eda技术实用教程_前言

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1、5《EDA技术实用教程》潘松黄继业编著科学出版社（www.sciencep.com）（本书有完全配套的多媒体教学软件，免费赠送，联系方式在最后。购书需直接与出版社联系：010-82672033）前言55尽管将EDA技术作为一门重要的专业基础课，在大多数高校的相关学科中已成为共识，但就其教学内容和实验安排上，当今尚有诸多不同看法，这里列出几点，以供探讨：◆课程应分三个层次来教学，即将诸如EWB、PSPICE和Protel的学习作为EDA的最初级内容；VHDL和FPGA开发等作为中级；ASIC设计为最高级；◆认为EDA技术学习中，VHDL的学习需要花费半年乃至一年的时间才能

2、完成；◆EDA技术只是数字电路课的延续和补充，因此，实验内容应该具有一致性，即只需以EDA的手段完成与数字电路实验相近的实验项目即可。以上的看法值得商榷，我们认为关键的问题在于怎样紧紧把握课程教学中最实质的东西，即必须突出要点：首先是明确最基本的教学内容。EDA技术的教学必须围绕这样一个核心内容来展开，即学习一种通过软件的方法来高效地完成硬件设计的计算机技术，尽量略去其他没有直接联系的内容，如EWB、PSPICE、Protel等，因为这些工具仅属CAD的范畴，它们没有现代自动化设计中关于行为与结构综合的概念，没有自顶向下设计理论的内容。此外，因为无论是ASIC还是FPG

3、A，都只是EDA最后的实现目标。EDA的特性决定了其实现方式具有很大的自由度。而最实质，最能体现创造性的是利用EDA技术完成某一项目的设计方案。因为基于FPGA的实现几乎如同软件一样可以随心所欲，而ASIC的前端设计与FPGA十分相近，可以利用ASIC设计EDA软件来完成，其最终的实现通常类似于交付PCB制作文件一样，可将最终的网表文件交付专业厂家来负责。今天的EDA技术已经使得“从事IP开发的无芯片EDA公司”和“无生产线的IC企业”成为可能，而且将可能成为我国现代电子技术的重要产业。我们认为，对于教学内容如果要分层次的话，从实现的方法和内容上去分比从实现的工具和工艺

4、上去分更为合理。例如可以将逻辑行为的实现作为最低层，即用EDA工具完成数字电路实验中的部分内容，如红绿灯控制、数码译码显示、逻辑表决等；将控制与通信的实现作为第二层次，如A/D高速采样、工业自动化控制、接口与通信模块的设计等；而将算法的实现作为最高层次，如FIR、FFT、CPU的设计等。因为这样能使教学效果更好地反映EDA技术最本质的内容。其次是改善教学方法。考虑到目前的本科课程门类已大为增加，任何一门非公共课的学时都不会很多。显然，突出要点才能有效控制学时。建议这门课可安排52学时左右，包括实验课学时。这就要求主要以引导性教学为主。例如对VHDL的教学就不能像C或汇编

5、语言那样逐条语句讲授，而是应结合具体实例讲解最基本的语句现象及其使用方法。再次就是注重教学实效。数字电路与EDA技术课程的侧重点不同，前者侧重于逻辑行为的认知和验证；后者则侧重于实用电子系统的设计，因此该课程具有很强的实践性。针对性强的实验应该是教学的重要环节，EDA实验更应注重实验的质量，而决非仅仅使用了什么EDA软件。在初级阶段，用EDA工具重复一些数字电路课中的实验是必须的，但这远非EDA实验的全部。因为数字电路实验的重点是逻辑行为和功能的验证，因而可用手工插线方式来完成“设计”，而不涉及任何技术指标和规模。众所周知，电子系统技术指标是十分重要的，这包括速度、面积

6、（芯片资源）、可靠性、容错性、电磁兼容性等。有时往往指标要求决定了所使用的技术，指标要求推动技术的发展。全国大学生电子设计竞赛题中从来不提使用何种工具或技术来完成赛题，但参赛者不得不根据给出的技术指标做出选择。因此，EDA课程的实验，除了必须完成的基础性项目外，引导学生完成一些传统电子设计技术（包括单片机）不能实现的内容，从而突出这一现代电子设计技术的优势。例如UART、PS/2或USB接口的设计突出自主知识产权的概念；VGA显示器的控制或状态机控制A/D采样突出了高速性能指标的实现；FIR设计表现了基于EDA技术特有的IP应用技术；纯硬件奏乐电路的设计体现了EDA工具

7、面对复杂逻辑电路设计的突出优势等。在这些实践过程中，会使学生发现，诸如ISP下载方式、FPGA、ASIC乃至EDA软件等设计手段本身都成了配角，而唯有对更高质地完成实验项目而不懈追求的设计能动性和创造性成了主角，从而有效地提高这门以培养工程实践能力为主的课程的教学效果。基于以上的认识，我们对本书各章节作了相应的安排。本书具有如下3个特点：1.注重实践与实用在各章中都安排了许多习题。除第1章、第2章外，其它各章都安排了针对性较强的实验，使学生对每一章的课堂的教学效果能及时通过实验得到强化。第3章除对FPGA、CPLD器件结构原理作了一般性介