对集成电路的认识和理解范文

时间:2023-10-31 18:07:36

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对集成电路的认识和理解

篇1

【关键词】集成电路版图;教学方法;改革

集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。

一、突出实践,理论配合

传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。

二、注重细节,加强引导

传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。

三、完善考核机制,争取比赛练兵

学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。

四、总结

《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。

参考文献

[1]Christopher Saint/Judy Saint.集成电路版图基础-实用指南[M].北京:清华大学出版社,2006(10).

[2]蔡懿慈.超大规模集成电路设计导论[M].北京:清华大学出版社,2005(10.

[3]编委会.最新高等院校实验室建设与管理及教学指导手册[M].北京:中国教育出版社,2006(11).

基金项目:北方工业大学教育教学改革和课程建设基金。

篇2

[关键词]模拟电子技术基础 教学方法 探讨

《模拟电子技术基础》是一门重要的专业技术基础课,理论性和实践性都很强,处于各专业教学的中间环节,是学生对电子线路认识和理解的基本素质形成和培养的关键性课程。深入探讨其教学方法并有效实施,对学生掌握一定的线路知识和培养学生分析问题、解决问题的能力有着非常重要的作用。近几年来,我一直担任模拟电子技术基础的教学与研究,在平时的教学中,我注意增强学生的主动参与意识,提高学生的学习兴趣和学习积极性,培养学生的思维能力、分析问题与解决问题的能力,在实验中注重创新能力的培养,不断改进教学方法,取得了良好的教学效果。

(一)整体把握课程内客,并精选教学内容

要明确本课程在整个教学计划中的地位和作用、基本要求、基本内容和本课程与后续课程的联系。在分立元件构成的电子线路和集成电路构成的电子线路上,集成电路的应用范围迅速扩大。集成电路是在分立元件电子线路的基础上发展起来的。而从事电子技术工作必须熟悉分立元件电子线路。所以选择授课内容时,应以分立元件构成的单元电子线路为基础,以“分立元件电路为集成电路服务”的原则来突出集成电路,为进一步学习、研究和应用集成电路打好扎实的基础。如在讲解反馈放大电路时,由结合分立元件电路转为结合集成运算放大器讲解,引入集成比较器、集成功率放大器、集成三端式稳压器等内容。结合典型电路讲基本概念、基本理论、基本分析方法,并下力气讲清楚,应贯彻“管为路用”原则,淡化半导体器件内部物理过程和集成电路的内部电路,重点讲清楚器件的外特性应用。

(二)教学应有侧重点,以应用为目的

高职教育要突出理论知识的应用和实践动手能力的培养。所以,教学内容上要突出高职教育的特点,主动适应社会实际需要,注重应用性、针对性。将知识点与能力点有机结合,注重培养学生的工程应用能力和解决实际问题的能力。基础理论要以应用为目的,以必需、够用为度,以掌握概念、强化应用为重点。模拟电子技术基础有很强的实用性,其技术更新的速度非常快。因此,授课时不能再按以前的方法讲授:先讲元器件的工作原理、外特性参数,然后分析单元电路及中规模、大规模集成电路的内部结构,再讲元器件的具体应用。过去对模拟电子技术基础偏重过细的计算,而对运用讲得偏少。特别是模拟集成电路的运用,学生毕业后工作有很难适应之感。传统的教学模式重在细节,而忽略了整体概念,不利于学生“应用能力”的培养。因此授课时应有侧重点,着重于新的思想、方法和应用,着重于所谓粗线条分析。应与实际电路相结合,让学生对电路的应用有更清楚的认识。

(三)对学生进行适当的读图训练

读图即是阅读一些典型图例,弄清其信号通道、元件作用、电路功用及一些特殊环节的工作原理。《模拟电子技术基础》课程内容抽象,且很多概念有独立性,重复记忆少,学生难学易忘,并且往往是学完以后还不知这些知识用在何处,怎么联系。而一张综合电路图通常包含好几个单元的概念,覆盖面广,综合性强。读懂一张图可以帮助学生把各单元的知识,甚至其他学科的知识纵向、横向地联系起来,使知识系统化。同时,读图还是培养学生自学能力及分析判断能力的重要方法。实践证明,读图训练是提高学生学习兴趣、发展学生综合能力的有效途径,也是《模拟电子技术基础》课程一个必不可少的教学环节,它为教学双方提供了广阔的学习空间。

(四)上课时应充分调动学生的主现能动性,变被动学习为主动学习

学生一般都有强烈的求知欲望和参与意识,上课时应充分调动学生的积极性。教师上课时,应先提出一些问题,让学生带着问题听课,并积极思考,与教师一起去解决问题。这样学生就能提高兴趣,增强学习的主动性。比如在讲一个新电路时,可以从一个熟知的电路人手,设计一系列由浅入深、由易到难的问题,形成一个指向明确、思路清晰、具有内在联系的问题链引导学生不断地解决问题,不断地改进、完善,从而使一个原本简单、熟悉的电路逐渐演变成一个具有新功能和新特点的新电路。授课以提出问题、分析问题、解决问题为线索,会提高学生分析、解决问题的能力,这在以后工作中是非常重要的。

(五)让学生讲究学习方法,提高学习能力

《模拟电子技术基础》要求学生既要掌握一定的理论知识,又需要学会分析电子线路。要使学生尽快适应电子技术基础的学习,在传授知识的同时,关键还要教给他们正确的学习方法,提高他们的自学能力,培养良好的学习习惯。我要求学生课前进行预习,把不懂的内容记录下来。听课时,有重点地听课,这样才能提高学习效率。其次,要求学生会记笔记,教会学生做好课堂笔记,有利于学生接受和掌握新知识。再者,要求学生课后复习,巩固课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使之掌握得更牢固。

篇3

关键词:可编程器件;译码器;数字电路;教学

中图分类号: G642文献标识码:A

引言

数字电路是计算机专业电子技术方面入门性质的基础课程,其任务是使学生获得数字电子技术方面的基础理论、

基本知识和基本技能。通常,数字电路课程的教学是由理论教学、课程实验、课程设计等教学环节构成的。

可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)是一种数字电路,它可以由用户来进行编程和配置,利用它可以解决不同的逻辑设计问题。随着数字集成电路的不断更新和换代,特别是可编程逻辑器件的出现,使得传统的数字系统设计方法发生了根本的改变。可编程逻辑器件的灵活性使得硬件系统设计师在实验室里用一台计算机、一套相应的EDA软件和可编程逻辑芯片就可以完成数字系统设计与生产。

MAX+plus Ⅱ是一种与结构无关的全集成化设计环境,使设计者能对Altera 的各种CPLD系列方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX+plusⅡ开发系统具有强大的处理能力和高度的灵活性. 其主要优点:与结构无关、多平台、丰富的设计库、开放的界面、全集成化、支持多种硬件描述语言(HDL)等。

1可编程思想在课堂理论教学中的应用

数字电路课程主要包括逻辑代数、基本门电路、组合和时序逻辑电路、可编程逻辑器件及其编程方法的介绍。传统的教学方法是按顺序讲授,组合和时序逻辑部分都采用独立元器件的思想介绍,可编程逻辑器件部分往往由于课时的缘故不讲授或者只做简要介绍。但是随着电子技术的发展,这种教学思路已经不能很好地体现数字技术的发展方向。所以对数字电路理论教学提出了一些改革思路。

逻辑代数和基本门电路部分还是采用传统的教学方法,在讲授这一部分的同时把可编程逻辑器件及其编程方法这部分内容作为课外作业布置给学生,介绍一些相关的资料供学生课外阅读,并随时检查辅导。在介绍电路设计的时候把可编程逻辑器件部分引入,并作简要介绍,关键是让学生理解可编程思想,知道整个设计的过程即可,不能花大量时间讲述编程语法。如果花过多时间介绍语法,会让学生转移学习的重心,忽略数字电路的基础知识,把数字电路当编程语言课程学习。

