EDA基础及应用

教学目标

    EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA是电子信息类专业的一门重要课程。

    本课程的任务是使学生学习和掌握可编程逻辑器件、EDA开发系统软件以及硬件描述语言(VHDL)和电子线路设计与技能训练等各方面知识;在掌握硬件描述语言相关知识和QuartusII软件的使用之后,着重培养学生的数字电路的设计方法、数字电路逻辑分析方法与处理方法,培养学生的逻辑能力和独立思考的能力。同时培养学生认真刻苦的学习态度,掌握如何对一些新器件的进行使用的方法,为掌握EDA技术打下必要的基础。

课程在学生培养中的地位和作用

    二十世纪九十年代以来,电子设计自动化(EDA)得到了突飞猛进的发展,掌握电子设计自动化技术是新一代电子设计工程师及从事电子技术开发和研究人员的必备技能,也是电子技术类专业学生学习的重点内容。

    本课程的主要目的就是介绍这门新技术的基本知识与应用以提高电子系统设计技术水平。现代电子发展中,数字电路与数字电子技术具有运算速度快、设计灵活等一点,广泛的应用于电视雷达通信电子计算机自动控制航天等科学技术领域。本课程在本科生教学具有重要的作用,通过系统的学习,可以使学生具有更全面的知识,可以更快地进入相关技术领域进行进一步的学习、工作和科研。

主要教学手段和方法

    为了培养学生的独立思考和逻辑分析能力,本课程采用课堂理论教学和实验操作相结合的方法。课堂教学中,采用板书与多媒体相结合的方法,主要讲解可编程逻辑器件的原理、如何使用VHDL硬件描述语言进行基本的组合电路和时序电路的描述,在具备相关基本知识后,讲解有限状态机的设计、资源优化等内容,最后进行系统设计的实例介绍。课堂教学采用循序渐进的方法,力求突出重点,使学生深刻体会和理解硬件描述语言和软件语言的本质区别。

    在实验设计中,鼓励学生独立思考,独立解决实验中遇到的问题。实验教材共列举了20个内容的实验,前面几个是基础实验,主要目的是使学生掌握QuartusII软件的使用,同时对组合电路和时序电路的设计有初步的了解,之后的实验逐渐加大系统的复杂程度和数字逻辑的深度。鼓励学生利用课余时间尽量多做一些相关的设计。最后,由学生根据自己的掌握程度,进行综合系统的设计。

考核方式

    本课程采用百分制的形式,由于本课程主要是数字电路系统设计,故实验方面占较高的比重,具体比重如下:

理论教学采用闭卷考试的形式,占40~50%。。

实验操作采用开放性综合实验测评方法,占30~40%;

平时出勤、作业,占10%。

课程学习要求和建议

    要求学生在课堂教学时,不迟到、不早退、不缺席,上课时,仔细听讲,认真做笔记,上课期间如有疑问,可以课上提问,使师生互动。并按时完成课堂作业,进一步巩固所学知识。实验操作设计,有助于提高自己的能力,由于课时少,但是需要进行设计的相关内容多,要求学生多利用课余时间进行系统的设计,获得的知识和掌握的能力,是一个时间积累的过程,只有自己长时间努力,才能达到更高的层次。

    任何新知识的学习都是一个渐变的过程,是一个积累的过程,需要安心学习,逐步掌握,在这期间,解决任何一个小的问题,都是这个过程中的一部分。的数字电路设计主要是掌握设计方法和设计逻辑,逻辑设计能力是平时知识积累的体现,为了提高相关的能力,要求学生在遇到问题时,同学之间可以相互讨论,相互学习,即使一时没有彻底解决,也不要气馁,要有韧劲,要多动脑筋,多思考,一旦自己解决了在系统设计时遇到的问题,就会给自己留下深刻的印象。只有自己解决了困难,才能真正理解,只有自己理解,才能真正地掌握。在以后的工作学习中,会遇到各种各样的问题,这些问题的解决方法,也许和以前所遇到的问题有相类似的解决方法,解决起来就相对容易了,到时就体会到了学习期间的重要性了。 


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