杨蕊

（湖北经济学院信息与通信学院，湖北武汉，430205）

1 电子仿真软件与工程教育专业认证的契合

为了使我国的工程本科学位得到国际的认可，我国在2016年6月正式加入了《华盛顿协议》这个最有影响力的工程教育学位互认协议[1]，自此工程教育专业认证成为了我国高校专业建设新的风向标，例如上海高校联盟规定2020年后没有通过工程教育专业认证的专业不得招生。卓业工程师计划从1.0到2.0的前提和基础是通过工程教育专业认证。

在我国电子信息类专业的工程教育专业认证的毕业要求5中明确规定：学生必须有使用现代工具的能力。5.2规定学生能够在复杂工程问题的预测、建模、模拟、设计、实现过程中，选择与使用恰当的软、硬件工具，提高解决复杂工程问题的能力，并理解不同工具其局限性。学生可以利用电子仿真软件通过对实验项目工程进行建模、设计、模拟运行、测试从而实现对系统设计的初步评估。

电子信息类专业的工程教育专业认证的毕业要求12规定：学生必须具备终身学习的能力。分解点12.2中要求：通过工程项目实践，培养自主学习和终身学习意识，以及适应发展的能力。电子仿真软件是不断更新升级的，因此通过加强学生对电子仿真软件的掌握培养学生终身学习的习惯和素质。

2 中外电子仿真软件概述

电子仿真软件不是我国的原创，因此最初高校专业基本都是利用国外的仿真软件，如：EWB、Multisim、Matlab、Proteus、PCB设计软件等。目前在高校电子技术类课程中应用的较多的国外电子仿真软件是美国NI公司的最新仿真软件Multisim14.0。

随着我国电子技术的不断发展，在吸收了国外电子仿真软件的优点并结合自身特点，研发出适合我国国情的EDA电子仿真软件层出不穷。近年来，立创EDA作为国产EDA软件的新星，在高校电子类课程得到广泛应用。

3 Multisim14.0与立创EDA的比较

发展历史：Multisim软件是美国NI公司发布的交互式SPICE仿真软件。它先后经历了从上世纪八十年代末，九十年代初推出的EWB5.0，EWB6.0，Multisim2001[5]到现在的最新版本Multisim14.0，至今已有了四十多年的发展历史。立创EDA是2017年深圳嘉立创公司研发的一款EDA电子仿真软件，是一款完全具有我国独立知识产权的EDA软件，目前我国有超过500所高校正在使用。

软件的下载与升级：立创EDA是与Multisim软件不同，它是基于浏览器的EDA，不用配置不用下载，只需要进入立创EDA的网站，点击立创EDA编辑器就能开始使用该软件，它是基于网页缓存的一个网页APP。打开编辑器后程序已经缓存在浏览器本地，不占内存也是它的一大优点。使用者也不必担心断网无法使用，立创EDA有断网编辑功能。立创EDA彻底解决了版权风险，终身免费是立创EDA的一大亮点，且持续维护并更新版本。立创EDA的升级方式是自动升级，使得学生和教师在在不自觉中也能紧跟市场和技术的最新发展步伐。

使用Multisim软件需要在专门的网站下载，安装的过程较为复杂且需要较长的时间。Multisim软件的使用和升级都是有时间期限并且需要付费，针对中国市场虽然有汉化软件，但也仅限于菜单的汉化，具体的元器件和仪器都是英文。

工作模式：立创EDA有两种工作模式：一种为仿真模式，它能够和Multisim几近相似的工作界面对电路系统进行仿真和测试，另一种为标准模式，两种工作模式可以自由切换。标准模式提供了百万种原理图库、PCB封装库、原理图工程及PCB工程[2]。标准模式下能够完成从原理图设计→PCB设计→实物3D预览→PCB板在线定制下单→自动生成元器件清单→立创商城购买元器件→收到电路板实物。这种一站式的使用体验，大大节省了不必要的非专业工作，非常有利于学生利用课余时间完成自己感兴趣的科研项目研发。Multisim软件是一款能够完成原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。它只具有仿真功能，如果要进行PCB板的设计，在Multisim14.0软件的界面中设计了NI公司的Ultiboard14.0的转移菜单，Ultiboard可以直接接收来自Multisim模块输出的前端设计信息，并按照确定的设计规则进行PCB的快速布局和布线,也就是原理图设计和PCB设计需要分别下载和安装Multisim和Ultiboard两种软件，显然没有立创EDA使用的更快捷。

立创EDA还特有一个专门面向高校教师的教育版。教师只要按照提示操作即可完成教育版的免费使用申请。教师利用教育版可以组件班级，对学生进行管理，教师作为超级管理员可以指定学生为班级管理员，辅助管理教学事务。教师能够在线发布作业，随时查看学生作业进度，对学生的成绩进行管理， 无需文件传输，不受设备限制。可见立创EDA是符合我国国情的。它优秀的本土化是Multisim软件无法企及的。