随着计算机的广泛应用和教学条件的改善,多媒体课件在一定程度上提高了教学效果,可以用Flash等软件制作电路的应用和工作情况,但因为工作情况非常多,所以制作课件非常麻烦,而且因为不能随时调整,学生感觉不够真实。在课堂教学过程中利用多媒体教学环境,采用MAX + plus II软件进行实际操作演示,MAX + plus II输入修改方便,仿真结果直观具体,能够增强学生对学习内容的感性认识,激发学习兴趣,提高课堂教学质量。

以2-4译码器部分为例来说明MAX+plus II在数字电路教学中的应用情况。对于译码器的定义及其译码的理解,其实刚好是硬件描述语言VHDL的行为描述方法,所以我们可以用VHDL语言把2-4译码器描述出来作为MAX+plusⅡ的输入。描述的程序如下:

entity HCT139 is

port(A2, B2, G2BAR, A1, B1, G1BAR : in std_logic;

Y20, Y21, Y22, Y23, Y10, Y11, Y12, Y13 : out std_logic);

end HCT139;

architecture VER1 of HCT139 is

begin

Y10

Y11

Y12

Y13

Y20

Y21

Y22

Y23

end VER1

写程序的过程其实就是对译码器的逻辑的理解过程,那这个程序到底能否完成我们需要的译码功能呢?可以用 MAX+plus II软件的仿真功能,让学生很清楚地观察到在控制信号的作用下译码器的实际工作情况。仿真波形如图1所示。

随着数字电子技术的发展以及可编程逻辑器件的广泛使用,中规模的集成电路的应用逐渐减少,但是对于中规模集成电路的思想以及功能还是要做介绍。对于中规模集成电路的讲授可以结合MAX + plus II的原理图输入方法。MAX + plus II的元件库里有常见的中规模集成电路,并且我们可以利用MAX + plus II软件的仿真功能,观察到各种中规模集成电路的工作情况。例如2-4译码器74139如图2所示。

课堂教学中,很多内容都可以利用MAX + plus II软件直观地演示出来,比如中规模集成电路的功能和使用、异步二进制计数器的工作、移位寄存器的移位操作等等,这些演示可以使学生感性地理解电路的特性,对理解这些知识起到了很好的辅助作用。如果教师对EDA技术熟悉,演示这些实例并不需要花费太多时间。

2基于可编程逻辑器件的实验教学

实验作为学习该课程的一个重要环节,对巩固课堂教学内容、提高学生的动手能力都具有重要的作用。

在传统的数字电路实验教学中,一般采用学生动手搭接各种电路的方法。这种方法对于锻炼学生的动手能力比较好,实际搭接线路体会更深刻,但是这种方法也有很多不足之处:由于在实验操作过程中的疏忽,很容易造成电路短路、损坏TTL芯片。教学实验中,要经常更换芯片,增加了原件的损耗;当电路复杂时,检查芯片好坏或搭接线错误是一项非常繁杂的工作,容易让学生产生厌烦感。随着计算机电路仿真及大规模集成电路的发展,传统的实验方法得到了改进,引入可编程逻辑器件及其对应的EDA技术,可以增强实验过程的灵活性,提高学生学习积极性。

基于可编程逻辑器件的实验平台在参考文献[3]做了介绍。继续选用在理论教学中采用的演示软件MAX + plus II作为实验软件,它使用简单,不需要花费太多学时讲授软件的使用。因为原理图的输入方法更简单直观,建议采用原理图的输入方法进行实验。在学生掌握原理图输入方法之前,老师可以先做好一些实验模块,让学生直接下载这些模块到实验平台进行测试,边测试边学习建立实验模块的方法。用MAX + plus II仿真数字电路实验具有很大的灵活性,掌握得比较好的学生不仅可以按照教师设计的实验模块完成实验,还可以在掌握了设计方法后,利用理论知识自行设计一些实验模块。这样会激发学生的学习兴趣,从而进一步提高了学生的综合素质和创新能力。

3基于可编程逻辑器件的课程设计

数字电子技术课程设计是实践性课程,同“数字电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系,起着相辅相成的作用,也是在“数字电子技术实验”课的基础上,进一步深化的实践环节。其主要目的是通过本课程,培养和启发学生的创造性思维,进一步理解数字系统的概念,掌握小型数字系统的设计方法,掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型数字电子系统。传统的使用中小规模集成电路的方法,由于设计小型数字电子系统需要多种元件,每年的课程设计往往受元器件的限制,给的设计题目只有几个,容易出现雷同,常见的一些设计在网络上都可以找到现成的设计电路图。

将可编程逻辑器件引入课程设计,就可以灵活给定各种类型的设计题目,不受元器件的限制。即使一样的设计题目,实现的方法也可以多样化,可以采用原理图的输入方法,也可以采用硬件描述语言的输入方法来实现。同时将可编程逻辑器件引入课程设计,就可以直接在实验平台上实现,不需要专门的课程设计平台,从而节省了课程设计的成本,又由于采用了数字电子技术发展的前沿技术,让学生能了解数字电子技术的发展,真正培养学生对数字电子技术的学习兴趣。课程设计的题目难度也容易控制,可以分开档次。

例如“拔河游戏机”的设计,拔河游戏机需用9个发光二极管排列成一行,开机后只有中间一个发亮,以此作为拔河的中心线,游戏双方各持一个按键,迅速地、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点就会向谁的方向移动,每按一次,亮点移动一次。移到任一方终端二极管发亮,这一方就得胜,此时双方按键均无作用,输出保持,只有经复位后才使亮点恢复到中心线;显示器显示胜者的盘数。对于这样的一个设计题目安排三个人一组,来讨论总体实现思路,但是具体的实现方式不能一样,其中一个人要求用中小规模的集成电路来实现,两个人用可编程逻辑器件实现,但是分别采用硬件描述语言和原理图的输入方法来实现。

开始安排题目的时候,选择用中小规模集成电路实现的人自信比较足,因为学生对中规模集成器件相对熟悉些,其他两人因为对可编程器件不是很熟悉,觉得有点难。但是等完成这个设计题目后,叫苦的反而变成采用中小规模集成电路实现的人。另外两人对自己的设计思想是否正确早通过仿真知道了,连线也只有输入和输出,不用反复检查线路是否接触好。随时可以修改,修改完了只需用重新下载程序即可。经过这样的对比实践,学生对数字电路的设计有了更深刻的认识,既掌握了数字电路的传统设计方法,又初步理解了最新的数字电路设计方法。

4结语

CPLD和FPGA器件在集成度、功能和性能方面已经能够满足大多数场合的使用要求。用CPLD、FPGA等大规模可编程逻辑器件取代传统的标准集成电路、接口电路和专用集成电路已成为技术发展的必然趋势。把可编程思想引入到数字电路课程的教学当中,利用计算机和仿真软件对数字电路进行模拟、仿真,会显著地提升数字电路的教学效果,让学生能够紧跟市场和技术的前沿。

Teaching of Digital Circuit Based on Programmable Thinking of Hardware

LIU Cai-hong, JI Jin-shui

(Computer Science and Information Engineering College, Northwest Minorities University,Lanzhou 730030, China)

篇4

一、数字电子技术课程教学现状

电子专业教师只有具备了过硬的理论与实践技术,才能更好地组织电子专业课的教学,拥有较强的动手能力才能在课堂上做到游刃有余,教得顺手。学生才能学有所获。因此要废除旧的教学方法,数字电子技术专业教师必须全方位考虑的问题,必须从数字数字电子技术教学特点出发,不断进行改革,调动学生的学习兴趣,研究出新的教学方法,形成新的教学模式。

1.传统教材不适应高职教育特点

教材方面,虽然现在市场上有很多所谓的针对高职高专院校的教材,但事实上,很多都只是普通高等院校教材的压缩而已,并没有能真正针对高职高专的特点。比如传统数字电路的教材按照课程的学科体系,详细介绍目前已普遍使用的各种数字集成电路内部电路的分析与设计。而其对象仅限于中、小规模集成电路本身,对如何应用各种数字集成电路构建数字系统方面,却没有涉及。因此学生无法对数字电路和数字系统形成整体认识。这样的教材在技术上反映的是20年前数字电路的水平,在内容上没有也不可能体现高职教育重应、重实践的教学特点。

