李 野

（1.华北电力大学 河北 保定 071000；2.神华河北国华沧东发电有限责任公司 河北 沧州 061113）

0 引言

电子设计自动化（EDA）代表了当今电子设计技术的最新发展方向。EDA技术是一门借助计算机来完成各种电子电路设计的自动化过程，它可以让学生有一个学习知识，运用知识的系统结构，同时EDA技术又是一门实践性强的技术。因此掌握EDA技术，是走向市场、走向社会、走向国际的基本技能，依靠传统的实验教学已远不能满足社会对高新技术人才培养的需要。EDA技术在实验教学中的应用是现代教育发展的一种趋势，不仅可以让学生了解EDA开发的基本过程，而且也可以加深学生对电路的理解，从而加学生的学习兴趣，提高学生分析和解决实际问题的能力。

注重EDA技术课程的实验教学，加强对学生动手创新能力的培养，是EDA技术课程建设的重点内容。对于各种高级专门人才的发源地——高等院校来说，不断改进教学方法和教学手段，加强和巩固学生电子技术的专业基础知识是十分必要的。

1 EDA简介

EDA是电子设计自动化。由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。EDA就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用，使设计更复杂的电路和系统成为可能。在原理图设计阶段，可以使用EDA中的仿真工具论证设计的正确性；在芯片设计阶段，可以使用EDA中的芯片设计工具设计制作芯片的版图：在电路板设计阶段，可以使用EDA中电路板设计工具设计多层电路板。特别是支持硬件描述语言的EDA工具的出现，使复杂数字系统设计自动化成为可能，只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确，就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。有专家认为，21世纪将是EDA技术的高速发展期，EDA技术将是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。

2 实验教学中应用EDA技术的必要性

2.1 传统实验教学弊端

1）一般院校的实验室的规模和开放时间是有限的，所以学生的实践动手就受到了时间和地点的限制。同时电路的测试也需要用到许多专门的仪器，学生在课后的大量时间没有这些仪器都无法继续自己的设计，不利于学生学习的巩固和提高。

2）传统实验室中有些仪器设备价格昂贵，难以进入学生实验室，而且实验室储备的电子元器件也有限的，无法满足各种电子电路的设计和试验要求。

3）对于一些较复杂的实验，学生需要用大部分的精力和时间进行电路连接和线路的检查，而用于实验出现的问题进行分析、解决的时间不足，实验效果不理想。

2.2 EDA技术实验教学的优点

1）利用EDA技术能够很直观、形象地进行实验，让实验教学更加方便有趣。与在真实实验室工作一样，任意设计电路、运行、数据分析，许多的教学内容在课堂上就能解决，教学效果好、教学效率高。运用了仿真软件进行教学，学生对运动的版面将会产生浓厚的兴趣，对教师讲解的课程内容(电路的功能、性能指标)非常直观地就能理解，并且可以提出更换电路参数试试，增加教学的互动性和学生进入教学的积极性，有利于培养学生的兴趣。

2）学生实践突破空间、时间与人员的限制，实现实验教学的开放性。采用EDA技术可以建立开放式EDA教学管理中心，克服了传统教学中实验教学必须在规定时间到规定地点进行这一弊端，学生可以在家里、办公室等可以上网的环境中不受时空限制来完成实验环节。教师也可通过上网来组织、管理教学。引入自主学习的开放式EDA教学模式，是解决学时不足与信息量增多的矛盾的有效途径，也是一种 “授人以渔”的教学方法。教学形式更为灵活;实验或者教学结论可以引导学生自行论证，摆脱教学的枯燥性和深奥感;学生进入设计者角色等等。

3）对教师来说，EDA技术也是一个新事物，在教学过程中，为了达到好的教学效果，教师必须选择恰当的EDA软件，结合书本挖掘实例，并进行恰当的综合设计。这样的过程本身就是一个学习知识、提高理论层次和教学水平的过程。21世纪我国电子技术领域将飞速发展，而这方面的人才还十分匮乏，作为高校，除了要搞好教学以外，同时也必须开拓进取、强化科研，新的EDA技术可以让教师及时了解电子技术领域一些相关的前沿动态、用新的方法和工具来研发产品，从传统的通用集成电路的应用转向可编程逻辑器件的应用；从系统的硬件设计转向硬件、软件高度渗透的设计，以提高和拓宽电子系统的设计能力。

4）丰富了实验教学内容，提高了实验成功率。随着教学要求的不断提高及电子技术的迅速发展，实验设备的先进性面临着新的挑战。传统的实验是以实物为主，由于采用搭接线路进行调试，设备易磨损老化，出现故障较多，对于较为复杂的实验，学生在规定时间内难以调试成功；用EDA软件工具做实验，实验环境是一个虚拟环境，克服实验室仪器设备与元器件在品种、规格和数量上不足的限制。随着软件的不断发展和完善，能够做的实验不断的增加和扩展，把以前繁琐的实验室验证调试和人工制板全部在电脑上完成，在短暂的实验时间里快速完成较复杂的电路连接、测试工作，避免元器件损坏、接触不良、仪器损坏等不利因素。

3 结论

21世纪是电子技术高速发展的时代，各种新器件、新技术、新方法层出不穷。人们开发的电子系统也越来越庞大、越来越复杂、要求也越来越高，要分析和设计复杂的电子系统，人工的方法已不再适用。为适应这种现状，日趋完善的EDA技术正在逐步取代传统的电子设计方法。EDA是目前最新最全面的电子设计技术及工具，它的出现为电子设计工作者提供了一种全新的设计方法，因此，掌握EDA技术，是走向市场、走向社会、走向国际的基本技能，依靠传统的实验教学已远不能满足社会对高新技术人才培养的需要，在实验教学中引入EDA技术，使学生能全面了解电子技术的发展，适应信息社会对设计人员的要求。

［1］徐光辉.CPLD/FPGA的开发和应用[J].电子工业出版社.

［2］潘松.EDA技术应用与发展之管窥[J].电子世界.

［3］王锁萍，龚建荣.EDA技术及发展趋势[J].电子世界.

［4］汉泽西.EDA技术及其应用[M].北京航空航天大学出版社.

［5］谭会生，张昌凡.EDA技术及应用[M].西安电子科技大学出版社.

［6］王行，李衍.EDA技术入门与提高[M].西安电子科技大学出版社.