電子電路設(shè)計(jì)與分析精選(九篇)
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第1篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
【關(guān)鍵詞】高速公路；電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)
在高速公路上運(yùn)用電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)是解決道路擁堵的一種有效方式，很多發(fā)達(dá)國家都在運(yùn)用這種手段來提高出行效率。我國的部分高速公路已開始運(yùn)用電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)，取得了較好的實(shí)踐效果。但在技術(shù)方面還存在一定不足，需要設(shè)計(jì)人員開展進(jìn)一步的研究，確保系統(tǒng)能夠更加適用于我國的高速公路實(shí)際運(yùn)行情況，發(fā)揮最大效用。
1.電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的概念及組成
1.1電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的概念
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)隸屬于智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域，憑借其快速、高效、智能的運(yùn)行模式在國際社會得到廣泛應(yīng)用。具體來說電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)就是在車輛識別技術(shù)的輔助下實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站和車輛之間的數(shù)據(jù)通信，開展數(shù)據(jù)交換，利用網(wǎng)絡(luò)來對收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在車輛不停的狀態(tài)下完成高速公路收費(fèi)的智能系統(tǒng)。
1.2電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的組成
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的組成主要包括四個(gè)部分：第一是CPU卡和電子標(biāo)簽，其中CPU卡作為一種全新的IC卡在電子付費(fèi)方面發(fā)揮著重要作用，而電子標(biāo)簽的功用在于儲存車輛信息、車主資料及車牌信息等，是電子射頻的一種。第二個(gè)組成部分是收發(fā)器，收發(fā)器通過與電子標(biāo)簽間的微波高頻通信來阻抗干擾，實(shí)現(xiàn)快速通信。第三部分是微處理器，其主要功用是進(jìn)行通信處理，將OBU和CPU卡收集到的信息傳至控制器，獲取并處理車輛信息，對OBU和CPU卡中的信息進(jìn)行修正。第四部分為車道控制器，該控制器需要對OBU和CPU卡中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對車輛的通行權(quán)進(jìn)行判定，明確OBU和CPU卡是否有效，在判定無效的情況下發(fā)出警示，同時(shí)還能完成對違章現(xiàn)象的取證工作。
2.建立電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的意義
在高速公路上建立電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)意義重大。首先，這是對科學(xué)發(fā)展觀的有力踐行，由于近年來車輛數(shù)量持續(xù)性增長，給高速路的正常通行帶來了很大壓力，高速公路擁堵成為備受關(guān)注的社會問題。建立不停車收費(fèi)系統(tǒng)能夠使司機(jī)在不停車的狀態(tài)下完成交費(fèi)，交費(fèi)消耗的時(shí)間幾乎可以忽略，使高速路收費(fèi)站的容量得以擴(kuò)展，工作效率得以提升。其次，不停車收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)用是科技興交的重要體現(xiàn)方式之一。車輛不必在通行中頻繁剎車、起步，使車輛磨損得到有效控制，節(jié)省油耗，同時(shí)減少對大氣環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。第三，此類智能系統(tǒng)的投用能夠解決人工收費(fèi)的諸多弊病，如票款丟失、效率低下等，使高速公路保持順暢，真正實(shí)現(xiàn)高速通行。通過為人們提供安全快速的交通環(huán)境，使交通行業(yè)的全新形象完美地展現(xiàn)出來。
3.高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
C/S架構(gòu)是一種較為通用的系統(tǒng)架構(gòu)，其組成部分包括收費(fèi)站、分中心和省中心。這三個(gè)部分共同構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)，具體的工作方式為：高速公路車道作為信息采集前端，為收費(fèi)站獲取車輛信息，將信息傳送到收費(fèi)站的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，再由收費(fèi)站將處理后的數(shù)據(jù)傳送到分中心和省中心。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，而硬件結(jié)構(gòu)的主要部分就是ETC車道。ETC車道包括的硬件設(shè)備較多，如車道工控機(jī)、判別線圈、觸發(fā)線圈、抓拍攝像機(jī)、報(bào)警器、數(shù)據(jù)疊加器等等。設(shè)備之間是相互連接的，車道計(jì)算機(jī)起著主要的控制作用，而整體系統(tǒng)的運(yùn)行則是由ETC車道軟件來控制的。
3.2系統(tǒng)功能模塊劃分