2.传统的实验教学方法不利于创新人才的培养

传统的实验教学方法一个最显著的特点就是它的验证性。老师指导学生实验的目的就是为了验证某一个定理或结论,其优点是针对性较强,指导方便,学生实验成功率较高,但是这种实验很容易使学生产生满足感和依赖性,学生不太愿意进一步思考“为什么要这样做”。因此,这种传统的验证性实验具有简单性,它严重制约着学生创新意识的培养,阻碍着学生主动探索的积极性,不利于创机关报人才的培养。

二“、数字电子技术”课程特点

“数字电子技术”课程是电类、信息类等专业学生进入本专业时首先开始学习的一门专业基础必修课程,该课程与后续开设的“微机原理”、“单片机原理”、“EDA技术”等诸多专业课程密切相关,是学生专业素质形成的关键性课程之一,在课程体系设置中有着重要的基础性地位。教学目的是让学生积累丰厚、扎实的数字电子技术基础知识,为后续课程的学习打下良好基础,同时培养学生的自主学习能力和创新能力。近年来,数字电子技术的应用已发展到甚大规模集成电路,随着现代电子技术、计算机技术以及通讯和网络技术的迅速发展,使得课程内容日趋分化,分析方法更加多样,授课内容愈加复杂,目前课程教学正处在优化、调整、整合的时期,涌现了大量的关于教学研究和教学改革的探索文章。

三、整合课程教学内容,提高教学效果

电子技术飞速发展的今天,数字电路中的一些传统内容已经不适合现代电子信息技术发展的需要。为此,对课程内容的调整势在必行。调整后的内容一定要体现课程知识体系的先进性、前瞻性与实用性。目前“数字电子技术”课程过于学科化,缺乏新观点、新知识、新技术、新器件,因此课程内容的改革应立足于成熟的需要为应用,同时需要增加现代科学的新技术,让学生了解知识的前沿和动态,以拓展学生的知识领域,在授课计划的修订中,一是要合理安排课程的经典内容与现代数字电路内容的课时比例,大量精简压缩分立元件、小规模集成电路的内容,明确扼要地讲述中规模集成电路及其应用,着重于外部逻辑功能的描述和分析,强调外特性和重要参数,不详细讲内部电路。二是要把硬件描述(VHDL)和EDA(CPLD/FPGA)技术另设为一门新课。新的授课计划可以先在电子与信息技术、计算机控制技术、自动控制技术等电类专业中试运行

四、重构数字电子技术理论与实践教学体系

1.强调“基本知识、基本方法、基本思想”的“三基”核心“,以不变应万变”的学习思路

由于电子技术的发展日新月异,数字电子电路的构成方式从早期的以逻辑门、触发器为基础,发展到现在以集成电路为基础,其常用分析和设计手段从早期的逻辑表达式、卡诺图等,发展到现在以EDA计算机辅助技术为主流,数字电子技术的知识体系也日益庞大。所以在教学中首先要让学生认识到课程的性质和特点,同时让学生知道,电路的具体形式是变化无穷的。

2.重视知识的体系化教学

“数字电子技术”的知识点很多,因此教师在教学中就要特别重视知识的体系化教学。在绪论课上,通过对学科发展历史和应用领域的介绍,把教材上的各个章节所讲的内容和作用简略说明一下,使学生在学习具体知识点之前,了解数字电子技术的发展过程、知识构成体系和各种有趣有价值的应用,从而调动学生的学习兴趣,提高学习的积极性。

3.在各个教学环节中,注重理论与实践有机结合

篇5

集成电路设计实践主要是提供学生一个实践平台,采用先进的集成电路仿真软件,将书本上的知识采用模拟的方法进行加深理解。实践内容既是电路、模拟电子技术、数字电子技术以及课程设计中所学知识的应用,又是与最前沿科技紧密联系的。而传统的教学内容和教学模式,缺乏对学生创造力的培养,也缺乏与前沿科技的联系,因此需要进行教学改革的探讨和实践。随着教育改革的不断深入,传统的实践教学中“以教师为中心”、“以灌输为主要方式”的教学模式已无法适应时代的要求。先进的教学模式是人才培养的关键措施。研究型教学模式,又称为研讨式教学模式,是指教师以课程内容和学生的知识积累为基础,引导学生创造性地运用知识、自主地发现问题、研究问题和解决问题,以学生为中心,以知识掌握为基础,以能力培养为主线,以提高素质为目的的一种新模式。集成电路设计实践同样需要采用先进的教学方式,提高学生的创新能力,培养研究型IC设计人才。

2研究型实践教学模式的作用分析

集成电路设计实践引入研究型实践教学模式,可以使相关领域的学生真正实现学有所用,不仅学习了集成电路设计的软件知识,同时可以将课堂的理论知识通过工艺模型、电路设计、仿真方法来复现,从而更深入的理解理论知识,而且可以通过一些电路实例来解释生活中的一些现象,激发学习的兴趣。集成电路设计是实践性很强的一个方向,要求将工艺、器件、电路、版图四个方面的理论课程融会贯通,而传统的实践教学旨在加强学生对软件的认识,忽略对理论内容的加深与贯通。通过研究型实践教学模式的开展,可以在保证教学大纲不变的前提下,通过选择适用性较强的实践内容,使学生一方面能够将各门理论课的知识加深及贯通,另一方面可以使学生接触到用人单位感兴趣的课题内容,有利于学生加强实践的动力和持续进步。通过研究型实践,对学校而言,可以培养更优秀学生;对学生而言,可以掌握前沿知识、促进就业。研究型实践成果的实现为学生的晋升、发展提供支持。学生的实践研究成果如能公开发表或获奖,能解决实际工作中的问题,这无形中为学生在工作岗位上的晋升、发展增加筹码。这在最大程度上激发学生的实践兴趣,是其他任何实践模式都不可比拟的。同时,研究型实践教学鼓励学生多看文献、多写总结报告,这也为学生撰写本科毕业论文打下良好的基础。

3研究型实践教学模式的具体实施

3.1课程结构优化

指导学生接触各类资料,能够提出问题,进而解决问题以掌握知识、应用知识,完成对知识的一个探求过程;对实验内容进行适当调整和完善,使课程体系更全面更科学,更能贴近行业发展,更能体现学生的主动性。

3.2采用课堂讨论进行专题研讨的教学方法

在研究型实践教学模式中,师生互动有助于学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握。根据课程需要,结合国内外的研究现状和发展趋势,采用与行业内吻合的实验软件,挑选合适的电路原型做仿真设计,并共同探讨电路的优化方案。

3.3专业资料查询能力培养

为学生提供研究资料或指导学生进行资料查询、整理,鼓励学生从图书馆、书店、网络等各种途径查阅文献资料,以充实自己的研究基础。提醒学生要对已收集的资料进行批判性的研究,去伪存真,指导学生从这些资料中总结、分析、解释与实践研究课题相关的理论、知识经验以及前人的研究成果。

3.4指导学生撰写专题论文(报告)

在研究型实践教学过程中,指导学生通过论文、调查报告、工作研究、分析报告、可行性论证报告等形式记录实践研究成果。在撰写论文时,要求学生要了解实践课题研究报告的一般撰写格式;要先拟订论文的写作提纲,组织好论文的结构,做到纲举目张;会用简练、严谨、准确的语言表达自己的思想,不追求文章的长短。指导学生开展专题电路讨论,由学生根据自己感兴趣的课题来查找文献资料,进行研究,完成电路设计和仿真,最后完成专题论文的撰写。

