使用EDA軟件進行電子信息類課程教學(xué)

　　摘要：本丈介紹了EDA軟件在電子信息類課程中的應(yīng)用： 系統(tǒng)仿真和工程實踐。對EDA軟件在電子信良類課程中的輔助教學(xué)功能進行了研究，同時片電子信息課程的教學(xué)改革作了探討。

　　關(guān)鍵詞：EDA EWB MatLab 'Svstem View

　　1、電子信息類課程與EDA軟件的盆要性

　　隨著社會的不斷發(fā)展，對電子信息類畢業(yè)生的需求越來越大，許多理工科學(xué)校都開設(shè)了電子信息類相關(guān)系( 專業(yè)) 。電子信息類專業(yè)是電子技術(shù)、通信工程、計算機科學(xué)等專業(yè)的統(tǒng)稱，是當今高校的熱門專業(yè)。電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程包含《電路分析》，《模擬電路》，《數(shù)字電路》，《信號與系統(tǒng)》，( 通信原理》，《數(shù)字信號處理》等。

　　EDA(Electro nic Design Automation，電子設(shè)計自動化)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域的一門新技術(shù)。它能提供了基于計算機和信息技術(shù)的電路系統(tǒng)設(shè)計方法。EDA技術(shù)的發(fā)展和推廣，極大地影響著電子信息類課程的教學(xué)思想、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標。目前市面上有許多EDA軟件，他們雖都不是專為教學(xué)而設(shè)計開發(fā)的，但是在教學(xué)中我們可以使用它為電子信息理論教學(xué)服務(wù)。EDA軟件具有圖形直觀，仿真準確等優(yōu)點。

　　隨著高校教學(xué)改革的進行，特別是隨著學(xué)分制的推廣，每門課的教學(xué)時數(shù)大大壓縮，課時資源緊張和經(jīng)費不足是每個學(xué)校教學(xué)改革面臨的一大難題。EDA仿真實驗教學(xué)彌補了傳統(tǒng)的硬件實驗的不足，同時提高了電子信息類教學(xué)技術(shù)檔次和教學(xué)本身的趣味性，節(jié)省了教學(xué)經(jīng)費和教學(xué)時間，因此將EDA仿真作為實驗教學(xué)對等的實驗項目列人教學(xué)計劃是一個很好的實驗教學(xué)解決方案。

　　2、甚于EDA軟件的電子信息類課程教學(xué)研究

　　基于EDA軟件的電子信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)包括兩個方面： 系統(tǒng)仿真與工程實踐。

　　2 1 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真是根據(jù)被研究的真實系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，結(jié)合所用的計算機建立仿真模型，然后在計算機上計算、分析、研究，從而獲得真實系統(tǒng)的定量關(guān)系，從而加深對真實系統(tǒng)的認識和理解，為理論教學(xué)提供所需的信息、數(shù)據(jù)或資料。

　　EDA仿真技術(shù)是隨著計算機技術(shù)發(fā)展起來的一門科學(xué)技術(shù)。EDA技術(shù)所采用的EDA軟件較多但各有特色，任何一門課程的教學(xué)都不能由一個軟件來包羅，應(yīng)該區(qū)別對待使用，選擇使用。EDA軟件作為課程仿真教學(xué)和實驗的一種輔助手段，減少了板書時間，顯示直觀，修改編輯參數(shù)方便，是現(xiàn)代教學(xué)的重要組成部分。表1是作者為電子信息類基礎(chǔ)課程推薦使用的EDA軟件。

　　EWB是Electro nic Workbench軟件的簡稱，是基于元件級的電路設(shè)計和仿真軟件，從6.0 版本開始，該軟件的名稱改為Multis im。它的主要優(yōu)點是容易學(xué)習(xí)操作簡單，顯示直觀，特別適用于剛熟悉使用計算機的低年級學(xué)生學(xué)習(xí)使用和理論教師的課程教學(xué)。從目前使用的情況來看，主要用于( 電路分析》，《模擬電路》，《數(shù)字電路》的教學(xué)和實際實驗的仿真驗證實驗。在大多數(shù)學(xué)校的教學(xué)計劃中，《電路分析》開設(shè)較早，教學(xué)時首先要讓學(xué)生學(xué)習(xí)使用EWB軟件，同時選擇部分實驗進行驗證性。在這之中重要的是學(xué)習(xí)一種仿真方法。為了將模擬電路分為廣義的.放大器和濾波器的思路，《模擬電路》的仿真可分為三個部分：基本電路性質(zhì)、幅度變換電路、頻率變換電路。《數(shù)字電路》分為時序邏輯電路和組合邏輯電路兩個部分，數(shù)字技術(shù)是當今電子發(fā)展的主流，時序邏輯更是后續(xù)課程的重點。

