD階段（20世紀70年代）
早期電子系統硬件設計經由分立元件向集成電路模式發展，硬件設計隨之進入早期發展階段。硬件設計主要采用集成電路，并將其焊接在電路板上，做成早期的電子系統，而對系統的調整試驗則是在PCB上進行。制作過程的復雜性要求，傳統的利用手工圖紙方式無法實現，因此過程高度復雜的產品設計工作由CAD工具，利二維圖形編輯和分析完成。在20世紀70年代EDA技術發展階段，電路板畫圖工具受到計算機工作平臺的約束，其設計的性能較差，工作時間受制約有限。
（二）CAE階段（20世紀80年代）
20世紀80年代推出了新的EDA工具，伴隨著計算機和集成電路的推廣發展而來的計算機輔助工程設計階段到來――CAE階段。其推出的EDA工具主要優秀為邏輯形式模擬、計劃性分析、模擬故障分析和自動布局布線，解決之前無法完成的對工具功能檢測的重點問題。設計師在產品制造之前可以提前知曉產品的功能，利用計算機生成有關產品制造的文件，幫助在設計古城有效對產品性能進行早期分析檢測。
EDA工具優秀之一――自動布局功能與早期階段產品設計工具解決人工重復繪圖的缺陷相比較，80年代的CAE工具可以保證設計和制造出最優的電子產品，該工具不僅可以為產品開發提供便利，也能幫助設計人員提供最佳腦力創作。然而，電子系統復雜多樣化，EDA工具無法全面滿足設計要求，無法對產品設計元件進行優化處理。
（三）EDA階段（20世紀90年代）
這一階段EDA技術向電子產品自動化設計方向大幅度進步，歸功于微電子技術的迅猛發展――芯片集成于工作效率的技術創新。集成電路高速率設計和電子系統的高水平發展趨勢，極大促進了電子設計自動化技術取得進步發展。EDA工具實現設計、測試、生成文件等系統化的電子系統設計自動化，其不僅僅具備系統設計能力，并且包含各個工藝標準元件庫，實現系統設計能力獨立化，幫助設計工程師熟練設計電子系統[1]。
二、EDA技術應用藍圖
EDA技術應用前景廣泛，可應用于高校實驗教學活動、產品開發和科研、電器設備的更新換代與改造。隨著軟件開發功能的完善，電子系統可以集成在一個芯片上，產品設計硬件則可以利用軟件方式完成，全面實現系統的編程和升級活動，因此，在科研活動和產品的開發過程中，EDA技術可被廣泛運用。
各高校電子類專業較為火熱的教學活動以及研究課題，都較多借用EDA技術設計各種復雜的數字系統，完成系統的開發與實驗，同時也可以便捷地應用該技術進行硬件驗證，簡化數字電子設計實驗的流程，而不同的學生可以根據自身的設計完成各項實驗活動，便于高校教學活動的進行，也有利于提高學生的自我創造能力。這種技術大大簡化了高校實驗教學成本，因而也被推廣應用。
采用EDA技術可以對機電設備中的電器控制系統進行重新設計或改造，設計時間較短，成本較低，同時可以提高機電設備的性能，增加產品的技術含量。電子產品更新換代速率愈來愈快，為滿足市場消費需求，不一定要求所有的工程師創造出新的產品設計，在傳統機電設備的基礎上，對設備電子系統進行規劃設計或改造，有利于產品額外價值的實現[2]。
三、總結
進入21世紀90年代，隨著集成電路、微電子技術和芯片組合技術的發展完善，EDA技術在數字系統和微電子技術領域不斷發展，現代電子系統設計成為電子領域發展的重要內容，同時EDA技術也需要在PLD和VHDL方面做出不斷的更新完善，使之在計算機、工業、電器等領域廣泛拓寬應用市場，利用電子設計的優勢制造出領域更寬廣的電子產品。在此可以展望EDA技術的興起將超越電子設計領域向其他領域發展，設計不再單純是電子類專業的設計，電子系也不再是工程師的代名詞。
【摘要】隨著科技的發展，電子設計也得到迅速發展。在電子設計領域中，EDA技術得到了廣泛的應用，基于此，本文就對電子設計中EDA技術的應用進行了深入地研究。
【關鍵詞】電子設計；EDA技術；應用
前 言：EDA又稱電子設計自動化，它是電子技術的發展潮流，是電子技術及仿真模擬工作的基礎技術，因此，在電子設計中，EDA得到了廣泛的應用。
1.EDA技術概述
在電子設計技術中以可編程邏輯器件在數字系統中的應用為電子設計工作帶來了極大的靈活性，可編程邏輯器件在軟件編程時重構器件的結構及工作方式，從而大大的提高了設計硬件的效率。PLD應用的結構原理、下載方式及集成規模等方面的具體的進步都在一定程度上推動了現代電子技術的革命的發展，它使得傳統的數字系統設計方法、設計理念及設計過程等都發生了改變。隨著PLD技術的不斷完善及計算機技術的快速發展，EDA技術開始在電子設計領域中發光發熱。EDA技術在計算機上的EDA工具軟件平臺完成設計文件時利用硬件描述語言來進行系統邏輯描述。EDA技術實現了設計者利用硬件描述語言及電子設計自動化軟件等完成對系統硬件功能的設計工作，EDA技術可以自動的完成邏輯編譯、邏輯分割及布局布線等功能從而使電子線路系統功能全部實現。
2.EDA技術的現狀及發展
隨著半導體工藝技術的不斷發展，EDA技術也不斷地推動著電子設計技術的發展。IC設計產業在不斷高度發展的同時也面臨著巨大的挑戰，產品上市周期越來越短、成本越來越低等要求都迫使設計者在進行電子設計時選用更高效的EDA技術。設計者在設計的過程中必須全面的考慮問題，不僅要考慮硬件的物理特性對設計時序及功能可靠性等的影響，同時也要選用合適的設計術語及抽象形式等數據來描述設計。EDA技術不僅需要測試深驗證亞微米技術的物理效應的能力同時也需要提供抽象設計的能力。EDA技術的發展離不開計算機、電子系統設計及集成電路等，EDA技術的發展大致上可以分為計算機輔助階段、計算機輔助工程設計階段及電子設計自動化階段這三個階段。電子輔助階段主要是在計算機輔助的前提下進行的電路原理圖編輯，用PCB進行布線布局，從而使得設計師從傳統的繪圖工作中解放出來。計算機輔助工程設計階段主要是解決電路設計中的電路檢測等問題，CAE以邏輯模擬、故障仿真及定時分析等為優秀，從而使得設計可以提前預知產品的相關性能及功能。電子設計自動化階段主要是通過高級描述語言、綜合技術及系統仿真等“自上而下”的完成設計前期的高層次設計。
3.EDA技術的要點分析
3.1硬件描述語言
硬件描述語言是一種進行電子系統硬件設計的計算機語言，它通過軟件編程來具體的描述電子系統中的電路結合、連接形式及邏輯功能等，硬件描述語言適應于設計大規模的電子系統。高速集成電路（VHDL）硬件描述語言于1985年美國國防部推出的目的是為了克服EDA產品不兼容問題，同時也可以進行多層次設計。IEEE以VHDL為硬件描述語言柄灘以覆蓋之前的硬件描述語言的各種功能。IEEE是一種全方位的硬件描述語言，包括系統行為級、邏輯門級及寄存器傳輸等多個設計層次，同時也支持數據流、結構及行為等三種形式進行混合描述整個項目。VHDL硬件描述語言不僅移植性好，同時它的設計也方便了工藝間的轉換，而且VHDL使得設計人員的主要工作是進行實現與調試系統功能。
3.2ASIC設計
在集成電路的設計中加入ASIC芯片可以解決電子系統集成電路存在的功耗的、可靠性差及體積大等主要問題。隨著現代電子產品市場的門檻不斷提高，ASIC芯片分為全定制或半定制ASIC及可編程，因此在設計ASIC芯片時應該盡可能的是芯片獲得最優的性能，從而達到高利用率、高速度及低耗能的目標。
4.EDA技術在電子設計流程
EDA技術是系統級的設計方法，是一種層次相對較高的電子設計方式，EDA技術以概念為驅動從而使電子設計工作者在設計時無需利用門級原理圖，電子設計工作者在確定設計目標之后就可以用EDA技術來表述電路，這樣不僅可以減少電路細節的約束及限制，同時也可以使設計者的設計更具創造性。EDA系統在電子設計人員將概念構思及高層次的描述輸入計算機之后在系統規則下完成對電子產品的設計。EDA技術的電子設計工作流程大致包括系統劃分、代碼級功能仿真、VHDL代碼或圖形的輸入、送配前時序仿真及ASIC實現部分。首先，電子設計借助文本或者圖形編輯器呈現出設計描述，也就是實現設計表述。其次，電子設計借助編譯器對設計進行錯排編譯，即輸入HDL程序。然后，設計人員需要溝通軟件和硬件設計，以便實施功能仿真，即綜合。最后，在確認仿真設計無誤時，通過FPGA或CPLD完成邏輯映射操作，即編程下載，系統級設計完成。
5.EDA技術的應用