3.5鼓励学生参与课题研究

为调动学生参与科研创新活动的积极性,激发学生的创新思维,提高学生实践创新能力,鼓励学生参加老师的课题,锻炼学生的动手能力,培养“研究型”的思维模式。

4研究型实践教学模式对教师和学生的要求

4.1研究型实践教学模式对教师的要求

研究型实践教学模式的实施对任课教师提出了新的要求:一是要熟练地掌握课程的基础知识和内在结构,还要掌握与课程相关的专业基础知识和实践的基本技能;二是要掌握学科最新信息,不断更新知识,了解课程所涉及学科的最新动态和取得的最新研究成果;三是要熟练运用科学研究的方法和手段。这些都对教师提出了更高的要求。

4.2研究型实践教学模式对学生的要求

篇6

关键词:微电子学;实验室建设;教学改革;

1微电子技术的发展背景

美国工程技术界在评出20世纪世界最伟大的20项工程技术成就中第5项——电子技术时指出:“从真空管到半导体,集成电路已成为当代各行各业智能工作的基石”。微电子技术发展已进入系统集成(SOC—SystemOnChip)的时代。集成电路作为最能体现知识经济特征的典型产品之一,已可将各种物理的、化学的和生物的敏感器(执行信息获取功能)和执行器与信息处理系统集成在一起,从而完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能。这是一个更广义的系统集成芯片,可以认为这是微电子技术又一次革命性变革。因而势必大大地提高人们处理信息和应用信息的能力,大大地提高社会信息化的程度。集成电路产业的产值以年增长率≥15%的速度增长,集成度以年增长率46%的速率持续发展,世界上还没有一个产业能以这样的速度持续地发展。2001年以集成电路为基础的电子信息产业已成为世界第一大产业。微电子技术、集成电路无处不在地改变着社会的生产方式和人们的生活方式。我国信息产业部门准备充分利用经济高速发展和巨大市场的优势,精心规划,重点扶持,力争通过10年或略长一段时间的努力,使我国成为世界上的微电子强国。为此,未来十年是我国微电子技术发展的关键时期。在2010年我国微电子行业要实现下列四个目标:

(1)微电子产业要成为国民经济发展新的重要增长点和实现关键技术的跨越。形成2950亿元的产值,占GDP的1.6%、世界市场的4%,国内市场的自给率达到30%,并且能够拉动2万多亿元电子工业产值。从而形成了500~600亿元的纯利收入。

(2)国防和国家安全急需的关键集成电路芯片能自行设计和制造。

(3)建立起能够良性循环的集成电路产业发展、科学研究和人才培养体系。

(4)微电子科学研究和产业的标志性成果达到当时的国际先进水平。

在这一背景下,随着国内外资本在微电子产业的大量投入和社会对微电子产品需求的急骤增加,社会急切地需要大量的微电子专门人才,仅上海市在21世纪的第一个十年,就需要微电子专门人才25万人左右,而目前尚不足2万人。也正是在这一背景下,1999年以来,全国高校中新开办的微电子学专业就有数十个。2002年8月教育部全国电子科学与技术专业教学指导委员会在贵阳工作会议上公布的统计数据表明,相当多的高校电子科学与技术专业都下设了微电子学方向。微电子技术人才的培养已成为各高校电子信息人才培养的重点。

2微电子学专业实验室建设的紧迫性

我国高校微电子学专业大部分由半导体器件或半导体器件物理专业转来,这些专业的设立可追溯到20世纪50年代后期。办学历史虽长,但由于多年来财力投入严重不足,而微电子技术发展迅速,国内大陆地区除极个别学校外,其实验教学条件很难满足要求。高校微电子专业实验室普遍落后的状况,已成为制约培养合格微电子专业人才的瓶颈。

四川大学微电子学专业的发展同国内其它院校一样走过了一条曲折的道路。1958年设立半导体物理方向(专门组),在其后的40年中,专业名称几经变迁,于1998年调整为微电子学。由于社会需求强劲,1999年微电子学专业扩大招生数达90多人,是以往招生人数的2倍。当时,我校微电子学专业的办学条件与微电子学学科发展的要求形成了强烈反差:实验室设施陈旧、容量小,教学大纲中必需的集成电路设计课程和相应实验几乎是空白;按照新的教学计划,实施新课程和实验的时间紧迫,基本设施严重不足;教师结构不合理,专业课程师资缺乏。

在关系到微电子学专业能否继续生存的关键时期,学校组织专家经过反复调研、论证,及时在全校启动了“523实验室建设工程”。该工程计划在3~5年时间内,筹集2~3亿资金,集中力量创建5个适应多学科培养创新人才的综合实验基地;重点建设20个左右基础(含专业及技术基础)实验中心(室);调整组合、合理配置、重点改造建设30个左右具有特色的专业实验室。“523实验室建设工程”的启动,是四川大学面向21世纪实验教学改革和实验室建设方面的一个重要跨越。学校将微电子学专业实验室的建设列入了“523实验室建设工程”首批重点支持项目,2000年12月开始分期拨款275万元,开始了微电子学专业实验室的建设。怎样将有限的资金用好,建设一个既符合微电子学专业发展方向,又满足本科专业培养目标要求的微电子学专业实验室成为我们学科建设的重点。

3实验室建设项目的实施

3.1整体规划和目标的确立

微电子技术的发展要求我们的实验室建设规划、实验教改方案、人才培养目标必须与其行业发展规划一致,既要脚踏实地,实事求是,又必须要有前瞻性。尤其要注意国际化人才的培养。微电子的人才培养若不能实现国际化,就不能说我们的人才培养是成功的。

基于这样的考虑,在调查研究的基础上,我们将实验室建设整体规划和目标确定为:建立国内一流的由微电子器件平面工艺与器件参数测试综合实验及超大规模集成电路芯片设计综合实验两个实验系列构成的微电子学专业实验体系,既满足微电子学专业教学大纲要求,又适应当今国际微电子技术及其教学发展需求的多功能的、开放性的微电子教学实验基地。我们的目标是:

(1)建立有特色的教学体系——微电子工艺与设计并举,强化理论基础、强化综合素质、强化能力培养。

(2)保证宽口径的同时,培养专业技能。

(3)建立开放型实验室,适应跨学科人才的培养。

(4)在全国微电子学专业的教学中具有一定的先进性。

实践中我们认识到,要实现以上目标、完成实验室建设,必须以教学体系改革、教材建设为主线开展工作。

3.2重组实验教学课程体系,培养学生的创新能力和现代工业意识

实验课程体系建设的总体思路是培养创造性人才。实验的设置要让学生成为实验的主角和与专业基础理论学习相联系的主动者,能激发学生的创造性,有专业知识纵向和横向自主扩展和创新的余地。因此该实验体系将是开放式的、有层次的和与基础课及专业基础课密切配合的。实验教学的主要内容包括必修、选修和自拟项目。我们反复认真研究了教育部制定的本科微电子学专业培养大纲及国际上对微电子学教学提出的最新基本要求。根据专业的特点,充分考虑目前国内大力发展集成电路生产线(新建线十条左右)和已成立近百家集成电路设计公司对人才的强烈需求,为新的微电子专业教学制定出由以下两个实验系列构成的微电子学专业实验体系。

(1)微电子器件平面工艺与器件参数测试综合实验。

这是微电子学教学的重要基础内容,也是我校微电子学教学中具有特色的实验课程。这一实验系列将使学生了解和初步掌握微电子器件的主要基本工艺,工艺参数的控制方法和工艺质量控制的主要检测及分析方法,深刻地了解成品率在微电子产品生产中的重要性。同时,半导体材料特性参数的测试分析系列实验是配合“半导体物理”和“半导体材料”课程而设置的基本实验,通过整合,实时地与器件工艺实验配合,虽增加了实验教学难度,却使学生身临其境直观地掌握了工艺对参数的影响、参数反馈对工艺的调整控制、了解半导体重要参数的测试方法并加深对其相关物理内涵的深刻理解。这样的综合实验,对于学生深刻树立产品成品率,可靠性和生产成本这一现代工业的重要意识是必不可少的。