　　MATLAB軟件是MATrix Laboratory (矩陣實驗室) 的簡稱。它作為一門語言，已得到越來越多師生和科研、工程技術(shù)人員的認可。它是目前許多高校理工類專業(yè)作為一門必( 選)修的重要應(yīng)用性課程。該軟件的特點是：強大的計算功能、計算結(jié)果和編程可視化及極高的編程效率。它充分利用了Windows的交互性、多任務(wù)功能和圖形功能，開發(fā)了矩陣的智能表示方式，創(chuàng)建了一種建立在c語言基礎(chǔ)上的高級語言。將《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)宇信號處理》的教學(xué)內(nèi)容和MATLAB語言緊密、有機地結(jié)合起來，使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識的同時學(xué)會應(yīng)用MATLAB，在學(xué)習(xí)應(yīng)用MATLAB的同時，加深對基礎(chǔ)知識的理解，增強學(xué)生的計算機應(yīng)用能力，從而提高教學(xué)效果。在咤信號與系統(tǒng)》中可以為學(xué)生提供了“信號分析”、“信號抽樣”、“系統(tǒng)仿真”、“系統(tǒng)特性”及“濾波器設(shè)計”五大仿真實驗，實驗內(nèi)容由界面一一引導(dǎo)，步步展開，完全利用了MATLAB軟件的特點，操作簡便、界面直觀。仿真中每一部分的信息框闡述了有關(guān)實驗內(nèi)容的基本概念、基本性質(zhì)及實驗步驟。演示框如同通用示波器，顯示了信號分析與系統(tǒng)設(shè)計的動態(tài)仿真過程，給人以直觀的感受。在《字信號處理》中可實現(xiàn)信號譜分析、濾波器設(shè)計、信號的時頻分析等仿真，能夠增強學(xué)生對理論問題的理解和掌握。

　　System View是美國ELANIX公司研制的一個動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、仿真和分析的可視化設(shè)計軟件。它既能按物理概念直接建立分析和仿真模型，又能提供直觀數(shù)學(xué)模型分析和仿真的工具是一個基于信號級的系統(tǒng)仿真軟件。它可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)�；旌霞岸嗨俾氏到y(tǒng)，可用于各種線性、非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計和仿真。尤具特色的是，可以很方便地進行各種濾波器的設(shè)計。系統(tǒng)備有通信、輯、數(shù)字信號處理(DSP)、射頻/ 模擬、碼分多址個人通信系統(tǒng)(CDMA/ PCS) , 數(shù)宇視頻廣播(DVB)系統(tǒng)、自適應(yīng)濾波器、第三代無線移動通信系統(tǒng)等專業(yè)庫可供選擇。它支持多速率系統(tǒng)的并行系統(tǒng)，無限制分層結(jié)構(gòu)，廣泛的濾彼和線性系統(tǒng)設(shè)計，同時允許用戶使用C/C++編寫用戶程序，作為內(nèi)建。在通信庫中，對MATLAB庫支持。在《通信原理》中，可以通過System View對其它軟件不易仿真的時域波形、眼圖、功率譜、星座圖等進行仿真。

　　系統(tǒng)仿真不僅難了理論教學(xué)，同時能為學(xué)生提供一種自主學(xué)習(xí)環(huán)境。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗?zāi)芰ι罨瘜τ嘘P(guān)課程知識的理解，提高學(xué)習(xí)效率。

　　2.2 工程實踐EDA是在CAD的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，電子信息類專業(yè)是實踐性很強的專業(yè)，課程教學(xué)一定要和生產(chǎn)實際結(jié)合起來。在工程中，使用較多的EDA軟件是Protel ,Matlab及M“ Plus, 筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗來看，電子信息類專業(yè)最好在先開設(shè)工程制圖(學(xué)習(xí)使用autoCAD軟件) 電子電路CAD課程開設(shè)實用的Pro tel 軟件，當然教學(xué)重點不在于仿真，結(jié)合《電子技能與工藝》，它的重點在于元器件選擇、電路布局、布線、制版、焊接、調(diào)試等，讓學(xué)生設(shè)計制作出正確實用的PCB電路板。為以后走向工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。

　　電子信息類專業(yè)均開設(shè)了EDA技術(shù)，筆者認為此部分的教學(xué)重點不局限于MAXPLUS軟件進行vhdl語言的學(xué)習(xí)，應(yīng)將硬件FPCA,CPLD結(jié)合起來，同時有必要將單片機等技術(shù)結(jié)合起來聯(lián)成一個綜合系統(tǒng)o vhd)語言的學(xué)習(xí)主要以引導(dǎo)性教學(xué)為主，不能像C語言或匯編語言那樣遂條語句講授，最好是結(jié)合具體實例講解最基本的語句現(xiàn)象，余下內(nèi)容可在課后由學(xué)生自行完成。

　　3、結(jié)束語

　　通過EDA軟件進行教學(xué)，集中體現(xiàn)了電子信息的特征：信號十系統(tǒng)+硬件。在這之中，信號是信息的載體，系統(tǒng)是信號處理的手段，硬件是信息傳遞的基石，一切教學(xué)的起點和終點都應(yīng)回到硬件，即如何實現(xiàn)的問題，只要把握好了這一點，學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新梢神一定能得以提高。通過EDA軟件進行軟硬結(jié)合的教學(xué)，體現(xiàn)了經(jīng)典與現(xiàn)代的結(jié)合，基本理論與工程技術(shù)相結(jié)合，數(shù)字解析方法與計算機輔助方法相結(jié)合，是現(xiàn)代教育技術(shù)的一次飛躍。

　　參考文獻：

　　1.李x生等。信號與電子系統(tǒng)原理及EDA仿真。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，200() 年3月

　　2.趙世強等。 電子電路EDA技術(shù)。西安電子科技大學(xué)出版社，200 0年7月

　　3 洛松，黃繼業(yè)。EDA技術(shù)實用教程，科學(xué)出版社，20 02 年10 月

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