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的組成模塊包括：車道前端、車道監(jiān)視、數(shù)據(jù)通信以及ETC管理四個(gè)部分。其中車道前端的主要任務(wù)是處理車道交易、檢測外部設(shè)備并對設(shè)備進(jìn)行有效控制以及拍下圖像進(jìn)行保存；車道監(jiān)視的功用在于查看車輛、設(shè)備的變化情況，并對收費(fèi)過程進(jìn)行監(jiān)督；數(shù)據(jù)通信需要將車道前端收集到的數(shù)據(jù)下載下來，并將收費(fèi)數(shù)據(jù)上傳到中心；而ETC管理的主要工作就是完成相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與核查，需要處理的內(nèi)容包括參數(shù)的更新、交通流量的統(tǒng)計(jì)、突況的統(tǒng)計(jì)、收費(fèi)金額的審查等等。四個(gè)模塊缺一不可，只有四者協(xié)調(diào)工作才能確保電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.3系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)
系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)，需要處理好以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)工作：第一是入口OBU處理，首先要對OBU的有效性進(jìn)行判斷，確定其能夠正常運(yùn)行的情況下再對OPU卡的有效性進(jìn)行判定，用OPU卡來對車道號、收費(fèi)站編號等進(jìn)行記錄，進(jìn)而寫入入口信息，形成入口過車明細(xì)。第二是出口OBU處理，同樣需要對OBU的有效性進(jìn)行判斷，確定有效后讀出CPU卡中的基本信息，進(jìn)行費(fèi)率計(jì)算，從車輛持有人的電子錢包當(dāng)中扣除費(fèi)用，回寫出口信息，最終形成出口收費(fèi)明細(xì)。第三是對車道異常進(jìn)行處理，比如無電子標(biāo)簽的車輛處理流程為車輛進(jìn)入無電子標(biāo)簽報(bào)警引導(dǎo)車輛走M(jìn)TC車道處理下一車輛。無效電子標(biāo)簽、無CPU卡、入口信息無效等車道異常情況的處理流程都與之相同，只是聲光報(bào)警系統(tǒng)顯示的報(bào)警內(nèi)容存在差別。第四是ETC管理，ETC管理需要做的工作是進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)等，具體流程可以表示為管理開始選擇功能項(xiàng)設(shè)置查詢條件生成SQL語句顯示查詢結(jié)果進(jìn)行結(jié)果打印。
3.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)包括概念設(shè)計(jì)和庫表設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。在數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)當(dāng)中涉及的內(nèi)容包括：OBU（即電子標(biāo)簽）、IC卡、車輛實(shí)體、員工實(shí)體、班次及機(jī)構(gòu)實(shí)體等等。以O(shè)BU為例，其包括的實(shí)體屬性包括車型、編號、車牌號、車牌顏色、啟用及失效時(shí)間、OBU狀態(tài)等等。高速公路的員工實(shí)體屬性包括操作員的姓名、工號、密碼、所屬路段及收費(fèi)站等。數(shù)據(jù)庫的庫表設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，需要用到的庫表種類繁多，如OBU字典表、機(jī)構(gòu)編碼表、車輛信息表、IC卡字典表、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)字典表等等，不一而足。每種庫表都有各自的功效，如OBU字典表是用來保存車輛的屬性，以車輛信息為依據(jù)來進(jìn)行車型識別。通過數(shù)據(jù)庫的庫表設(shè)計(jì)能夠?qū)Ω咚俟仿范蔚母黜?xiàng)信息進(jìn)行有效記錄，使不停車收費(fèi)系統(tǒng)更加完善。
3.5界面設(shè)計(jì)
建立清晰的電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)界面能夠減少信息檢索實(shí)踐，提高工作效率。在ETC車道入口的界面中，需要包含交易信息區(qū)、車道運(yùn)行信息區(qū)、外部設(shè)備狀態(tài)顯示區(qū)及攝像顯示區(qū)等等。監(jiān)視界面的設(shè)計(jì)需要包含的內(nèi)容有車道外部設(shè)備的運(yùn)行情況、車輛交易實(shí)況、攝像機(jī)圖像等。收費(fèi)站的ETC管理系統(tǒng)界面需要展示系統(tǒng)登錄、數(shù)據(jù)及報(bào)表管理、提供退出等部分。除了上述幾個(gè)環(huán)節(jié)的界面設(shè)計(jì)外，通行費(fèi)統(tǒng)計(jì)、車流量統(tǒng)計(jì)、黑名單查詢等系統(tǒng)組成部分的界面都需要有一個(gè)完美的設(shè)計(jì)。要求各區(qū)域的劃分要十分明確，結(jié)構(gòu)安排也要盡量合理，力求在一個(gè)界面上展示足夠多的信息。
4.結(jié)束語
電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)在提升高速公路通行效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、展現(xiàn)交通形象等方面起著積極作用，道路交通部門應(yīng)該積極將這種智能化的系統(tǒng)引入到高速收費(fèi)工作當(dāng)中。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者則需不斷完善設(shè)計(jì)工作，使系統(tǒng)能夠順暢高效地運(yùn)行，助益于高速公路事業(yè)的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李佩清.高速公路收費(fèi)站收費(fèi)內(nèi)業(yè)資料管理的幾點(diǎn)思考[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2012（12）.
[2]廉飛宇，范伊紅，張?jiān)?ETC電子不停車收費(fèi)的技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2010（05）.