(2)超大规模集成电路芯片设计综合实验。

这是微电子学教学的重点基础之一。教学目的是掌握超大规模集成电路系统设计的基本原理和规则,初步掌握先进的超大规模集成电路设计工具。该系列的必修基础实验共80学时,与之配套的讲授课程为“超大规模集成电路设计基础”。除此而外,超大规模集成电路测试分析和系统开发实验不仅是与“超大规模集成电路原理”和“电路系统”课程套配,使学生更深刻的理解和掌握集成电路的特性;同时也是与前一系列实验配合使学生具备自拟项目和独立创新的理论及实验基础。

3.3优化设施配置,争取项目最佳成效

由于项目实施的时间紧迫、资金有限。我们非常谨慎地对待每一项实施步骤。力图实现设施的优化配置,使项目产生最佳效益。最终较好地完成了集成电路设计实验体系和器件平面工艺实验体系的实施。具体内容包括:

(1)集成电路设计实验体系。集成电路设计实验室机房的建立——购买CADENCE系统软件(IC设计软件)、ZENILE集成电路设计软件;集成电路设计实验课程体系由EDA课程及实验、FPGA课程及实验、PSPICE电路模拟及实验、VHDL课程及实验、ASIC课程及实验、IC设计课程及实验等组成。

(2)器件平面工艺实验体系和相关参数测试分析实验。结合原有设备新购并完善平面工艺实验系统,包括:硼扩、磷扩、氧化、清洗、光刻、金属化等;与平面工艺同步的平面工艺参数测试,包括:方块电阻、C-V测试(高频和准静态)、I-V测试、Hall测试、膜厚测试(ELLIPSOMETRY)及其它器件参数测试(实时监控了解器件参数,反馈控制工艺参数);器件、半导体材料物理测试设备,如载流子浓度、电阻率、少子寿命等。

(3)与实验室硬件建设配套的软件建设和环境建设。实验室环境建设、实验室岗位设置、实验课程的系统开设、向相关学院及专业提出已建实验室开放计划、制定各项管理制度。

在实验室的阶段建设中,我们分步实施、边建边用、急用优先,在建设期内就使实验室发挥出了良好的使用效益。

3.4强化管理,实行教师负责制

新的实验室必须要有全新的管理模式。新建实验室和实验课程的管理将根据专业教研室的特点,采取教研室主任和实验室主任统一协调下的教师责任制。在两大实验板块的基础上,根据实验内容的布局进一步分为4类(工艺及测试,物理测试,设计和集成电路参数测试,系统开发)进行管理。原则上,实验设施的管理及实验科目的开放由相应专业理论课的教师负责,在项目的建立阶段,将按前述的分工实施责任制,其责任的内容包括:组织设备的安装调试,设备使用规范细则的制定,实验指导书的编写等。根据专业建设的规划,在微电子实验室建设告一段落后,主管责任教师将逐步由较年青的教师接任。主管责任教师的责任包括:设备的维护和保养,使用规范和记录执行情况的监督,组织对必修和选修科目实验指导书的更新,组织实验室开放及辅导教师的安排,完善实验室开放的实施细则等。

实验课将是开放式的。结合基础实验室的开放经验和微电子专业实验的特点,要求学生在完成实验计划和熟悉了设备使用规范细则的条件下,对其全面开放。对非微电子专业学生的开放,采取提前申请,统一完成必要的基础培训后再安排实验的方式。同时将针对一些专业的特点编写与之相适应的实验教材。

4取得初步成果

微电子学专业实验室通过近3年来的建设运行,实现或超过了预期建设目标,成效显著,于2002年成功申报为"四川省重点建设实验室"。现将取得的初步成果介绍如下:

(1)在微电子实验室建设的促进下,为适应新条件下的实验教学,我们调整了教材的选用范围。微电子学专业主干课教材立足选用国外、国内的优秀教材,特别是国外能反映微电子学发展现状及方向的先进教材,我们已组织教师编撰了能反映国际上集成电路发展现状的《集成电路原理》,选用了最新出版教材《大规模集成电路设计》,并编撰、重写及使用了《集成电路设计基础实验》、《超大规模集成电路设计实验》、《平面工艺实验》、《微电子器件原理》、《微电子器件工艺原理》等教材。

在重编实验教材时,改掉了"使用说明"式的教材编写模式。力图使实验教材能配合实验教学培养目标,启发学生的想象力和创造力,尤其是诱发学生的原发性创新能力乃至创新冲动。

(2)对本科微电子学的教学计划、教学大纲和教材进行了深入研究和大幅度调整,并充分考虑了实验课与理论课的有机结合。坚持并发展了我校微电子专业在器件工艺实验上的特色和优势,通过对实验课及其内容进行整合更新,使实验更具综合性。如将过去的单一平面工艺实验与测试分析技术有机的结合,将原来相互脱节的芯片工艺、参数测试、物理测试等有机地整合在一起,以便充分模拟真实芯片工艺流程。使学生在独立制造出半导体器件的同时,能对工艺控制进行实时综合分析。

(3)引入了国际上最通用、最先进的超大规模集成电路系统设计教学软件(如CADENCE等),使学生迅速地掌握超大规模集成电路设计的先进基本技术,激发其创造性。为了保证这一教学目的的实现,我们对

专业的整体教学计划做了与之配合的调整。在第5学期加强了电子线路系统设计(如EDA、PSPICE等)的课程和实验内容。在教学的第4学年又预留了足够的学时,作为学生进一步掌握这一工具的选修题目的综合训练。

(4)所有的实验根据专业基础课的进度分段对各年级学生随时开放。学生根据已掌握的专业理论知识和实验指导书选择实验项目,提出实验路线。鼓励学生对可提供的实验设施作自拟的整合,促进学生对实验课程的全身心的投入。

在实验成绩的评定上,不简单地看实验结果的正确与否,同时注重实验方案的合理性和创造性,注重是否能对实验现象有较敏锐的观察、分析和处理能力。

(5)通过送出去的办法,把教师和实验人员送到器件公司、设计公司培训,并积极开展了校内、校际间的进修培训。推促教师在专业基础和实验两方面交叉教学,提高了教师队伍的综合素质。

(6)将集成电路设计实验室建设成为电子信息类本科生的生产实习基地,为此,我们参加了中芯国际等公司的多项目晶圆计划。

加入了国内外EDA公司的大学计划,以利于实验室建设发展和提高教学质量,如华大公司支持微电子实验室建设,赠送人民币1100万元软件(RFIC,SOC等微电子前沿技术)已进入实验教学。

5结语

篇7

关键词:教学原理;删繁就简;注重实践

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)05-0139-02

我校电子专业课程设置中有《电视机原理及电路分析》和《电视机维修技术》这两门课,在教学中我根据实际需要,把这两门课内容穿插结合起来,讲清理论、重在实践,变理论知识为实践能力,在实践中自觉培养学生运用基本知识原理解决实际问题的能力,收到良好的教学效果。

一、删繁就简讲清基本理论知识,打好学生实践基础

《电视机原理及电路分析》和《电视机维修技术》这两门课内容多,照本宣科,那么所安排的教学时数完成不了教学任务。针对这种情况和学生的接受程度,对课本内容进行了删减。确定教学目标,讲究课程内容的实用性,使同学们感到所学知识能用得上,从而提高学生学习的专业课的兴趣。

(一)μPC系列集成电路

在教学上以μPC系列集成电路组成的黑白机型为主,它包含三块集成电路:1、中放集成电路μPC1366C,可完成中放、视频检波、AGC、ANC、预视放等功能;2、伴音集成电路μPC1353C,可完成伴音中放、鉴频、音频的前置放大和功放等整个伴音通道的功能;3、场扫描集成电路μPC1031C,可完成场振荡、场激励、场输出等整个场扫描电路的功能。注意讲清各部分电路的组成、功能(略去原理),而后要求学生对整机电路进行分析。

