eda技术教学探讨

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1、EDA技术教学探讨摘要:当今是科技飞速发展的时代。计算机作为高科技的产物,其应用已经渗透到各行各业。EDA(ElectronicDesignAutomation)技术作为计算机应用的一支奇葩,已经对计算机技术本身产生了越来越重要的影响。因此EDA技术不仅是大学电子类专业的必修课,也应当引入计算机专业,特别是引入计算机硬件课教学。由此引发了对EDA技术教学探讨。　　关键词:教学探讨EDA技术教学与实践　　:G434:A:1007-9416(2010)09-0122-01　　　　当今是世界科技飞速发展的时代。计算

2、机作为高科技的产物,其应用已经渗透到各行各业各个领域。EDA(ElectronicDesignAutomation)技术作为计算机应用中的一支奇葩,已经对计算机技术本身产生了越来越重要的影响。因此EDA技术不仅是大学电子类专业的必修课,也应当引入计算机专业,特别是引入计算机硬件课教学。由于EDA技术在电路设计中独特的灵活性和巨大的设计潜能,所以对于计算机中CPU这样大型复杂的芯片,利用EDA技术进行教学模拟设计,无疑能够给学生更加实用、先进的设计理念和方法。EDA技术在计算机硬件课教学中的引入,修正了传统重理

3、论、轻实践的教学手段。目前,高等学校计算机硬件方面的课程主要有“单片机原理及应用”、“计算机组成原理”、“数字逻辑电路”、“嵌入式系统设计与实现”等。这些课程从不同角度涉及了计算机硬件方面的知识,并开设了相应的实验课。以往传统教学,多重视理论学习,轻视实验练习。即使有少量课时的实验课,也是使用几乎被实际应用淘汰的传统的设计、工艺方法。所以硬件课程的学习,让学生感到内容枯燥,难以理解和掌握,所学知识在实际中得不到应用。教与学两方面的效果都不好。将当今世界先进的EDA技术,引入多门计算机硬件实验课教学,使学生在学

4、习计算机硬件理论知识的同时,在实验课上可以利用EDA技术,亲自动脑动手分析、设计、调试,从数字逻辑电路到CPU芯片。培养了学生的创造能力和动手能力。　　以《数字逻辑电路》和《计算机组成原理》两课程为例,我们做了一些积极的探索和实践。这两门课程,传统的教学方法,学生在学习书本知识的同时,做一定量的演示性实验和一些简单的数字电路设计实验。其最终的教学效果,学生仅掌握部分理论概念,而对计算机整体及实际工作原理仍把握不足,并且几乎不能掌握复杂逻辑电路、专用芯片以及CPU芯片的设计和调试。众所周知,计算机是实用性极强、

5、发展速度极快的高科技产品。显而易见,传统教学的内容和手段,都已经跟不上时代的发展,其结果势必导致我们的学生知识水平落后,实际动手能力不强。因此迫切需要为这些课程的教学,引入先进的教学手段,提供一个理论与实践相结合的,具有实际应用价值的实验平台。EDA技术对于《数字逻辑电路》和《计算机组成原理》等计算机硬件课程来说,堪称是目前技术最先进、实际应用价值最高的实验平台。EDA技术提出了一种全新的、方便的、实用性极强的设计理念和方法。　　《数字逻辑电路》是高校计算机专业必修的一门专业课。《数字逻辑电路》是实践性很强的

6、课程。以往《数字逻辑电路》在大学的教学中分为理论课和实验课。由于环境和条件的限制,学生在实验课上仅能用传统的方法,设计、制作、调试简单的数字逻辑电路。学生使用EDA技术,对数字逻辑电路和专用芯片进行分析、设计、调试,彻底颠覆了以往传统设计过程中繁琐的设计调试过程。　　《计算机组成原理》课程侧重于计算机硬件,并且表述了软件与硬件之间的相互关联。学习《计算机组成原理》课程的目的,是让学生全面、整体的了解计算机内部结构和工作原理,特别是了解和掌握CPU的内部结构和工作原理,以便为学生的未来发展奠定良好的专业基础。由

7、于EDA技术包括:EDA硬件开发平台和硬件描述语言工具软件平台。对于《计算机组成原理》课程,我们首先将《计算机组成原理》课程分为课堂教学和实验教学两部分。在课堂教学中给学生讲述《计算机组成原理》和EDA的使用方法;在实验教学中要求每个学生,用所学知识亲自动手动脑设计一小型CPU系统,简称模型机。具体的实验教学分为6个阶段:　　第一阶段:从手工设计一位二进制加法器到使用EDA工具去完成设计。在这阶段让学生感到手工设计的繁琐和EDA设计的简便。激励学生用EDA去完成设计。　　第二阶段:要求学生采用自底向上的方法,

8、先设计1位半加器,再设计1位全加器,再设计4位加法器。要求学生既要掌握用原理图描述设计构想,也要掌握用硬件描述语言VHDL进行设计构思。使学生切身感受到用VHDL硬件描述语言的巨大优越性。　　第三阶段:使用EDA技术完成处理器的设计。在这阶段,首先要求学生根据课堂教学内容,完成处理器的结构示意图。在示意图中,简明扼要的表示出数据通路中主要部件以及这些部件的相互关系。图中还要标明这些部件所需的控制信号