《EDA技术》教材改革的研究

徐金龙

摘要：分析了《EDA技术》教材的现状，总结了现有的《EDA技术》教材存在一些问题，针对这些问题，提出了一种教材改革方案，对教材的结构和内容进行了改革。在教材结构上，提出了一种层次模型，分为初级篇、中级篇和高级篇，这种层次结构可以引导学生快速入门，节省时间，提高教学质量和学习效率。在教材内容上严谨、精简、典型实用、新近，编程语言更全面，让学生使用新近的工具和方法完成电子系统的设计。

关键词：EDA技术；教材改革；层次模型；典型实用

中图分类号：G642.3 文献识别码：A 文章编号：1674-9324（2017）49-0121-02

一、《EDA技术》教材改革的必要性

全国各高等院校正在为如何培养优秀的电子类人才进行深入细致的研究，专业课程教材建设是重点研究方向之一[1]。就目前電子类人才培养专业课程教材建设的现状来看，这方面的教材也很多，很多高校的几乎都有自己老师编写的教材，但都存在一些问题，主要表现如下。

1.部分知识相对滞后，与现有的EDA技术有一定的差距，主要是开发软件，这是一个普遍现象。因为现代电子技术的发展很快，特别是开发软件，不同版本的开发软件，使用有差异。开发软件不一样，设计的方法也会有所不同。

2.编程语言单一。EDA技术主要的编程语言有VHDL和Verilog，这两种语言都被列为IEEE工业标准硬件描述语言，他们承担了几乎全部的数字系统设计任务，但很多教材都只写了一种语言。相对来说，写VHDL的教材要多一些，两种语言都写的教材很少。

3.对设计实例讲解不是很仔细，没有体现设计过程。很多书都是直接把设计程序和仿真波形给出来，而对设计实例的分析和方法讲得太少，即使学生看懂了程序和仿真波形，换一个设计项目，就不会做了。

4.部分教材结构安排不是很合理。不符合人认识事物的认知规律。学生学习起来不容易理解，学习难度增大，学习的效率自然会降低。

因此，《EDA技术》教材必须进行改革。

二、《EDA技术》教材改革的目标

《EDA技术》教材改革的目标是便于学生学习，提高学习效率和实践能力。主要体现在教材内容和结构上，教材内容要求严谨精简、典型实用；教材结构上，要求符合人学习知识的接受过程，从简单到复杂，符合逻辑。分为三个层次，初级、中级和高级，能够引导学生自主学习，可使不懂学习方法的学生和不爱听课的学生也能自主学习，节省时间和精力，让学生变得轻松，从而对这门课程感兴趣，达到快速入门的目的。也提供进阶的学习内容，适合于各层次的学生。这样的教材结构既能使学生完成学分，有能有更多的时间去参加实践和提高，如参加全国大学生电子竞赛、大学生创新项目、当老师的科研助手、考研等。

三、《EDA技术》教材改革方案

现有的《EDA技术》教材版本很多[2-5]，基础内容差不多，尽管有一些层次结构的轮廓，但不清晰，有不少内容要重新调整才能形成明确的层次结构。在层次结构上的改革，希望能达到引导学生快速入门、提高教学质量和效率、节省时间的目的，具体方案如下。

（一）初级篇

1.第一章：绪论。本章主要讲述EDA技术的相关基础知识，简单介绍EDA技术。只要求学生了解的内容，简单介绍即可，不能讲深讲多。要求学生掌握的内容，要详细讲。主要包括EDA技术、EDA技术的主要构成要素、设计流程、学习工具、学习方法。

2.第二章：Quartus II入门。要求使用该软件完成一个简单设计，掌握设计流程。要求软件版本是新近的，10.0以后的版本。

3.第三章：VHDL语言。（1）VHDL基础语法，包括VHDL程序的基本结构，常用概念如数据对象、数据类型、库、程序包、顺序语句和并行语句等。常用的语句，如赋值语句、IF语句、CASE语句、PROCESS语句、元件例化语句等，讲深讲透，包括语句的功能和使用方法，要求完全掌握这些常用的语句。注意语句的差别，如IF语句和CASE语句的区别，IF语句和PROCESS语句功能剖析、顺序语句和并行语句内涵，信号和变量的区别等。（2）简单组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计。如编码器、译码器、多路选择器、加法器、锁存器、D触发器、计数器和移位寄存器等。

4.第四章：Verilog HDL语言。讲授方法与VHDL语言一样，先讲语法基础，然后讲简单逻辑电路的设计。

（二）中级篇

1.第五章：宏功能模块及IP核应用。要求掌握LPM模块的使用。

2.第六章：状态机的设计。要求能用状态机完成简单电路的设计。

3.第七章：VHDL设计进阶。要求掌握常见应用的设计方法，如设计分频器、复杂计数器、数码管动态显示、双向端口设计、串并转换和并串转换等。

（三）高级篇

1.第八章：综述。可以比较详细地讲述EDA技术的概念、历史和发展趋势、技术前沿、器件内部结构、JTAG测试规范、ASIC设计流程、自顶向下的设计方法、SOPC设计介绍等内容。

2.第九章：VHDL系统设计。讲述在大规模复杂系统设计中的思路和方法、系统设计和系统仿真、第三方EDA软件的使用等。

3.第十章：EDA技术实践。讲述常见设计的高级技巧和应用，如流水线操作、IP核应用、嵌入式资源的应用、与单片机的接口等，可以面向电子竞赛，多举实例。

四、结束语

本文对《EDA技术》教材的结构和内容进行了改革。在结构上，提出三层式结构层次模型，更符合学生学习知识的接受过程，这种层次结构可以引导学生快速入门，节省时间，提高教学质量和学习效率。在内容上，教材内容更新和实用，让学生接受一些新近的开发工具，使学生可以完成一些简单的电子系统的设计。编程语言更全面，把两种VHDL和Verilog语言都介绍，学生可以根据自己的情况，选择自己喜欢的语言学习，有助于提高学习兴趣和学习效率。通过本教材的学习，使学生掌握EDA技术在数字系统设计中的应用，能使用新近的工具和方法完成电子系统的设计。培养学生综合应用、系统分析与设计、自主学习等多方面能力与素质，提高学生工程实践能力。

参考文献：

[1]谭会生.基于EDA技术的研究性教学探讨[J].中国电力教育，2012，（17）：36-37.

[2]潘松，黄继业.EDA技术使用教程（第三版）[M].北京：科学出版社，2006.

[3]吴延海，等.EDA技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

[4]邹彦，等.EDA技术与数字系统设计[M].北京：电子工业出版社，2008.

[5]唐俊英.EDA技术应用实例教程[M].北京：电子工业出版社，2008.endprint