EDA技術在電子工程設計中扮演著非常重要的角色，它的作用體現在不同的方面。首先，電子自動化技術可以驗證電路設計方案的正確性，在進行電子設計時，待設計方案確定之后，會利用結構模擬或者系統仿真等方式來驗證設計方案的正確性，在驗證過程中系統中的各個環節的傳遞函數確定之后設計方案便可以實現。這種系統仿真技術推廣到非電子專業的系統設計也會得到充分的發展。EDA技術在系統進行仿真之后的電路結構進行模擬分析，從而使得電路設計方案的可行性及正確性得到充分的保障。其次，電子自動化字數也可以對電路特性進行優化設計。電路的穩定性能受到元器件容差及工作環境溫度等的影響。在傳統設計過程中難以對電路的整體進行優化設計，也無法全面的分析電路穩定性的影響因素。EDA技術中的溫度分析及統計分析等功能的應用則可以全面的分析電路特性影響因素，從而對電路特性進行整體的優化設計。最后，電子自動化技術也可以實現電路特性的全功能模擬測試。
6.以EDA技術為基礎電子設計的注意事項
在利用EDA技術進行電子設計時，首先應充分的考慮電子電路延時的不確定性，以及在系統進行自動編譯時會被冗余的電路簡化，因此，在應用EDA技術時，應注意采用的反向器個數避為偶數，同時以并聯的方式將反向器連接成延時電路。其次，在設計過程中輸入的引腳不能處于置空狀態，要保證有信號源來驅動引腳，及保持部分不用的引腳保持接地，同時，器件的電源應始終與地線引腳保持相連，彼此之間可以進行濾波及去耦。最后，在設計中藥避免器件過于發熱。
結束語：
我國經濟的進步帶動著我國科學技術的不斷發展，從而也使得了電子產品得到了飛速的發展。在現階段的電子設計中，EDA技術是電子設計過程中的優秀技術，是電子產品研制開發的源動力。隨著EDA技術的不斷深入發展，EDA技術將引發電子產業界及電子設計領域的技術革命變革，EDA技術的不斷完善使得電子設計的水平在不斷的提升。為了使電子系統朝著集成化及規模化等方向的發展，電子設計工程師應該充分的掌握EDA技術，以便開發出更多的高性能電子產品。
摘要隨著電子技術的飛速發展，對各種硬件資源、電子產品的可擴展性、可靠性的要求也逐漸提高。FPGA作為一種可編程的邏輯器件，具有高容量、高性能、低成本等優點，在電子設計中應用日益廣泛。基于此本文對FPGA技術在電子設計中的相關應用進行探討。
【關鍵詞】探析FPGA技術 電子設計 相關應用
1 FPGA技術簡介
FPGA技術是在CPLD、GAL、PAL等編程器件的基礎上發展而來的，作為專用集成電路領域中的一種半定制電路而出現的，解決了定制電路的不足，克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。
FPGA基本的邏輯功能是由內部進行規則排列的邏輯單元陣列（LCA）來完成的。邏輯單元陣列主要由輸入輸出模塊（IOB）、可配置邏輯模塊CLB、內部連線（Interconnect）構成。電子設計人員根據需要通過可編輯的連接把FPGA內部的邏輯塊連接起來,實現所需要的邏輯功能。
隨著超大規模集成電路技術及計算機輔助技術的發展，FPGA的容量和性能也不斷提高，FPGA內部集成的片內外設也越來越多，可集成SRAM、Flash、AD、RTC、CPU硬核等。現在FPGA已被用于實現大的邏輯電路甚至整個系統。
FPGA的設計流程就是利用EDA開發軟件和編程工具對FPGA芯片進行開發的過程。簡單的FPGA設計主要包括以下幾個方面：
1.1 功能定義/器件選型
在FPGA項目開始設計之前，首先要根據FPGA器件在電子系統中的功能進行系統功能的定義和模塊的劃分；然后根據任務要求，如系統的功能和復雜度，對工作速度和器件自身的資源、成本、以及連線的可布性等方面進行權衡，選擇合適的設計方案和合適的器件類型。
1.2 設計輸入
指的是使用原理圖輸入、狀態圖輸入、流程圖輸入、硬件描述語言HDL等方法對設計的電路進行描述并輸入EDA工具的過程。常用的硬件描述語言是Verilog / SystemVerilog，其次是VHDL。設計輸入編輯的EDA工具有很多，常用的EDA軟件ModelSim、Visual HDL、ActiveHDL、Xilinx ISE、Quartus II 都有針對HDL的編輯工具。
1.3 功能仿真
功能仿真是最基本的仿真驗證，主要針對實現前的設計文件。功能仿真的主要是驗證設計文件的邏輯功能是否正確、滿足設計要求。此時的仿真沒有延遲信息，僅對初步的功能進行檢測。仿真前，要先利用波形編輯器或HDL等建立仿真激勵文件，仿真結果將會生成報告文件和輸出信號波形，從中便可以觀察各個節點信號的變化。如果發現錯誤，則返回設計修改邏輯設計。
1.4 綜合設計
綜合就是將設計輸入依據給定的硬件結構組件和約束控制條件進行編譯、優化、轉換盒綜合，最終獲得門級電路甚至更底層的電路描述網表文件。綜合優化根據目標與要求優化所生成的邏輯連接，使層次設計平面化，供FPGA布局布線軟件進行實現。目前，各個FPGA廠家都推出了自己的綜合開發工具。
1.5 實現（適配）
實現是指利用工具把綜合后生成的網表文件針對具體目標器件進行邏輯映射，配置到具體的FPGA芯片上。主要包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優化、邏輯布局布線等過程。
實現（適配）結束后，可以利用其產生的仿真文件作精確的時序仿真，同時產生可用于編程的文件。
由于開發商對產品內部的結構非常了解，通常要選擇生產商開發的布線工具。比如在Sie集成環境中，可以使用FlowEngine來進行布局布線。
1.6 時序仿真
時序仿真也叫后仿真，時序仿真是接近真實器件運行特性的仿真，是必不可少的仿真驗證形式。時序仿真通過計算各信號之間的時間延遲，可以有效地分析設計中可能存在的競爭和冒險，從而確定設計的實際工作性能，將芯片的具體情況準確的反映出來。時序仿真使用的仿真工具和綜合前仿真工具是一樣的。
1.7 編程下載
在時序仿真和功能仿真都無誤的基礎上，將實現（適配）后的設計文件，通過編程器或編程電纜下載到FPGA芯片或配置芯片中。
1.8 硬件測試
將含有FPGA芯片的硬件系統進行統一測試，驗證FPGA設計在整個在電路中工作情況，以排除錯誤，改進設計，有效的降低資源的浪費以及電路邏輯搭配功能錯誤的概率，提高電子設計的速度。同時這也是FPGA在電子設計中得到廣泛使用的一個重要原因。
2 在電子設計中FPGA技術的應用重點
隨著半導體技術不斷的發展，FPGA的復雜程度也逐漸提高，所具有的功能也越來越完善，芯片體積也逐漸縮小，正逐漸成為復雜的數字化電路設計的重點。在電路設計中，FPGA技術主要在下面幾個方面應用：（1）通過對FPGA內部資源進行利用，來達到一些外圍芯片的功能，從而減少系統中的外圍芯片，節約系統的成本。（2）作為系統外圍芯片的驅動。（3）可以利用FPGA編寫數字濾波器、膠合邏輯、計算密集算法加速器、FFT等，同時也可以利用IP內核來提升系統的穩定性，降低工作量，對很多的數字信號進行處理。（4）在時序上對數據流進行綜合管理，尤其是進行數據存儲等方面的應用。
3 電子設計中FPGA技術的實際應用
FPGA技術的不斷發展為電子設計技術提供了成本低廉、設計靈活的解決方案。當前，國內外的汽車電子設計大都是基于FPGA來完成的。由于FPGA的處理速度非常快，在汽車信息娛樂系統使用非常廣泛，比如影音視頻播放功能、GPS導航系統、FM收音機、車載電視功能等。本文對FPGA在汽車方向盤測試儀電子設計過程中的實際應用進行介紹。如圖1所示。
3.1 FPGA在ADC模塊中的運用
由于精準度比較高、運行速度比較快的A/D芯片對電源的噪音很敏感，并且在連入數字系統后，精準度降低。為了解決這個問題，可以使用差分驅動器、光電耦合器對數字系統和ADC芯片進行隔離。不僅提升了A/D采樣的精確度而且，A/D采樣的噪音也降低了很多，數字信號和隔離模擬框圖如圖2所示。在ADC驅動模塊中FPGA主要有下面幾個方面構成：（1）ADC采樣數據暫存區域；（2）ADC收集控制模塊；（3）ADC數據存儲區域；（4）ADC濾波數據修正模塊。
3.2 在角度信號收集模塊中的運用
角度信號收集模塊主要是使用FPA器件和光電編碼器進行設計的，利用四倍頻、辨向和計數的方法對契合方向盤角度測量的精準度進行了提升，達到了汽車方向盤角度高精度測量的目的。角度信號收集模塊主要是為了處理光電編碼器輸出的信號，主要有判向信號、四倍頻信號、24位計數器，數據存儲、清零、數據鎖存等。FPGA的角度測量功能結構如圖3所示。通過利用光電編碼器，在輸出脈沖不斷的增加下，分辨率也有了比較的大的提高。
3.3 在接口控制模塊中的應用
使用總線的方法進行MCU和FPGA通訊，使用這種方法把MCU總線轉變成分離的數據總線和地址，總線通信方法具有編程容易、傳播速率高、控制穩定，而且通過在FPGA中進行邏輯切換，更加便于ROM或RAM和MCU之間進行數據通訊，將MCU數據處理的能力充分的發揮了出來。
3.4 使用FFT算法處理ADC信號