元器件：立创EDA拥有30多万种实时更新的元件，基本元器件均有三种方式可供选择：美版、欧版和实物3D图。美版和欧版的元器件符号基本大同小异，但是电感符号差异是较大。课堂教学大都按照美版教，利用立创EDA却可以通过对比学习很方便的填补这个缺漏。同时立创EDA还有元器件的3D模型图供使用者参考，教师可以通过3D图初步建立学生的实际工程设计思维，为后面的PCB的布局以及实际元器件型号的选择建立良好基础。立创EDA元器件库界面有两种搜索模式，一种与Multisim搜索模式相同；另一种为立创商城实际产品的搜索模式，可搜索到该元器件的型号、封装形式、生产商，元器件实物效果图、价格等各种相关参数以及购买链接。而Multisim的元器件符号全部为美版，元器件的数量和种类也是相当齐全和海量的。Multisim14.0相较于10.0以下的版本多了一个MCU的模块，可以仿真单片机。

测试仪器：立创EDA有五种测试仪器：万用表、双踪示波器、函数发生器、瓦特计和逻辑分析仪，这些仪器只具备最基本的测试功能。Multisim14.0则提供了达20种的测试仪器。Multisim中的示波器不仅有双踪、四踪两种示波器。它的一大特色是有四种实验仪器：Agilent示波器、Agilent函数发生器、Agilent万用表和Tektronix示波器。它们的控制面板几乎是实物操控面板的完全再现，如图1所示。

图1 Agilent万用表操控面板

测试者像操作实物一样对面板的按钮进行按压或者旋钮的旋转来改变测试参数。显然Multisim软件具有这种“高逼真”的仿真仪器，对于提高学生测试工程师的的专业基本功是非常重要的训练手段。因此在测试仪器方面Multisim无论从仿真度还是种类、方法上都优于立创EDA。

下面以《通信电子线路》课程中常用的并联谐振回路举例说明两种软件在教学方面的差异。用Multisim14.0的波特仪测量并联谐振回路的选频参数电路如图2所示，波特仪仿真的幅频曲线函数如图3所示，移动波特仪中的光标即可获得相关的谐振频率、上限截止频率和下限截止频率的值，从而获得带宽BW0.7的测量值表1所示，从表中的仿真相对误差可以看出仿真与理论值是非常接近的。图4是立创EDA的仪表可以看出，没有测量幅频曲线的波特仪，只能利用函数发生器不断改变频率值进行近似测量，这种测量选频参数的方法显然过程繁琐且测量值不够准确。

图2 Multisim14.0并联谐振仿真电路

图3 Multisim14.0的波特仪波形图

图4 立创EDA的仿真仪器

表1 Multisim14.0的并联谐振仿真回路选频参数测试数据

4 中外电子仿真软件对提高电子类课程质量的研究

两款软件在仿真界面和操控方法上大同小异，立创EDA虽然这几年才引入高校，但之前接触过Multisim软件的，也能快速熟悉操作方法。为了实现工程教育专业认证的目标,总的来说这两款软件都能满足电子类课程如电路分析、模拟电子技术、通信电子线路、数字电子技术和单片机技术等课程的需求[6]。

立创EDA相当于原理仿真和PCB设计功能二合一的EDA软件。但它的仿真仪器比Multisim软件的种类要少许多，因此对于大型复杂系统的仿真、测试和分析能力与Multisim软件还是有差距的。同样它的PCB功能对于复杂系统的设计需求和使用的稳定性也不及Altium Designer软件[3]。由于立创EDA是一种在线EDA，设计的工程都是云端存储方式，因此对于大型工程的存储是有限的。但立创EDA除了使用时本身不需要付费和升级外，它的另一个亮点就是能够实现从系统项目设计到市场和实物的无缝对接，通过立创EDA的应用训练建立学生从课堂理论到市场经济的一整套项目设计、成本控制、优化产品的工程思维模式是非常有利的。

综上所述，本文建议在大一、大二的课程中可以将立创EDA作为对学生熟悉科研项目从设计思路到实物完成的一整套电路系统流程的训练手段。大三和大四课程包括毕业设计中的复杂项目可以让学生自学Multisim软件并利用其完成复杂项目。学生在使用的过程中也能真切体会到两种仿真软件的优缺点，具备工程教育认证5.2中的“理解不同工具其局限性”的能力。

5 结束语

电子仿真软件无论做的如何逼真，通过实践都会发现和真实的实物测试过程以及测试结果还是有一定的差异的[4]，因此实际的实践项目的对学生的培训是必不可少的，电子仿真软件作为在前期项目原理性设计、验证和修正方案是不可缺少的重要手段之一。