(二)扫描电路的振荡级

在讲授行扫描电路的振荡级时,先指出它的任务是产生周期为64μs、脉冲宽度为18—20μs、幅度为2—4V的矩形脉冲波,然后画出具有代表性的电感三点式振荡器电路,它是由振荡管、自耦式振荡线圈和基极电阻、电容、发射极电阻及集电极负载等组成,再把这电路的工作过程做简单介绍:1、振荡管从导通到饱和就是接通电源后,在振荡管各极将相继出现电流,必在线圈中产生自感电动势,经过一个连锁式正反馈过程,振荡管很快就达到饱和;2、保持饱和就是等效于将线圈直接与电源相接,造成线圈的电流还是缓慢上升,另一方面向发射电容充电形成电流,使得发射电位上升以维持饱和,又经振荡管向基极电容充电使基极电位上升,由于发射极电容充电较基极电容时局快达到稳定值;3、从饱和到截止就是基极电流控制集电极电流,在线圈中产生反向自感电动势,又经过连锁式的正反馈,振荡管很快就趋向截止;4、从截止到再导通这四个阶段,结合图形进行讲解,使学生掌握这种典型电路的工作过程。

为了让学生对电视机各部分电路故障有一感性认识,在电视机示教板上各部门电路创设故障,开机试验,要求学生针对屏幕上出现的现象,应用所学的知识来分析,寻找故障点的位置,我根据学生所判断的位置,并做相应的修理,当场验证,结果证明,对于一般性故障,判断准确率达80%。当判断错误或无法排除故障时,教师给予启发帮助排除故障。例如,黑白机开机后荧光屏上呈现出一条水平亮线,表明行扫描电路和显像管电路工作基本正常,故障一定在场扫描电路,是由于电子束集中轰击荧光屏上一个非常窄小的部分,时间长了会损伤荧光粉而留下痕迹,因此亮度不能太亮,只要能观察到亮线就行,对场扫描电路的检测一般分成两步进行,第一步先检测后级,常用人体感应电压注入法(也可叫碰触法或干扰法),即手持镊子或螺丝刀的金属部分,碰触场扫描电路后级的输入端,同时观察碰触瞬间荧光屏上亮线的变化,若此时亮线变成了亮带,说明后级有放大能力,基本正常,故障在于前级无锯齿波信号输出;若此时亮线完全无反映,说明故障在后级,前级很可能是有锯齿波信号输出;如果我们们觉得人体感应信号太小,荧光屏上的反映不明显,还可以用一个人0.047μF左右的电容隔直,从电源变压器次级交流18V处取出50HZ的交流信号,由后级电路输入端注入,若此时水平亮线变成有一定高度的扫描光栅,这就更清楚地说明后级级基本正常;若荧光屏上无反映,则故障在后级。这样的教学方法,既活跃了课堂气氛,又激发了学生的思维,加强了学生对整机电路原理的理解和记忆,为学生自己组装和维修打下基础。

二、加强课堂实践教学,培养学生操作能力

(一)为了满足学生实践锻炼的需要,达到对电子专业实践操作预定目标,我校安排专项实践资金购买黑白电视机套件,划出整体的实习时间,让学生对电视机进行整机组装实习。教师精心组织指导,严格把好六关,即:1、管脚上锡关;先用砂纸或小刀把元件引脚上氧化层或污垢去掉,然后用电烙铁上锡;2、元件测试关:即要求把电阻、电容、晶体管、集成电路等元件逐个用万能表或测试仪进行测试,不符合要求予以剔除;3、元件插入关:把测试好的元件对照所发给的电路图,逐个插入印刷电路板上,插完后要求学生进行互查,并对插错的个别元件做好记录;4、焊接关:在整机板上元件插入并通过检查后,严格按照焊接的规范化进行,即注意控制烙铁温度,焊接时间,被焊点吃锡量的大小,严防假焊;5、调试关:当整机线路全部焊接完毕,并检查无误后,可进行整机调试,调试过程遵循先粗后细原则,在整机各关键点电压正常情况下,先调出图像、声音,然后再用仪器(如扫频仪、电视信号发生器)仔细调准通频带、图象幅度、线性等;6、μPC1366C、μPC1031C、μPC1353C三片集成块的测试关:如μPC1366C及全部元件安装完成后,先用万用表进行检测,再用扫频仪进行调试。例如,对μPC1366C关键引出脚的电压进行检测:电源加载端七脚电压应为了10.5V;十二脚为内部稳压输出,供图像中频放大器使用,其电压应为6.8V左右;四脚电压大约2.2V左右;当其拔到有信号频道时电压上升,在强信号频道时最高可达4.2V。调节2W1时,使五脚电压为5.4—5.6V,六脚电压应略有上升,一般规律是当四脚电压超过3.8V时,六脚电压即开始上升,表明内部中放和高放AGC电路正常。当学生实践操作遇到困难时,教师现场给予指导并鼓励他们耐心、细致、大胆地操作,通过学生自己对电视机元件的测试、安装、焊接、调试、检修等,大大地提高了他们分析问题能力和实际操作能力。

(二)加强电子专业实验室建设,提高实验课的开出率。学校单独组建了电子实验室,新添了示波器、扫频仪、信号发生器等一些电子测试设备,根据教学需要,我们自制了黑白电视机示教板,在课堂教学上应用,以它独有的直观性,趣味性、科学性等优势、极大地集中了学生的上课注意力,调动了学生学习的积极性。

(三)为了让学生学到知识有用武之地,提高学生对自身价值的认识,学校还创办了家电维修室,开展第二课堂活动,经常由有教学,维修经验的教师,利用节假日、星期天时间分批带领学生上街免费为民维修家用电器,并部分家用电器收集回校,让学生寻找资料独立完成,使他们在完成维修任务同时,体会到理论知识学习的重要性。两年来,通过这一活动的开展发现,全班40名学生,有36名能够排除黑白电视机常见故障,其中8名学生还能检修彩色电视机、录相机等常见故障。

三、注重课余动手,提高学生操作水平

(一)加强实践训练管理,做到有计划、有措施、有总结

首先根据课程特点,制定了实践训练项目与考核标准,使学生在实习时有目的地自发进行,每个项目的实习,记有成绩评定,如黑白电视机组装,采取人人过关,着重从焊点的光滑程度,各金属支架,塑料配件,紧固罗丝等安装是否牢靠,内部连接导线排列是否规范,调试后图像伴音质量情况等来确定实习成绩。在每一次实习后,要求学生进行总结,并以书面材料上交,总结内容包括:实习器材选择,过程记录,所发生问题及解决的方法,实习电路的改进、建议等。这样,使学生对理论知识提高了认识,加深了记忆。期末还增设了实践考试科目、通过考核发现,学生的实践技能操作能力明显提高。

(二)进一步开发学生智力,开展“三小活动”

即结合其它电子专为科目课程,开展小发明、小创造、小制作竞赛活动,每学期要求每位学生上交两种以上自制电子作品,如某一电子电路的改进、电路设计、新颖电路介绍、小制作电子产品等项目,期末进行评选,评出获奖作品,对获奖学生按不同档次以一定的比例计分加入技能考核成绩中。

参考文献:

篇8

7月22日,第RoboCup机器人世界杯大赛在合肥落下帷幕,明年将移师德国莱比锡。

从中国合肥到德国莱比锡,要跨越105个经度。相距甚远的两个城市,接力举办世界顶级机器人大赛,这可能是一次机缘巧合。

不过,当莱比锡在实施“德国工业4.0”时,合肥也在落地“中国制造2025”。这,却不是巧合。

受全球新一轮科技革命和产业变革影响,各国纷纷启动"制造业重振"计划。这些计划包括美国的《先进制造业国家战略计划》、德国的“工业4.0”、日本的《机器人新战略》,以及《中国制造2025》。

在这样的发展潮流中,合肥,从“制造”到“智造”将怎样实现蝶变?