在收集和處理ADC信號的過程中，使用FFT（快速傅立葉變換）對信號進行分析。FFT算法是利用FPGA自帶的IP核來進行設計的，主要由IP核和接口兩個部分構成，接口的主要作用是將對應的存儲區域的A/D轉換數據傳送到IP核模塊，然后利用FFT對信號進行分析處理，將變換后的結果送到對應的存儲區域。FFT計算結果的精準度主要是由輸入數據、精準度、運算中的位數來決定的，另外和數據表現的基本形式也有著較大的聯系。通常情況下，浮點要高于定點的精準度。在定點計算的過程中，存儲器數據的位數越高、數據計算的準確度就越高，可以利用邏輯單位和存儲單元也越多。在實際使用的過程中，要參考具體的情況選擇資源和精確度。
4 在電子設計中使用FPGA需要注意的地方
在電子設計中使用FPGA主要是為了對系統的穩定性進行提升，對系統的性能進行改善，對外界的干擾進行抑制，確保設計的合理性。在設計的過程中，主要需要注意下面幾個方面的問題：（1）消除毛刺。為了降低FPGA設計電路的過程中，毛刺的出現概率，降低邏輯錯誤，提高電路的穩定性，要對設計進行改變，對毛刺出現的原因進行控制，從而降低毛刺的出現概率，使結構更加的科學合理。（2）時序設計的注意事項。在設計時序的過程中，要對設計的時鐘速率進行考慮，盡可能使用全局時鐘來對時鐘信號進行控制，使用一個時鐘來對數據進行寄存，不使用全局網絡的時候，要將約束條件加入到設計中。（3）由于代碼推斷即不可靠，又很麻煩，要多使用自帶的Core genrate。（4）仿真方面的設計。在進行仿真設計的過程中，要對調試工具進行充分使用，在進行功能仿真的過程中，要重點考慮功能的穩定性和可靠性，對各方面的初始情況進行考。（5）對設計功能塊進行層次化。要先對頂層的功能塊進行設計，然后對底層的功能塊進行設計，通過對設計功能進行層次化，可以使得設計調試起來更加容易，可讀性更好。
5 結語
在電子設計中應用FPGA技術，在設計完成前，通過短時間內設計和修改FPGA內部邏輯，不僅有效的提升了產品的性能，而且也降低了產品開發的時間。隨著FPGA技術的高速發展,FPGA產品的規模越來越大，集成度越來越高，價格不斷降低，FPGA技術必將在電子設計中得到越來越廣泛的應用。
作者單位
天津市安中通訊電子有限公司天津市300300
引言：在汽車技術開發迅速的背景下，逐漸有更多的新型技術被應用到汽車設計中，可以有效的縮短汽車總體開發周期，同時可以降低開發試驗成本。仿真技術是現在被廣泛用于汽車電子設計中的一種新興技術，通過專業仿真技術的應用，結合汽車電子設計特點以及要求，利用仿真結果不斷對原設計進行驗證與完善，提高汽車電子設計的合理性與有效化。本文分析了汽車電子設計中仿真技術的應用策略。
電子設計是汽車設計周期中的重點，在設計管理上存在一定的難度，傳統的設計方式需要借助各種液壓、機械與電子零部件等來對汽車各子項系統功能進行驗證，周期與成本控制難度比較大。為提高汽車電子設計的效率，可以將仿真技術應用到其中，選擇合適的仿真軟件等，來對汽車系統進行建模與分析，可以節約大量的試驗設備與試驗時間，達到縮短設計周期，降低成本的目的。
一、EDA仿真技術分析
EDA仿真技術現在已經被廣泛的應用到汽車電子設計中，主要是利用計算機為工具，設計人員通過EDA軟件平臺，用硬件描述語言VHDL進行文件設計，最后通過計算機自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局以及仿真等，最終完成對特定目標芯片的適配翻譯、邏輯映射與編程下載等。將EDA仿真技術應用到汽車電子設計中，可以有效提高電路設計的可操作性，降低了工作量。其中EDA技術中存在的Multisin仿真設計軟件可以在汽車電子線路中實現軟件仿真技術所具有的虛擬設計功能[1]。
Multisin仿真設計軟件可以完成對模擬、數字以及混合電路進行電路性能仿真與分析，主要包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式等，交由比較高的仿真分析能力。第一，直觀的圖形界面。在軟件操作界面，繪制電路所需要的元器件，以及仿真所需要的測試儀器可以直接拖放在屏幕界面上，通過鼠標就可以將各個器件連接起來。并且還可以直接通過儀觀察到數據、波形以及特性曲線等。第二，較高的仿真能力。軟件引擎為SPICE3F5和Xspice的內核，通過Electronic workbench帶有的增強設計功能可以完成數據與混合模式仿真性能的優化，如MCU仿真、RF仿真、VHDL仿真等[2]。第三，豐富的元器件。可以完成對原件各種參數的編輯與修改，并且可以利用模型生成器與代碼模式創建模型等功能，來達到創建自己元器件的目的。將此種仿真軟件應用到汽車電子設計中，可以有效減少資源的浪費，縮短系統設計周期。并且，通過仿真設計軟件所具有的虛擬性特點，設計人員能夠在計算機平臺內完成模擬試驗，對于存在的錯誤可以及時更改，最后將完善的設計方案落實到硬件上，提高設計方案的可行性。
二、仿真技術在汽車電子中應用分析
1.建立數學模型。計算機仿真即利用數學形式將實際系統的運行規律表達出來，一般情況下為微分方程或者差分方程，最后通過計算機以數值求解的方式完成方程的解答。在進行仿真設計前，應先將電子系統原理圖中所有零部件抽象化并建立數學模型。一般情況下，為滿足系統計算機仿真要求，應開發一個或者一組模型。通過對電路特性的研究，針對不同物理器件來建模，存在部分情況需要對大型電路或者系統建模。系統零部件數學模型質量與仿真設計結果有著直接聯系，應合理設置各模型的參數屬性，并且在不斷計算與試驗中對數模進行修正與完善。在受到外界一定條件影響下，從系統一定初始狀態出發，所經歷的尤其內部固有特性決定了整個動態工程，通過對系統、輸入與輸出之間的動態關系，就可以確定其性能屬性。
2.系統原理仿真。在仿真設計過程中，通過仿真軟件將數學模型轉變為計算機上運行的仿真模型，并根據仿真模型來編制仿真程序。在實現系統的仿真設計后，可以隨時得出各個子系統或者零部件的瞬時工作狀態以及性能參數變化，包括電流、電壓、功率以及轉矩等參數的波形變化，通過對各類波形與試驗結果的對比，即可確定設計中存在的問題，最終對其進行改善即可。
3.雙電壓系統。對于雙電壓系統，需要將用電設備分成兩各部分，即中小功率負載與大功率負載。小功率負載主要通過14V電壓完成供電，如中控鎖、室內燈、儀表、收音機等主要車身電子設備；大功率負由42V電壓供電，如電控機械制動裝置、三元催化轉換加熱器、電控機械氣門正時裝置以及電控懸架等，主要為汽車發動機、底盤系統電子設備等。汽車雙電壓供電系統中含有兩個關鍵性部件，即DC/DC變換器以及啟動發電機，其中對于DC/DC變化器，主要是將交流發電機輸出的42V高電壓轉換成為14V電壓；而啟動發電機一般會安裝在發動機與變速器之間，通過半導體整流-逆變功率變化器，實現交流發電機的功能，發出42V高電壓，同時也可以在發動機啟動時實現啟動作用，在啟作用實現時，其直接作用于啟動發動機，啟動時間僅為0.5s，設備所具有的噪音比較小[3]。
4.仿真模型修改完善。通過對汽車電子系統的仿真設計，一般情況下得出的初步結果與理想值存在一定的偏差，為達到電子設計結果，就需要對初步結果進行研究分析，通過與試驗結果進行全面對比，完成系統嚴厲與數學模型的修改。通過仿真軟件可以實現分析工作，如直流工作點分析、順態分析、交流小信號分析等，在進行分析時，應在模型參數值浮動的范圍內隨機取樣，然后完成所取數值的分析，測定器件參數在特定范圍內浮動對輸出的影響，進而可以不斷完善模型設計。
結束語
現在仿真技術逐漸被應用到新車型的開發中，并且取得了一定的成果，尤其是在選擇發動機容量參數上取得顯著的效果。想要進一步提升仿真技術在汽車電子設計中的應用效果，必須要不斷加強對此方面的研究，選擇合適的仿真軟件進行設計，爭取進一步縮短汽車開發的周期，提高設計的綜合效益。
（作者單位：西華大學）
作者簡介
張珂（1990-），男，四川眉山，學歷：本科，研究方向：汽車電子。
摘 要 在當今這個科技高速發展的時代，不論是工業還是生活中無處不見自動控制的影子，隨著對高級控制的需求，將微電子技術應用到自動化控制領域越來越受到人們的關注。微電子技術不僅可以使電氣控制更加精確，同時還能極大的縮小設備體積，是將來發展的大趨勢所在。本文就微電子設計自動化技術進行簡單的介紹，了解微電子技術在自動化控制中的應用和發展趨勢。
【關鍵詞】微電子技術 自動控制
1 微電子設計自動化技術概述
隨著社會的發展，自動化控制也不斷更新，由原來的簡單控制向更加智能的方向發展。近幾年，自動化技術不斷進步，微電子技術也逐漸被應用到自動化控制當中，直接促進這工業的進步和人們生活水平的提高。微電子設計自動化技術，就是將微電子技術和自動化技術相結合的綜合智能控制系統。將電子電路和機械控制相結合，只要合理的設計控制電路，不僅可以大量的解放人力，還能更加的環保，并提高控制效率。微電子技術使得電路向集成化方向發展，不僅體積小，而且具有極低的功耗，目前最先進的微電子技術產品是SOC系統，它將所需要的功能和外圍電路集成在一個非常小的芯片上，只要對外留出預定的接口就可以直接使用在各種控制系統中，這也是自動化控制中的“大腦”，控制這整個自動化系統的正常運行。
2 微電子設計自動化的特點
與計算機技術的發展相同步，微電子系統的設計采用計算機編程的方式來完成。只要將所需要的控制功能通過計算機程序編寫出來，下載到控制芯片中就可以完成預想的控制效果。另外編程的方式，不僅大量節約了硬件資源，還是得控制系統更加靈活，需要增加或更改控制方式時，只要重新編寫控制代碼即可，不需要更改硬件，節約了成本，提高了效率。微電子技術與自動化技術的完美結合，更加推動了自動控制領域的發展和創新。其主要有一下幾個特點。
2.1 使用計算機編程控制
集成電路的飛速發展，可以將所需要的各個功能都集成在一塊芯片上，不同的控制系統所需要的控制功能可以通過計算機編程進行選擇。與古老的控制系統相比，它不需要額外的硬件開銷，針對不同的控制，只需要改變控制代碼即可。無論是從調試上，還是從成本上，甚至是效率上，采用編程的方式都具有無可挑剔的優勢。
2.2 集成度高
微電子技術的發展，決定了今后的電子線路越來越小，在一塊芯片上集成很多不同功能的相關電路，減少了系統體積，而且非常方面移動和安裝。當然功耗也隨著集成度的提高在不斷下降，無疑這是控制系統中不可忽略的優勢，將這種集成控制系統應用在工業控制上，會省下大量的空間和成本。
2.3 功能調節方便
在實際的控制應用中，控制的對象不可能相同，而且就算是同一個對象，隨著工業系統的升級，控制功能也需要隨之升級。前面提到，微電子自動化技術是基于計算機編程控制的，需要新的控制功能時只需要將新功能編寫成代碼下載到控制芯片中即可。另外，采用計算機編程的控制系統還能及時的修補系統漏洞，對電子系統隨時進行升級和維護。
2.4 開發時能進行仿真
在使用之前能對自動化系統進行仿真，是微電子自動化技術的一大特點，在之前所有的自動化控制技術都需要在實際的場合進行數據的調試和采集，也就是需要現場調試。微電子技術的一大優勢就是可以使用計算機技術進行仿真，將微電子技術應用到自動化控制當中，可以解決之前自動化系統設計過程中的數值問題，只要經過嚴格的仿真就可以保證控制系統在實際的工作過程的準確性。
3 微電子設計自動化系統設計過程
微電子設計自動化系統主要有兩部分組成：微電子控制端和自動化執行端。
按照詳細的功能設計來劃分，整個系統由輸入模塊、數據模塊、仿真模塊和檢測模塊組成。
3.1 輸入模塊的設計
輸入模塊是系統控制的命令輸入端，所有的控制命令都由此模塊輸入。所以輸入模塊就是計算機編程的設計，采用計算機語言對輸入的命令進行定義，進行解析，對整個控制系統的功能進行合理的拆分。輸入模塊設計的好壞直接決定著整個系統的執行效率，所以設計時要做到最簡化，執行速度最大化，不要有冗余的代碼出現。
3.2 數據模塊的設計
控制系統中存放著大量的控制數據信息，如何管理這些數據就是數據模塊功能。自動化系統對控制的精確度要求是非常高的，這也就要求對數據的提取和存儲有極高的速度，數據模塊的設計關鍵就是對數據的處理速度上。一個好的數據模塊直接決定著系統的性能。
3.3 仿真模塊的設計
仿真的目的就是對系統的運行情況做出反映，模擬實際的運行條件，及早的發現系統缺陷，即使調整系統功能。
3.4 檢測模塊的設計
檢測模塊不屬于系統的功能模塊，是在系統運行過程中，對系統分進行故障檢測用的。保證系統在出現問題時及早的發現和更正。
4 微電子設計自動化技術的應用
微電子自動化技術一般應用在工業電氣控制、高校教學和計算機開發等方面。
4.1 工業電氣控制
首先，微電子技術的進步促使自動化的飛速發展，可以說是推動了工業社會的前進，在目前的各個工業領域自動控制機器人必不可少。例如，汽車制造行業基本上全是機器人自動控制化，解放了人力勞動。機器人自動化設備就是采用的微電子設計自動化技術[3]，所有的機器人都通過微電子技術芯片進行控制，并且可以認為的干預和升級，給工業發展帶來了極大的推動力。
4.2 高校教學
由于將來的自動化控制都將采用微電子技術，這是技術發展的總趨勢，之前的單純的機械控制已經淘汰，高校的教學設備也必須跟上時代的步伐，對學生進行微電子設計自動化技術的教學，使他們滿足社會的需求，提高學生在新時代下的專業技能。
5 結束語
隨著信息技術和計算機技術的發展，微電子自動化技術的使用會越來越廣泛，逐漸滲入到人們生活的方方面面，為人類社會的發展做出重大貢獻。
作者單位
湖北工程學院物理與電子信息工程學院 湖北省孝感市 432000
摘要：為契合我院開展模塊化教學改革的需求，培養社會所需要的應用型人才，我系現代電子設計課程模塊化建設正是在這一背景下應運而生。本文論述了目前高校現代電子設計技術課程實驗教學的現狀、問題，以及我系自制定并實施現代電子設計技術課程模塊以來在實驗教學這一塊所進行的一些新思路和新做法。
關鍵詞：現代電子設計技術 模塊化 實驗教學
1 引言
在市場競爭和教育競爭日益激烈的今天，如何求得合理的自身定位和發展空間是擺在各大高校面前的一大難題，正是在這樣的形勢和背景下，合肥學院（以下簡稱我院）提出了“地方型、應用型、國際化”的辦學思路，并在全院各系部圍繞如何更好的培養應用型人才為優秀和主線開展了系列教學改革，模塊化課程改革便是其中的一項重要舉措。
眾所周知，課程的好壞和貫徹實施的程度直接關系到人才培養質量的高低。基于這一大的前提和背景，合肥學院電子信息與工程系（以下簡稱我系）現代電子設計技術課程模塊應運而生，經過近幾年的探索與實踐，現代電子設計技術課程模塊已經形成了相對完善的體系，在近幾年的教學實踐中取得了良好的預期效果，但與此同時，與之相配套的實驗教學尚未同步跟上，依然存有較大的有待完善的空間。現代電子設計技術課程模塊的實驗教學指的是將傳統數字電路、在系統編程技術、SOPC實踐這三門課程的內容按照“即學即用”、“活學活用”的原則進行重新編排，注重及時給予學生驗證、操作和強化所學習理論知識的時機和實驗操作機會，從而實現從“知識輸入”為導向走向 “能力輸出”為導向，面向社會和市場培養實踐能力和動手能力強的應用型電子信息人才。
2 現代電子設計術技實驗教學的現狀
現代電子設計技術這一門課程，無論從外延和內涵上都很豐富。首先，從內涵來講，模擬電路、數字邏輯電路,硬件描述語言,微機原理,單片機原理與應用,DSP原理等課程都屬于現代電子設計技術的范疇；第二，從外延的角度來講，現代電子設計技術應用的范圍極為廣泛，DSP技術,嵌入式系統,傳感與控制,PCB設計,電源技術等在工業、農業、商業、軍事等方面都有用武之地。如何在短時間內讓學生對這一領域有比較精準到位的理解和認知，就相當不容易的事情。此外,身處信息社會，知識的更新速度越來越快，電子行業更是如此，知識和技術的不斷創新與教學內容的相對滯后是各高校工科專業所共同面臨的問題。總體而言，從各高校實踐的情況來看，現代電子設計技術課程實驗主要呈現出以下局面[1-12]。
2.1教材改革滯后
大部分高校依然沿用以前的老教材，這樣一來，就可能存在這樣的問題：教材缺乏更新顯然就不能及時更新，缺少最新鮮的一線現代電子技術信息；從教材本身來講，偏重于理論基礎部分，實踐部分得不到應有的重視；教材的趣味性和可操作性不夠，缺乏針對性，對學生的吸引力不夠；部分教材雖然加入了新內容和新元素，但是介紹得不夠詳細，往往一帶而過；就選題而言，其范圍往往有所側重而失之全面，體系繁瑣而邏輯性不夠。目前我國所選用的電子設計應用設計所采用的教材以傳統教材偏多，無論從內容的新穎性而言還是從教學內容的應用性而言，都跟不上現代電子設計技術的發展的節奏。
2.2硬件設備不配套
對于實驗教學而言，先進的教學設備必不可少。對于相當部分高校而言，由于實驗設備使用周期長，電子設備更新速度快，在硬件設備的配套方面，難以做到滿足實際的客觀需求。對于現代電子設計技術課程而言，基礎知識的理解和掌握和內化需要建立在學生實際參與，動手實驗的基礎之上，迫切需要為學生提供豐富的、及時的、開放的實驗室硬件支持體系。
此外，各高校紛紛采用擴招來應對高等教育大眾化時代的
到來，學生數量的激增卻并未能伴隨實驗設備購置和更新的同步增加，遠不能滿足現實實驗教學的需求。
2.3教師的教學水平整體不高