“智造”新棋局

7月6日-19日的两周内,在合肥市经信委网站“工作回顾”清单中,含有这样几条信息:赴杭州、常州和北京市学习考察光伏产业发展及应用情况;赴济南市调研创建“中国软件名称”相关情况;参加“上海合肥双城合作”比较研究协调会。

在合肥频繁走出去学习外地经验的同时,也有不少城市来合肥取经。关于制造业转型升级,可以说合肥是观察中西部多数城市转型的良好样本。

依据各省的信息,国内东部沿海地区已紧锣密鼓打造制造业升级版图。广东、浙江、江苏、福建等诸多省份都在加快步伐,紧张布局。

产业是城市发展的重要支撑,制造业是工业发展的脊梁。地处中部的省会城市合肥,要挺进“省会前十强”、让“长三角世界级城市群副中心城市”名副其实,制造业转型升级是核心支撑力。

那么,“合肥制造”转型的基础是什么?转型的战略是什么?

先从一组数据看合肥转型升级的基础。2014年,合肥市经济总量为5152.97亿,位居省会城市第14位,增长10%。工业总量首进全国十强,增速位居第2。2015年上半年,工业总量“十进九”,超越长春,增加值增速12%,工业投资总量居省会城市第三。

2014年,合肥市完成规模以上工业产值8447.8亿元,规模以上工业增加值2126.6亿元,增长12.3%。最新数据显示,2015年上半年全市规模以上工业增加值1100.78亿元,增长12%,高于全国、全省5.7个和3.3个百分点。

一方面,合肥在工业增长上步态稳定,势头良好;另一方面,合肥的产业结构也在持续优化。

有一项数据可以看出新兴产业在合肥的地位。2014年合肥战略性新兴产业完成产值2553.9亿元、占全市工业30.2%,实现增加值681亿元、增长29.7%,对工业增长贡献率达到66.3%。

2015年上半年,战略性新兴产业实现增加值319.11亿元、增长26.5%,对工业增长贡献率为56.1%。高技术产业增加值588.36亿元,增长16.4%,拉动工业增长8.4个百分点。

再看传统制造业。家电、汽车是合肥两大支柱产业,以家电为例,产值连续多年超千亿元,2014年达1409.4亿元,“四大件”产量稳居全国之首,占据国内近20%的市场份额。目前,合肥的家电、汽车、装备制造以及食品及农副产品加工已经逾越千亿产值。

在长三角新区域格局里,工业基础是合肥的亮点之一。有了工业基础就有了转型创新的出发点。

今年年初,按照长三角副中心城市的战略定位,合肥市出台了“1号文件”《聚焦重点领域产业推动转型升级发展的指导意见》。该意见明确提出打造电子信息、智能制造、生物、新能源及新能源汽车、高技术服务等5大产业集群。

依据《中国制造2025》,“中国制造2025”的核心是创新驱动发展,主线是工业化和信息化两化融合,主攻方向是智能制造。

据悉,合肥市智能制造产业发展规划(2015-2020)审查稿已经形成,即将公布。在智能制造领域合肥的目标是:至2020年,引进智能制造龙头企业50家,配套企业500家,在10个至20个核心智能部件领域取得产业化和工程化突破,实现产值1000亿元,这将是合肥谋划的下一个千亿产业。

有了基础与思路,合肥将如何实现撑杆跳?

两翼同频共振

“合肥工业”微信客户端上,有关技术改造的“快报”不断更新。

最新数据显示,2015年上半年合肥完成工业投资1021.6亿元,其中技术改造投资占工业投资比重为69.8%,比去年同期增长3.4个百分点。合肥技术改造投资占工业投资比重由2006年的45.8%提高到2014年的61.4%。

传统产业在升级改造中正在实现“凤凰涅”。合肥市经信委主任李海鹰介绍,围绕家电、汽车传统制造龙头企业,合肥将以整厂为单位实施“脱胎换骨式”改造,建成100家“智能工厂”。以机器人、数控机床、3D打印为重点,在传统制造领域启动“机器换人”计划和“数字生产线”建设。以10%-25%的政策补贴,引导鼓励企业进行技术改造升级。

以家电产业为例,聚集合肥的家电品牌有14个以上,包括本土的美菱、荣事达,以及招商引进的海尔、美的、长虹、格力、惠而浦、TCL等。目前,各大家电品牌正在向中高端智能家电产品转型,如海尔推出智能家电操作系统U+,TCL集团推出“‘智能+互联网,产品+服务’双+”战略。而格力、海信等家电企业投入大量资金进行自动化改造,在关键生产工序实现“机器换人”。

如果说家电产业是观察合肥传统制造业“旧貌换新颜”的窗口,新兴产业异军突起则展现了合肥产业转型涌动的浪潮。传统产业改造与新兴产业壮大作为合肥制造业转型的两翼,起到了同频共振效应。

合肥市发改委副主任朱胜利近期常忙于各种集成电路产业项目的对接,“每周要接待1-2家有意向落地合肥的企业,或赴北京、上海、深圳等地推进项目。”朱胜利说。

“合肥要转型发展必须要突破原有的路径依赖,做无中生有的文章。合肥做了两个梦,一个是面板之梦,一个是集成电路之梦;面板、芯片和软件是电子信息产业的‘面、芯、魂’。”。

为什么选择集成电路产业?

朱胜利告诉记者,“集成电路产业是信息技术产业的核心,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。市场需求巨大,是我国每年进口量最大的单一产品;产业带动性,1块钱的集成电路可以带动10块钱的电子信息产品,可以产生100块钱的工业产值。”。

“产业发展的领域确定后,要想实现快速发展,关键在于谋划推进项目。”朱胜利坦言。

项目如何落地?用朱胜利的话来说,就是针对集成电路产业项目非常需要对资金、研发、人才、应用等方面支持的实际,准备了多种政策支持工具包,对每个项目量身定制政策,实行“一个项目一套支持方案”。如提供设立各类产业基金,给予股债结合投资,加强对研发项目、人才引进支持,帮助对接本地整机应用企业,搭建高效公共服务平台等。当然,我们对企业什么时候开工,以及产值、税收、投资等同样有约束。”朱胜利告诉《决策》。

“对于所有集成电路企业,落地或运营才刚刚开始,政府要提供更多的服务,实行陪伴式成长,营造成长的好环境,就像像对待刚栽上的小树一样,多浇水、多呵护。如果小树死掉了,我们所有的努力和信誉都会损失。”朱胜利解析。

应当说合肥是目前全国集成电路产业发展速度最快的城市之一,聚集了联发科技、群联电子、通富微电、兆易、君正、杰发等50多家企业,相关从业人员1万多人,形成了从设计、制造到封装测试较完整的集成电路产业链。预计到2020年的产值将达到300亿元。

集成电路是合肥新兴产业快速发展的一抹缩影。平板显示、语音、生物、太阳能光伏、机器人等产业正在不断丰满合肥转型起跳的羽翼。

转型的关键是人

制造业转型升级如何落地?采访中,多方参与主体一致认为“转型的关键是人的问题”:一流的政府、一流的员工、一流的科研。

5月31日晚上,李海鹰从北京传回喜讯:合肥成功申报国家级小微企业创业创新基地,从全国36个申报城市中脱颖而出,经过“36进25”,“25进15”两轮淘汰后,最终获得第6名。

激烈竞争中要取得成功,考验着地方干部队伍。7月8日,李海鹰应邀在合肥市委党校,给学员讲了一堂“新型工业化发展政策解读”课。跳出政策讲政策,李海鹰运用大量案例讲述了合肥工业发展从“1.0-4.0”、从全国省会排名“第13到第9”的嬗变过程。

李海鹰说,京东方进入合肥时,外界对于政府融资大力引进不甚理解;2012年欧美对华实施“光伏双反”时,合肥大力推动太阳能光伏产业发展,提出打造“中国光伏应用第一城”,外界同样不能理解。实际的情况是,2014年,合肥太阳能光伏产业和新型平板显示产业都实现了爆发式增长。

“过去说制造业由发达国家向发展中国家转移、沿海向内陆市场转移,这是片面的。转移不是被动接受,而要主动出击,这是等不来的。”李海鹰举例说,“合肥虽然是内陆城市,但建立了出口加工区,有了基础才有大企业来的可能。联宝集团落户后2014年一年的产值就是400亿。”