師資隊伍建設直接關系到人才培養質量的高低，電子信息專業作為一門工科專業，要求所任教的教師擁有豐富、精湛的理論知識，同時，同時對其實驗、實踐操作要求亦很高，需要教師能夠雙肩挑。但是，從目前的現狀來看，教師隊伍的現狀還不盡如意，主要表現在：年齡層次結構不合理，一般而言，年齡結構過老化，要么年齡結構年輕化都不利于人才培養。對于剛從相關院校畢業的年輕教師而言，從業經驗和專業實踐經驗上的缺乏，造成他們不易發揮年輕人敢于嘗試敢于創新的優勢，而走向“傳統依賴”路徑，習慣性地依從傳統的教學模式，過于依賴書本知識，實踐、實驗教學指導力不夠；同樣的道理，年齡結構中青年成分不夠，對于人才培養也是不利的。
2.4教學手段和方法滯后
對于現代電子設計課程這一門課程而言，如果單純地依托傳統的授課方式，恐怕是難以有效地完成教學任務的。這里不是否認傳統授課方式的作用和價值，而是因為，現在電子設計技術這一課程本身的特殊性決定了必須依托多媒體等現代化這樣的媒介，具體而言表現在：第一，現代電子設計技術本身就是信息革命的產物，體現了信息化社會的最新成果，具有先進性、前瞻性和復雜性；第二，現代電子設計技術的知識具有豐富性、生動性和復雜性的特點，雖然部分知識依托傳統的教授和講課方式是可行的，但是總體如若不能很好地利用現代化信息手段的作用的話，是不利于學生的理解和接受的。然而，現實的情況是，很多高校在教學過程中仍以傳統的板書設計為主要內容，若教材和教法不能同步跟進，想要有良好的教學效果幾乎可能性不大，這些和培養適合市場需求的一線人才是相背離的。
2.5實驗教學環節薄弱
對于工科專業，對一些知識點的理解和把握需要建立在親自實驗、反復驗證的基礎之上；而對于一些有創意，想要拔高的學生，若脫離了實驗教學這一環節，單憑大腦和想象幾乎是無法獲取想要的知識信息，取得原本可以的進步的，尤其是電子設計技術這樣的課程，若脫離實驗教學，無異于無源之水無本之木。然而，現實的情況是，在相當一部分高校，實驗教學環節未能得到應有的重視，具體體現在：與理論課課時相比，實驗課課時偏低；實驗課內容陳舊，多為驗證性實驗；實驗教師師資薄弱；學校重視程度不夠，經費投入偏低，導致儀器設備陳舊，不能適應行業發展。
3 現代電子設計技實驗教學存在的問題
3.1實驗設備陳舊，利用率低
首先體現在在實驗室設備陳舊。一方面，信息社會科學技術知識本身的更新速度越來越快，電子行業儀器設備更新換代的速度在加快，高校如何跟上節奏為學生提供合適的最新的實驗室儀器設備本身就是一個考驗；與此同時，很多地方高校,由于種種原因其所使用的設備還是幾年前甚至是十幾年前的東西。
再就是由于師資匱乏、實驗室管理理念和技術不能同步跟上等方方面的原因，導致已有的設備并不能發揮最大的功效。一個典型的例子就是各個學生在實驗過程當中的各項具體情況不能得到得到及時有效的識別和跟蹤，學生是不是掌握了正確的試驗方法，有沒有掌握正確的操作步驟，操作是否規范等等都變得無法識別。這樣一來，最有技術含量的實踐考核成了學生最容易通過或那份的項目。
3.2教材內容面向基礎，與社會發展相脫節
除去教材本身的局限性不講，從現行各高校使用的現代電子設計技術教材而言，普遍存在以下問題：第一，題材范圍求全，求廣，百科全書的傾向嚴重，但缺乏針對性，深度不夠，也就是當教師和學生對某一個內容和知識點需要的時候，我們的教材不能提供所需要的支持；第二，重基礎，輕應用，往往對電子信息這一專業的基礎知識有濃墨重彩的講解，但是對具體知識點在現實中有什么應用缺乏必要的延伸；第三，各章節內容分立，連貫性和一致性不夠，教材內容多為現代電子技術這一領域基礎知識分章節的匯聚，這種知識組合未必符合所指教的教師和學生的認知和邏輯，如果缺乏指導教師深入地指導的話，學生往往學到的是一些零散的，隨機的知識，而不是整體的有機的統一的知識。
3.3理論教學與實驗教學相脫節
首先表現在理論教學與實驗教學銜接不緊密。電子信息工程作為工科專業，學生必須在實際操作，實際動手，必須在實驗教學的過程中，所習得的理論知識才可能為學生所掌握；再好的理論教學如果沒有實驗教學的支撐，也會因此而大打折扣。第二，從實驗類型來說，驗證性實驗居多，而綜合性實驗居少、創新性實驗少或幾乎沒有。再者，從學生畢業設計的角度而言，畢業論文設計是主體，然后才是學生的設計制作。以上種種，導致的一個基本問題就是理論教學與實驗教學兩者的分離，而不是統一，不利于學生的動手能力、應用能力等的培養。
3.4實驗類型單一，與高速社會發展的現實相脫節
實驗教學得不到足夠重視的必然結果就是會導致實驗類型單一，即多為驗證性實驗。所謂驗證性實驗，是在對書本知識有一定了解的基礎上，提出一種假說，驗證假說的正確性，往往有一套較完整和程序化的步驟和方法，因而，它更加強調實驗的結果，而不是實驗過程。換言之，是一種“按方抓藥”、高度固化的實驗模式，這對于學生的積極性和興趣顯然是不利的，因而，要論及真正提高學生的主動性，積極性，提高學生的動手能力，顯然是不夠的。
3.5實驗環節成擺設，實驗教學地位得不到應有的體現
作為工科專業，現代電子信息技術知識的習得和理解必須依賴足夠的、及時的實驗實踐聯系機會，然后現實的情況是，在相當部分高校，實驗實踐教學雖然也有開設課程，但是總體處于依附狀態，形同擺設，其教學地位得不到應有的體現。比如總體實驗實訓課時不足總課時的一半；實踐教學的教學考核往往伴隨相關課程的考核進行，具有較大的隨意性等等。
3.6實驗教學師資薄弱
高質量的實驗實踐教學需要一支同樣高質量的實驗教學師資隊伍，方如此，才能保證實驗實踐教學落到實處，進而也就無法保證學生能夠保證學生習得基礎的電子信息技術知識，基礎不牢，學生的創新能力和動手能力也就成為空中樓閣，紙上談兵了。一方面，在部分院校，實踐教學被編排在電子相關課程的實驗中，課時嚴重不足；另一方面，師資力量的匱乏是其硬傷，在實驗過程中，一名教師需要同時指導幾十名學生，除去教師講解、示范的時間，剩余的時間學生才能用于模仿，求證，其實驗效果讓人質疑。再者，由于實驗實踐場地的限制，加上實驗室管理未能同步跟上等多因素，師資不足會導致教師不能及時、充分識別、監督并及時糾正學生在實驗操作過程中的種種問題。如此一來，實驗實踐考核成為學生最容易通過的項目也就不足為怪了。
4 新思路
如何進一步推進我院實驗室信息化建設和實驗教學改革與創新，促進創新人才成長，提高人才培養質量，并最終形成優質資源融合、教學科研協同、學校企業聯合培養人才的實驗教學新模式，我系在現代電子設計課程模塊的實驗教學中進行了以下嘗試：
4.1“少臺套、大循環”
前面我們講到，對于電子設計技術這樣的工科專業，面臨著雙重困境：電子設計知識和設備的更新速度越來越快；學院對于實驗設備的投入資金總是有限的，不可能完全跟進電子設備的更新速度。這樣一來，如何最大化地使用已購設備，同時將資金花在“刀刃”上，及時為師生引進先進設備就成為擺在我院決策和管理層面前的一大難題和挑戰了。基于這一問題，我院在各系部上下進行了廣泛而深入的交流和探討，最終提出“少臺套、大循環”的基本理念，一方面，充分發揮儀器、設備的利用率，另一方面，通過加強管理，逐步建立起“寬口徑、厚基礎、重應用、多方向”的實驗管理體系，整合并優化現代電子設計課程模塊的實驗資源，倡導學生親自動手，學以致用的能力,致力于培養應用型人才。
與先進硬件設備的引進和先進管理理念相配套的是，我系注重采用豐富多樣的教學手段以提高實驗教學的效果，如充分利用計算機網絡和多媒體的優勢，借助仿真軟件，為學生購置機器人等模型，為學生提供全方位立體的實驗教學刺激和環境，讓學生在耳濡目染中不知不覺樂于動手、勤于動手，養成基本的實驗素養，這點可在我系歷屆電子競賽中學生的優異表現中窺見一斑。
4.2教材內容與社會發展高度掛鉤
模塊化課程改革的一個基本特點就是打破原來學科間的界限，依據一定的目的和標準，對若干學科的教學內容進行整合、重組、優化，形成具有可操作性的模塊。具體而言,我系積極響應學院全面開展模塊化課程改革的理念和號召，積極開展“電氣信息類”專業電子設計技術模塊建設，具體而言，就是將傳統的數字電路、在系統編程技術、SOPC實踐課程三門課程進行重新整合，打破了過去學科間固有的界限，按照市場對電子技術人才需求和知識本身的邏輯體系進行重新編排，重新組合，按照“即學即用”、“活學活用”的原則對各子模塊進行最優化組合，將應用型辦學理念深入滲透到各個教學環節，內化到師生的教學過程當中，以致力于培養符合市場需求的電子類應用型人才。從日前的改革成效來看，我系所進行的這一現代電子設計技術模塊成果是喜人的。
如果說模塊化課程改革是為學生精心準備的“主食”和“大餐”的話，那么組織學生開展相關競賽無疑就是一道道美味可口的“點心”和“佳肴”了。自2007年以來，我系組織學生開展了各種類型和層次的競賽，取得了豐碩的成果，學生多次獲得部級、省級大獎。這樣大張旗鼓大力組織師生投身競賽活動的初衷就在于為學生提供新的契機和視野，競賽能夠很好地為教材內容補充新鮮血液，及時為師生呈現電子設計技術的最新信息，增強和提高學生的動手能力，這些和我院“地方型、應用型、國際化”的辦學定位是相符合的。
4.3理論教學與實驗教學緊密聯系，各有側重
對于工科專業而言，如何正確處理好理論教學與實驗教學的關系是一道值得認真對待的課題。傳統教學中過于重視基礎教學，忽視或者不重視實驗教學的做法肯定是不對的，但是，我們也不能走入非此即彼的另一個誤區，即重視實驗教學，忽視理論教學的重要性。我們以為，理論教學和實驗教學都是現代電子設計模塊的兩個非常重要的組成部分，學生需要具備扎實的電子設計基礎知識，在這個基礎上，學生的實驗教學會進行的比較順利，同時因為學生的基礎知識掌握得系統、扎實，那么，在實驗教學的過程當中，當學生頭腦中更好的創意的時候，才有可能付諸實踐并進而激發更多的靈感和創意。
在我系電子設計模塊化教學的過程，采用的正是基于理論教學與實驗教學并重，兩者互為基礎這樣一種理念，比如電子設計技術模塊理論和實驗采用的便是靈活穿插的這樣一種方式，當理論知識要驗證、強化、延伸的時候，實驗教學及時地跟上，什么時候需要上理論，什么時候需要上實驗，能夠實現比較靈活的切換，學生在書本上學到的知識能夠得到及時的動手操作和強化，往往學習效果也最佳。
4.4實驗體系豐富，層次多樣
解決了理論教學與實驗教學的關系，接下來面臨的問題就是如何建立多層次、豐富的實驗教學體系了。傳統的實驗教學是理論教學的輔助，依附于理論教學，數量上驗證性實驗居多，類型上比較單一，加上實驗室管理未必到位，導致學生參與實驗教學的積極性有限，實驗教學的功效不能得到有效發揮。鑒于此，在現代電子設計技術模塊在設計實驗教學中，充分發揮了“即學即用”的原則，為學生提供豐富多樣的實驗體系，滿足不同口味和需求的學生的需要。我系在“寬口徑、厚基礎、重應用、多方向”的指導思想下，積極建立相對獨立的實驗教學體系，有計劃有步驟地調整實驗教學內容，逐步減少驗證性實驗的比例，增加綜合設計型實驗和創新型實驗的比例，建立起集驗證性實驗、綜合型實驗和創新型實驗于一體的綜合性實驗教學體系。在實驗教學過程中，通過創設寬松的氛圍，引導學生積極探索，鼓勵學生大膽設想并實踐自己的猜測和設想，從而培養學生自主學習，主動探究，分析問題和解決問題的能力，為將來的職業生涯奠定良好的基礎，比如在綜合設計型實驗中，我們鼓勵學生根據個人興趣和偏好自主選題，在為學生提供的實驗指導書中，只為學生提供一些基本的資料題，留白部分就需要學生獨立完成了，這就需要學生自己依據所學知識，多方查閱相關資料，最后再提交可行的實驗方案交與老師進行探討和完善。無疑，在學生選擇可行的實驗方案，制定詳細的實驗步驟，完成實驗計劃的過程中，學生的動手能力，自主意識和創新能力都得到了全面的提升。
4.5讓實驗教學地位得到充分體現
對于應用型高校，要培養面向市場面向社會的電子技術人才，這就意味這，相對研究型高校而言，需要更加重視實驗和實踐教學，唯有如此，才能促進學生動手能力，實踐能力等綜合素養的提升，為社會培養應用型電子技術人才。以我系電子設計技術課程模塊實驗教學為例，我系在領導班子的部署下，采取了一系列積極的舉措，如自2007年下半年，成立專門的實驗技術教研室：實驗室成員主要由中青年博士和碩士擔任，由他們來承擔系里的絕大部分實驗教學和其它實踐教學的工作，確保實踐教學的教師班子基礎扎實；又如積極鼓勵并組織中青年教師（特別是實驗教師）擔任學生的第二課堂指導教師，這一方面能有效提高我系學生的創新意識、創新能力、培養學生動手能力等綜合素養，另一方面也能積極調動一線教職工的積極性，為他們走在電子信息技術的最前沿，立足課堂教學實踐，不斷總結反思搭建了一個嶄新的平臺，八年來，我系取得了豐碩的成果，搭建了從教學理念、教師團隊、活動內容、組織形式、管理模式到年度考核等方面一體化的第二課堂實踐平臺。
4.6加強應用型師資隊伍建設
建設一支高素質的實驗室師資隊伍對于實驗教學而言，具有舉足輕重的作用，所有物的因素，包括先進的理念，方式方法等要起作用，都必須依托教師這一能動要素才能起作用，這是因為：再好的理念，若不能被教師所理解，領會并實踐到起教學科研的過程當中去，也會是海市蜃樓，不能成為現實的美景；再好的設備，若沒有得到合理的組織和管理，也會喪失起先進的理由和價值，不能物盡其用；再好的模塊化教學，內容設置得再合理再精巧，若沒有好的教師團體去實現它，也會泯然于眾不能凸顯其實際的價值。
鑒于此，我系在充分挖掘人的要素方面做出了新的探索。首先，積極組織青年教師參加合肥學院青年教師大獎賽，切實提高一線青年教師的教學水平和實踐操作素養，具體到實踐教學這一塊時，我系在教學環節、實驗步驟、操作規范、操作流程等方面都作了較詳盡的規范和指導。第二，組織青年教師單人第二課堂指導教師，去企業掛職鍛煉。一般而言，系統化的學科知識總是滯后于生產一線的，這在瞬息萬變的信息化社會更是如此，因
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而，為加強我系實驗教師培養，豐富他們的社會實踐經驗，切實提高他們的業務能力和教學水平，及時更新觀念和知識體系，提升我系“雙師型”教師的綜合素質，組織青年教師去企業掛職鍛煉，使其熟悉企業的基本情況和對電子行業知識的需求。第三，以電子信息與電氣工程系這一團體組織為依托，積極鼓勵中青年教師，特別是實驗教師開展與企業的橫向合作課題。這一舉措對于更好地激發青年教師了解企業發展最新動態的熱情，挖掘青年教師參與橫向課題研究的潛力，提高我系教職工科研水平、理論教學和實踐教學水平發揮了不可估量的作用和影響，充分體現了學院“地方型、應用型、國際化”的辦學定位。
5 結語
總而言之，我系緊跟學院模塊化教學改革的步伐，圍繞現代電子設計技術課程模塊的實驗室建設和教學改革教學進行的系列改革成效顯著，為我系培養應用型電子信息人才提供了新思路，這對于其他高校的實驗教學改革具有積極意義。
作者簡介：周澤華(1982-)，男，安徽宿松人，實驗師,碩士，主要研究領域為信號與信息處理。
摘 要：隨著電子信息技術的快速發展，新形勢下社會需求對電子技術專業人才的“技能型”、“應用型”提出了新的更高要求，結合我校參加相關電子設計競賽的經驗提出了實踐性教學模塊的設計思想及其實現方法。
關鍵詞：電子設計競賽；實踐性教學
近年來，我校學生分別參加了“全國大學生電子設計競賽”、“全國職業院校技能大賽”、等多項比賽。經過我們努力，我們取得了可喜的成績。通過比賽，我們深刻認識到參加電子設計競賽不但提高了學生的水平，同時也是對我系電子專業實踐性教學環節工作的檢驗。為了全面提升電子專業學生的實踐動手能力和綜合創新能力來適應各類電子設計大賽對高職學生的要求，應用電子技術專業的實踐性教學體系改革刻不容緩。
1 改革傳統的教育教學模式
我校應用電子技術專業于1999年開始進行招生，在早期的教學過程中，我們專業教師就根據本專業的特點和實際需要，對教學計劃進行適當的微調。2006年，我校電子專業成功申報河南省教學改革省級試點專業，我們對“應用電子技術專業教學計劃與大綱”進行了大范圍的調整。
根據“以提高人才質量為宗旨，以培養綜合能力為目標，以強化職業技能為優秀，以就業為導向”的高等職業教育改革指導思想，適時對教學計劃做出微調以適應電子信息技術的快速發展。如：2008年，對電子課程設計課程進行了重訂，由原來的純理論教學變為理論加實踐操作的教學，使學生要通過本課程的學習，對電子系統的設計過程有個系統的了解，即：理論設計、繪制原理圖、制造電路板、焊接元器件、調試電路以及完成課程設計報告。從改革的總體效果看，學生也從實踐教學過程中學到了“實實在在”的知識，激發了學生的學習積極性，提高了學生的實踐動手能力。
在教學模式上將理論知識和實際操作緊密結合起來，使枯燥的理論知識變得易于接受和理解，大大提高了學生的學習興趣。要求各門專業課盡量安排在相應的實驗實訓場所上課，利用實物教學、網絡教學，力爭教學方案的最佳化，從根本上改變了傳統的教學模式。比如單片機、可編程序控制器完全安排在實驗室中，隨講隨做，對學生進行實踐訓練。極大地增強了理論與實踐教學的直觀性和生動性，提高了課堂教學的效益，吸引了更多學生的主動參與，活躍課堂氣氛，取得了較好的教學效果，顯著提高了教學質量。