李海鹰认为干部的观念很重要,“在推动合肥工业发展时一定要勇于开拓创新,力戒因循守旧。大众创业万众创新,不是每个企业都能成为大的企业,而是‘小微’要成为‘小强’,有很强的生存能力。制造业往哪个方向发展,就是要发展‘小强’企业。”

朱胜利也认为:“政府要有真正的转型认识与决心,并清楚转的路径和方向。尤其对产业发展要有专业的眼光,似是而非是不行的,不成为专家也要成为行家。”

谈到企业人才,朱胜利则告诉记者:“企业最关心的是能不能找到合适人才。”一个生动的例子是,台湾群联电子准备落地合肥时,在合肥三所大学召开三场推介会就招到了86个人,这个场面打动群联立即下定决心,在合肥投资10个亿。对一个设计企业来说,这是一笔不小的投资。

“大多数企业考虑的有三点:政府对这个产业理解重视度,产业发展相关政策措施,留住人才的发展环境。”朱胜利说。

“联发科技在全国的八个研发中心,在合肥人员是最稳定、发展最快的,目前规模已经达到700多人。”朱胜利说,“人才流动是正常的,就目前合肥的区位交通条件来看,能够与上海、深圳、北京集成电路企业集中的城市间相互流动,对合肥集成电路产业发展或许还是一个有利条件。”

依托中国科大、合肥工业大学以及安徽大学多所名校,合肥本地高校每年相关专业的毕业生有几千人,而北、上、深地区一批有经验的皖籍人才的回皖创业也是合肥集成电路人才的重要来源。

一流的科研将造就一座城市的智力生命。2013年,由安徽省、中科院、合肥市以及中国科大共同组建的中科大先进研究院正式运作,至今已有400多名硕士、博士研究生入驻。

四方共建让中科大先研院自一面世就尽显隆重与权威。先研院院长助理王兵告诉《决策》:“先研院的成立是想通过机制的创新打破原来的束缚。创新有诸多要素,包括人才、资金、成果、模式以及分配等,只有这些要素聚集在一起,才能从实验室阶段推广到样品、产品、商品,怎样缩短其中过程,则要诸多要素充分发挥作用。先研院能够吸引和聚集更多更好的要素,促进成果更易转化。”

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关键词 仿真软件;电子技术;Multisim

中图分类号:TP311 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)24-0044-03

Examples Analyzing of Simulation Software Applied in Electronic Technology Teaching//Dong Jie

Abstract Multisim is a commercially available computer-based learning simulation software that is used as an educational tool for teaching electronics. Through introducing several simulation software, we find that Multisim has an important role and function in assisted teaching. Bsides, by analyzing several examples concretely, we introduce the application of simulation software used in electronic technology teaching.

Key words simulation software; electronic technology; Multisim

Author’s address Shandong Youth University of Political Science, Jinan, China 250014

1 引言

电子技术作为大学电子类专业的主干课程,也是计算机、通信、网络管理等专业的基础课。它是一门实践性很强的课程,长期以来,电子技术课程教学主要由理论课教学、课程实验和实训教学环节构成,在传统的理论、实验、实训三段式教学模式下,通常是教师教得辛苦,学生学得痛苦,在学习中很多学生往往感到课程内容抽象,概念难以理解。随着计算机多媒体技术的广泛应用,将仿真软件引入大学电子技术课堂教学过程中,可以把抽象的概念和理论用具体的图形和声音表现出来。在课堂上利用软件进行仿真、演示,可以增强学生的感性认识,同时掌握各种仪器的基本使用和电路参数的测试方法,使课堂的教与学形成良好互动,教学内容更生动、直观。学生通过这种方式,更好理解电路的基本理论,可以达到事半功倍的效果。

2 仿真软件的选择及特点介绍

电子类仿真软件是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具,是以计算机的硬件和软件为基本工作平台,集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科研制而成的计算机辅助设计通用软件包。利用它从电路设计、性能分析、参数优化到PCB(印刷电路板)和专用集成电路设计,整个过程都可以通过计算机处理完成,因此日益得到广大教育工作者以及科技人员尤其是从事电子技术领域的科技人员的关爱[1]。

常用的电子类仿真软件有View logic、OrCAD、PSpice、

Pcad、Protel、Multisim等,其中以PSpice、Protel和Multisim为目前国内外最为常用的EDA仿真软件。它们的功能特点各具特色,在应用时,应针对不同的目的和条件进行合理选择:PSpice功能强大,适合于对复杂电路进行全面的分析和优化;Protel综合性能好,使用范围广,实现了电路仿真与PCB设计的一体化,非常有意义;Multisim直观易用,具有较高的性能价格比,非常适合于电路、电子类课程的理论教学、实验和课程设计,具有广阔的应用前景。

Multisim是加拿大IIT公司推出的颇具特色的电子仿真软件,从6.0版本起有了较大规模的改动,主要增加了大量元件模型,可以仿真更复杂的电路,在很大程度上加强对高频电路的仿真能力和精度,电路图的绘制更加方便,此时软件更名为Multisim。Multisim在设计文件编辑和印制电路板设计方面,与其他通用EDA软件相比并无优势,其优点主要集中在电路仿真上。

Multisim的仿真功能十分强大,无需进行手工连线装配,就可以非常逼真地仿真出真实电路的结果,若是结果不理想,需更换元件或改变元件参数,只需点击鼠标即可完成。Multisim的分析手段也较全面,其中包括电路的直流工作点分析、交流频率分析、瞬态分析、时域和频域分析等电路分析方法。可对仿真电路中的元件设置各种故障,从而观察在不同故障情况条件下的电路工作状态。在进行仿真的同时,还可以列出所有元器件的清单,存储测试仪器的工作状态、显示波形和测量数据。另外,Multisim的兼容性也较好,它能导出被CAD或Protel所读取的文件格式。

3 仿真软件在电子技术教学中的辅助作用

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关键词:电子设计自动化;课程特点;教学方法

作者简介:董素鸽(1983-),女,河南叶县人,郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院,助教;李华(1972-),男,河南郑州人,郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院,助教。(河南郑州451150)

中图分类号:G642.41     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)11-0046-02

电子设计自动化(EDA:Electronic Design automation)是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术,[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板(PCB)的设计和可编程器件的编程等各项工作中。

随着半导体技术及电子信息工业的不断发展,电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛,应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需,另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后,两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今,该课程已成为众多信息类学科的专业必修课,这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。

“电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量,因此,优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历,总结经验,开拓创新,形成了一套特有的教学方法,旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。

一、“电子设计自动化”课程教学的特点

电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。

1.既要有广度,又要有深度

有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。

2.突出硬件电路设计的概念

在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CPU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。

3.理论与实践并重

“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。

二、“电子设计自动化”课程教学方法总结

良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。

1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界

电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入,通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。

通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出EDA的概念,并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。

2.以实例展开理论教学

“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUARTUS II为学习对象)和实验用开发板(以FPGA开发板为学习对象)。

硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。

如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。

3.将硬件电路设计的概念贯穿始终

硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。

在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。

如以下两个程序:

(1)entity muxab is

port(a,b:in bit;

y:out bit);

end;

architecture behave of muxab is

begin

process(a,b)

begin

if a>b then y

elsif a

end if;

end process;

end;

(2)entity muxab is

port(a,b:in bit;

y:out bit);

end;

architecture behave of muxab is

begin

process(a,b)

begin

if a>b then y

else y

end if;

end process;

end;

(1)(2)两个程序唯一的不同点在于:程序(1)中使用的是elsif语句,是一个不完整的if语句描述,而程序(2)使用的是else语句,是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。

强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。

4.通过实践拓展强化学生动手能力

“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。

笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。

三、结束语

掌握“电子设计自动化”课程的特点,有针对性地改善教学方法,充分调动学生的学习积极性,强化理论和实践教学相结合,一方面使学生把握课程的全局性,了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态;另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力,培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才,具有重要的社会意义。

参考文献:

[1]潘松,黄继业.EDA技术与VHDL(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]Roth,C.H.数字系统设计与VHDL[M].金明录,刘倩,译.北京:电子工业出版社,2008.