通過以上三個環節來綜合提高學生的生產勞動技能，取得了良好的教學效果。除此之外，我們還開設了綜合開發應用實驗選修課來鍛煉一部分動手能力比較強的學生，提高他們的學習積極性和創造性。
通過這些改革，學生的實際動手能力和工程設計能力明顯提高，畢業生受到了社會的歡迎和好評。參加過電子設計競賽的學生，他們在系統設計、方案論證、整機裝調、選用新器件及創新能力與合作精神等方面得到了全面提高，他們的自信心增強了。他們在畢業設計和科研中，獨立工作的能力較強，受到了教師的歡迎和好評。
2 “五環”實踐教學體系
按傳統教學方法培養的學生，在實踐性環節上發生諸多的問題，比如：單元電路正確卻無法實現系統聯調；理論設計正確卻無法在工程上實現功能等等。這種問題的癥結點在于電子設計既不是單純的理論設計也不僅僅是實驗設計，而是實踐性很強的有特定工程背景的項目。
根據認識規律和學科規律而設計的“五環”實踐、實訓教學體系。“五環”指的是五個實踐環節（基本技能訓練、專業技能實訓、專業綜合實訓、頂崗實習和畢業設計）。“五環”教學體系環環相扣、層層遞進。
（1）基本技能訓練：重點培養學生讀圖能力，電子元器件的識別、檢測技能，儀器儀表的使用技能，電子元器件的焊接與拆卸技能。
（2）專業技能實訓：通過EDA電路設計、電工學、數字電子技術、模擬電子技術、單片機、可編程控制器等課程的實訓，培養學生按原理圖組裝功能電路的能力，選擇正確儀器、儀表獲取關鍵數據、波形的技能，進行電路參數調整、完成電路整體調試的能力。
（3）專業綜合實訓：安排一個月的專業綜合實訓，主要培訓學生分析和解決系統問題的能力，整機電路的組裝和調試技能，維護、維修技能。
（4）頂崗實習：本專業安排了10個月的頂崗實習，重點培養學生職業綜合能力。
（5）畢業設計（論文）：要求學生從生產、工程和實際生活中尋找設計題目，獨立完成電路設計、元器件選擇、印刷電路版制作、元器件焊接、整機調試等環節。本專業安排了三個月的畢業設計，培養學生的創新能力、獨立工作能力。
實踐教學環節在整個教學時數中所占的比重較大。應用電子技術專業授課學時總量為2600學時，理論授課學時數為1158學時，占學時總數的46%；實踐教學（實驗、實訓、實習、畢業設計等）多達1405學時，占學時總數的54%。整個課程體系的設置中體現實踐教學的重要性，為培養學生的實際動手能力和應用技能提供了保障。
3 引入虛擬仿真技術
眾所周知，現代電子技術的發展為計算機技術的發展提供了物質基礎，計算機技術的發展又為電子信息技術的發展提供了前進的動力，二者是相互促進、相互滲透、共同發展的。
為了將可編程技術及系統模擬仿真技術應用引入教學，我們開設了追蹤電子技術發展前沿的“在線系統可編程技術”及“虛擬與仿真技術”等課程；同時，盡可能將各種EDA軟件穿插于各門相關課程中，如Protel、Workbench、QuartusⅡ、MATLAB、labview等軟件的應用，大大開闊了學生的視野，提高了學生的綜合設計能力，提高了設計效率。
4 實踐教學與電子設計競賽緊密結合
全國大學生電子設計競賽是面向大學生的群眾性科技活動，推動高等學校信息與電子類學科課程體系和課程內容的改革，有助于高等學校實施素質教育，培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力。[4]
電子設計大賽，積極推動了我系對電子專業實踐性教學環節的教學改革。在平時的實踐教學中綜合設計環節中，引入電子設計大賽的賽題，電子設計競賽試題具有實用性強、綜合性強、技術水平發揮余地大的特點；所涉及的電類專業的課程有：模擬電路、數字電路、C語言程序設計、單片機原理、電子設計、EDA技術等；
電子設計競賽成績作為檢驗教學改革是否成功的標準。通過近幾年的比賽，我們取得了可喜的成績，2011年，獲得參加全國大學生電子設計競賽河南賽區二等獎1個、三等獎3個，獲得全國職業院校技能大賽河南賽區二等獎1個，三等獎1個；2012年，獲“畢杯”全國大學生創新設計競賽全國一等獎，獲全國職業院校技能大賽電子產品檢測與維修項目全國第三名；從獲獎情況不難看出，專業實踐教學環節改革的效果在電子設計競賽中得到了檢驗，切實提高了學生的實踐水平。
我們將不斷的調整專業的實踐教學體系以適應電子設計大賽對學生知識水平的要求，從而滿足不斷發展的信息化時代對畢業生的更高需求。
作者簡介：蔣海濤（1978-），男，河南焦作人，碩士，講師職稱，主要從事應用電子技術專業的教學工作。
作者單位：焦作師范高等專科學校物理與電子工程系，河南焦作 454001
摘 要：在現今電氣化的時代，電子自動化技術迅猛發展。將微電子技術應用到自動化領域越來越受到關注，并且逐漸應用到實際生活中。本文系統介紹了微電子設計自動化技術的特點以及設計過程和相關應用。
關鍵詞：微電子；自動化
隨著自動化技術的不斷深入發展，電子自動化技術也逐漸應用到人們的日常生活中，在很大程度上影響著人們的生活生產過程。并且，隨著生活水平的提高，人們對于微電子技術的要求也日益提高，因此深入研究基于微電子的自動化技術對于提高人們的生活質量有很大作用。系統實現微電子的自動化過程，需要構建合適的功能模塊，尤其是電子電路的設計。
一、基于微電子的自動化技術特點
隨著計算機技術的快速發展，微電子系統的性能設計逐步采用編程的方式完成。這種程序編程的方式使微電子技術更加的高性能化、高自動化以及高節能環保。同時，將微電子技術與自動化技術結合起來，更加推進了自動化領域的發展與創新。基于微電子的自動化技術主要有以下幾個特性[1]：
（一）基于計算機編程
電子設計自動化設計采用計算機軟件相關技術，通過編程的手段來完成系統各個功能模塊的設計與傳統的手工做圖方式相比，誤差小、效率高、簡單易行等特點。同時應用軟件功能開發各個系統模塊，優化了整個自動化系統的性能。
（二）芯片集成度較高
電子系統的整體設計，在一塊小尺寸的電路板上集成很多具有不同功能的相關電路，減小了電子線路的占用面積，使芯片集成度高、功耗較小、性價比高并且便于安裝，與此同時，這種高集成的芯片符合節能環保的設計理念。
（三）軟件升級方便
電子自動化系統的設計是基于計算機技術的，利用計算機軟件進行升級和維護，具有優良的系統升級平臺。采用計算機編程的方式對電子系統進行升級和維護，可以做到實時在線工作，使系統的性能升級便捷，漏洞修補及時。
（四）具備仿真功能
計算機仿真功能是電子自動化技術的一大特色，可以解決自動化系統設計過程中的數值問題。同時，利用仿真功能可以很好的對系統進行檢測和分析，方便進一步進行系統優化[2]。
整個電子自動化系統的設計要涉及數學、物理、計算機等多門學科的理論知識。其中計算機編程的應用，推動了系統設計的發展，使整個復雜的電子系統集成在小規格芯片之上成為可能。
二、微電子自動化系統設計過程
整個電子自動化系統的設計主要是包括各個功能模塊的生成、系統的維護與升級以及各功能版的集成等內容。利用計算機編程技術來完成系統的設計過程，為系統功能模塊的生成和功能的實現提供了良好的技術平臺，使電子自動化系統的功能可以通過高集成的電子芯片體現出來。
（一）輸入模塊設計
系統的輸入版塊主要是負責完成系統的輸入功能這一子模塊的設計是基于計算機編程語言完成的。首先，要對輸入內容用程序語言的方式進行定義，這樣便于系統程序的優化處理。進而，還需要對程序語言進行合理的數據轉化，從而使整個系統一體化。最后輸入數據才可以被很好的儲存供系統調用。簡言之，輸入版塊設計就是程序語言設計過程。
（二）數據模塊設計
計算機編程系統是一個數據量比較龐大的復雜的過程。在整個系統編程設計的過程中，會產生大量的過程數據和結果數據等，調用數據的過程變得很是復雜。因此，設計一個數據模塊，對系統各階段的數據進行存儲和調用，便于系統的生成和在線維護。另外，數據模塊可以在一定程度上拓展系統的功能，推動自動化的革新[3]。
（三）仿真模塊設計
仿真模塊的功能主要是完成系統的功能檢測和數據分析。通過仿真模塊的運行狀況反映出整個實際系統的工作過程，方便及時發現系統漏洞并進行在線升級。
（四）檢測模塊設計
利用計算機編程技術設計電子系統的過程中，需要對系統進行故障檢測和漏洞排查。檢測模塊可以保證各個功能模塊之間更好的匹配運行，避免程序運行過程中的系統規劃故障的發生。
（五）各功能模塊規劃
將各個功能模塊合理規劃集成到一塊小規格的芯片之上，是系統實現高集成、低功耗的關鍵步驟。
三、微電子自動化技術的應用
微電子自動化技術主要是應用在高校教學、電氣設備以及應用軟件開發等方面。
首先，基于計算機仿真技術的電子自動化系統設計可以很好的應用到高校電氣電子工程的教學實踐過程中。采用各專業術語和特定操作對整個系統進行形象描述和展示，可以使抽象的知識具體化，同時自動化技術的實踐教學可以提高學生的自主學習能力和動手能力，提高學生的整體素質。
其次，微電子自動化技術的發展，推動了電氣設備的升級。利用計算機程序語言來完成后期的系統革新階段，為電氣設備的更新升級提供了很大的空間。同時，微電子技術的集成特性，使電氣設備更好的實現了高集成、高性能的特點。
最后，軟件編程技術方便了各個應用軟件的開發，在電氣設備設計過程中統一編程，實現各軟件的兼容，從而便于各功能模塊的集成，推動電氣設備的統一化，同時降低了研發成本。
四、小結
隨著電子信息技術的飛速發展，為電子自動化研究越來越深入，基于計算機編程的電子設計業逐漸系統化和模式化。微電子自動化系統憑借其高集成、高性能、易拓展以及低成本等特性，逐漸應用到人們的日常生產和生活過程中。
摘 要：FPGA（現場可編程門陣）在數字信號處理系統及電子設計自動化中的運用越來越廣泛了。FPGA是基于PAL、GAL、PLD等邏輯編程系統發展起來的一種綜合性的可編程器件。其自07年開始投入市場以來，在電子設計中的運用是極為廣泛和深入的，在電子設計領域擔任著各級設計基礎的重要角色。
關鍵詞：現場可編程門陣列（FPGA）；電子設計；可編程片上系統
FPGA即現場可編程門陣，是一種半定制專用集成電路（ASIC），這個可編程器件的研發主要是為了解決ASIC的不足和PLD電路數的缺點。其包含了可配置邏輯模塊、輸出輸入模塊和內部連線三個部分。由于其新的特點和高的運用價值，所以在電子設計中得到了十分廣泛的運用。本文就基于FPGA的一些特點結合電子設計的運用進行探討，得出FPGA在電子設計中的運用方面的結論。
一、FPGA的簡介和特點
FPGA是以可編程陣列邏輯、通用陣邏輯、可編程邏輯器件為基礎發展起來的，從簡單的接口電路設計到復雜的狀態機，甚至系統級芯FPGA都扮演著十分重要的角色。其主要的特色就是現場可編程序性，這一點運用到電子設計中，可以靈活地進行控制，縮短產品上市的時間。其采用了邏輯單元陣列的概念，與傳統的編輯電路和門列陣相對比而言，FPGA具有不同的結構，它運用的是小型的查找表實現了組合邏輯的編輯，每一個表對應一個D觸發器，而這個觸發器正好驅動相匹配的I/O，這樣的組合模式正好完成了既可實現組合編輯又可以進行時序編輯的功能，這些每一個相鄰模塊運用金屬線連接。通過內部靜態存儲單元和編程數據，實現邏輯編輯的功能。
FPGA的特點：（1）FPGA特有的可編程片上的特點，就是指設計專用的集成電路的時候，用戶不需要投片生產，可直接合成芯片；（2）FPGA以其可由簡單接口到復雜接口的設計特點可以作為全定制或者半定制的專用集成電路的中試樣片；（3）就其特殊的結構而言，其內部含有極為豐富的觸發器和I/O引腳；（4）設計周期短，開發費用低，風險小。
二、電子設計
電子設計技術是指面向專用集成電路設計的計算機技術，在和傳統的ASIC的相對比而言，電子設計的性質更加偏向于自動化，所以它具備了幾個很突出的特點：（1）設計時是全過程的設計，在整個集成電路中的電路系統、硬件、軟件和仿真等包括在內都由計算機完成；（2）與傳統的設計不同，電子設計主要擔任了兩方面的角色，一個是主動的設計者一個是被動的使用者，二者結合就可以直接運用于客戶了；（3）實現的途徑相對而言更加具有選擇性，除了FPGA以外還有CPLD等可編程器件來運用于電子設計當中，但是FPGA的運用較為廣泛。電子設計由于其可大規模地進行編程，并且實現了自動化，在用戶體現上的優勢，所以成為了近年來主要的技術。
三、FPGA在電子設計中的運用
由于市場的競爭十分地激烈，在相應的集成電路的設計中，要有一席之地就需要在電子設計中運用很好的可編程器件，這些器件和傳統的相對比而言需要更好的適應市場的能力。
（一）符合電子設計要求的器件的發展
可編程邏輯器件即PLD在電子設計中的運用應該是數百萬門的大規模的器件，其中為代表的就是將近10萬門宏的FPGA。FPGA的主要結構中包括了一個復雜的電路系統，這樣的電路系統是為了迎合電子設計中的需要一個或者多個嵌入式系統處理器，以及控制模板和對應實現控制的通信口而存在的。FPGA正好滿足所有的針對于電子設計的關于大規模器件的要求，再加上其獨有的可編程片上系統，可以直接裝入一個芯片，不需要投片生產，即能滿足所謂的SOPC的設計。
電子設計和傳統的專用集成電路設計最大的不同就是它的多種專用端口，在FPGA中的一些開發的型號器件，這些器件的主要特點就是其嵌入式的系統塊設計，一切的功能都是采用系統塊的嵌入式結合而實現的，在這樣的一種將處理器和傳統器件的優勢相結合，創造出的性價比極高的FPGA，適用于電子設計上是十分有利的，針對于自動化的專門集成電路的設計，這樣一來可以避免很多不必要的缺點，包括其中的成本問題和高揮發性的問題。總之，FPGA的開發適應了針對于電子設計的一系列的要求是很好的可編程器件。
綜上可知，FPGA的研發，結合了傳統的各類可編程器件的優勢和作用，真正地運用于專門集成電路的自動化設計即電子設計是十分有用的。其可自帶編程片上系統，可以就復雜或者簡單的芯片的使用，其能耗低可以節省運行的成本，其多種專用端口和附加功能模塊的使用可以更加適用于多端口的電子設計上。
（二）植入了嵌入式系統處理器后的FPGA運用于電子設計
在FPGA中植入嵌入式系統處理器是很有必要的，來解決系統的體積、能耗和可靠性等問題。在現行的嵌入式系統中大多都是采用了ARM的32位知識產權處理器核的器件，但是在運用于電子設計領域之中，主要的還是要迎合其對于處理器多接口的要求，如果直接就將二者結合，那么系統運行時的體積和能耗必然會增加而系統可靠性就相應地減少了。將嵌入式系統直接植入到電子設計所使用的FPGA中可以很好地解決這個問題，一般采用的是將知識產權核以硬核的形式植入，和FPGA的可編程邏輯資源以及IP軟核相融合，代替原來的FPGA中的硬核的功能。運用于電子設計之中，就是將FPGA的硬件設計和實現了硬件和處理器的強大的軟件功能相結合起來，相輔相成實現了一種高效的全新的SOC。
（三）以FPGA為基礎的DSP系統在電子設計中的運用
在電子設計當中的DSP處理器必不可少的，但是在過去的電子設計行業中，大多都是利用DSP應用系統，但是其存在的缺點在市場快速發展的過程中得以顯現，比如處理的速度、硬件的靈活性或者是效率等方面。
FPGA具有大容量、高速度D的優良特性。所以FPGA為基礎而開發的DSP系統可以借助其數字信號處理的能力以及靈活的配置特性來彌補傳統的工具的不足，配套的嵌入式先進工具的開發是很好的一種和傳統相銜接又進行優化的形式。
電子設計的流程都是自頂向下的順序，這樣的一種特點就表示它是與硬件完全無關的一種系統設置，以FPGA為基礎發展起來的DSP系統就是基于這種設計流程的，在仿真測試上，利用了Matlab提供的IP核來完成，接著的轉型是通過SignaiCompiier來進行的，將設計的模型轉化成了RTL，在此基礎上進行時序的仿真，實現硬件DSP系統的仿真測驗。
以FPGA為基礎的DSP系統，是結合了FPGA的大容量、高速度的優勢發展起來的，并且與電子設計中的自頂向下的結構順序相適應，對于現今市場上存在的硬件靈活性、開發效率和知識產權等許多方面存在難以克服的缺點來進行的改進，很有市場利用價值。
（四）在電子設計的處理器上運用
在通信領域的電子設計技術運用是十分廣泛的，將FPGA和一般的處理器相結合來實現通信是稀松平常的一件事。但是真正地將二者相結合還是十分有挑戰的，利用FPGA實現高性能的處理器是很有前景的。
如果采用FPGA直接來武裝電腦，就會形成超級電腦的概念，由于FPGA擁有獨特的嵌入式的微處理器，所以結合他的可重配置的特性就可以對于現場的具體情況來配置整理文件。從而使得同一硬件電路結構在不同的時間段，形成不同的等效硬件結構以高效地對付不同的處理任務。例如，此類超級計算機某一段時間可以用于預報全球天氣狀況，下一時間則能用于根據某一公司的主要利率對沖情況來評估債券市場的風險，然后又可進入基因組合核對的分析等等。利用FPGA發展的電子設計的處理器雖然還研究地不夠深入，但是真正的研究出來的成果是十分符合現今的電子設計市場對于處理器的功能需求的。
四、總結
FPGA技術，即現場可編程門陣，在電子設計領域的運用可以說是十分重要和廣泛的。本文就FPGA的主要特點進行了簡單的描述，其具有的片上可編程序性是很有特色的一個特點，基于這樣的一種設計也可以開發出很好的功能。在電子設計上的運用，主要體現在器件的革新，嵌入式的處理器在設計FPGA時的運用和電子設計相結合，還有DSP系統的革新，以及電子設計處理器的運用等，這些運用足以見得FPGA在電子設計領域的重要性。