第2篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業(yè)學(xué)校 214153
【文章摘要】
計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，為軟件
的開發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展空
間。在電子線路設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，軟件應(yīng)
用作為其重要組成部分，能夠?yàn)殡娐?/p>
設(shè)計(jì)提供更為高效的參數(shù)優(yōu)選方案，
其在當(dāng)下社會應(yīng)用和教學(xué)中所占比
重也日漸增加。在電路研究與設(shè)計(jì)過
程中，已有越來越多的設(shè)計(jì)者利用電
腦仿真技術(shù)對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析與
調(diào)試，計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用逐漸成為當(dāng)
下電子電路設(shè)計(jì)中的重要工具。本文
從電子電路設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)質(zhì)量，
設(shè)計(jì)周期及成本計(jì)算角度出發(fā)，對電
子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的軟件應(yīng)用進(jìn)行
分析，并通過探討不同類軟件在電子
電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)，為電子
電路教學(xué)提供有效的教學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】
軟件應(yīng)用；電子電路設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)教學(xué)
1 電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)發(fā)展概況
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，軟件的
開發(fā)與利用日漸成為當(dāng)下社會各領(lǐng)域發(fā)
展的重要構(gòu)成部分，在現(xiàn)階段的電子電路
設(shè)計(jì)中，各類軟件的應(yīng)用在為電路設(shè)計(jì)提
供極大便利的同時(shí)，也為電子線路連接及
功能的驗(yàn)證提供了有效途徑。各類軟件在
日漸普及和廣泛應(yīng)用中得以不斷完善，這
也極大的促進(jìn)了計(jì)算機(jī)軟件在電子電路
設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在電子電路的實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)
用中，由于電子電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和線路搭建
涉及到了多個(gè)電子領(lǐng)域，如電路圖繪制，
電路設(shè)計(jì)，元件設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)調(diào)動(dòng)等，都需
要不同類型的軟件進(jìn)行應(yīng)用設(shè)計(jì)。在當(dāng)下
我國電子電路的設(shè)計(jì)與教學(xué)中，理論課程
與課程實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合為學(xué)生的電路學(xué)
習(xí)設(shè)計(jì)提供了良好的發(fā)展空間。計(jì)算機(jī)軟
件的應(yīng)用教學(xué)，使得學(xué)生在掌握了軟件應(yīng)
用的基礎(chǔ)上，能夠以軟件工具開展電子電
阻的設(shè)計(jì)，搭建和線路調(diào)試。在計(jì)算機(jī)軟
件的電子電路教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，模擬電
子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)極具代表性的實(shí)
例，學(xué)生在模擬電子電路設(shè)計(jì)的課程中，
能夠在課程內(nèi)容中學(xué)習(xí)到電路技術(shù)和計(jì)
算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識，并通過課堂練習(xí)和
課程實(shí)踐不斷加深對計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用和
電子電路設(shè)計(jì)的認(rèn)知，在課程教學(xué)后期的
課程實(shí)踐中，教師通過帶領(lǐng)學(xué)生開展電路
設(shè)計(jì)實(shí)踐，以進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生軟件知識和
電子電路知識的有機(jī)融合。電子電路教學(xué)
的開展，為計(jì)算機(jī)軟件和電路設(shè)計(jì)應(yīng)用的
結(jié)合提供了發(fā)展前提，這也為我國電子電
路技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
各類軟件在電子電路
設(shè)計(jì)教學(xué)中的運(yùn)用
顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業(yè)學(xué)校 214153
2 電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中軟件應(yīng)用意
義探討
在電子電路的實(shí)際設(shè)計(jì)與開發(fā)中，
電路結(jié)構(gòu)的軟件設(shè)計(jì)仿真測試已成為當(dāng)
下最具有效性的技術(shù)，加之越來越多的電
子電路設(shè)計(jì)者選擇運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對電
子電路設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，這就使計(jì)算機(jī)軟件
應(yīng)用在電子電路的設(shè)計(jì)中具有十分重要
的意義。計(jì)算機(jī)軟件提供的軟件仿真功能
為電子電路的方案設(shè)計(jì)提供了有力的參
考，學(xué)生能夠利用軟件進(jìn)行對預(yù)先設(shè)計(jì)好
的電路方案進(jìn)行仿真，并通過對比方案設(shè)
計(jì)與當(dāng)真結(jié)果對具體內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，這在
幫助學(xué)生完善仿真方案的同時(shí)，也進(jìn)一步
鞏固了其對知識的掌握，提升了電路設(shè)計(jì)
中發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的能力。與傳統(tǒng)形
式的電路測量檢驗(yàn)方式不同，計(jì)算機(jī)軟件
的應(yīng)用僅需要將電路接口連接到實(shí)驗(yàn)箱，
通過程序調(diào)試模擬實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，以更為
高效率的檢測出電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。軟
件應(yīng)用在為電子電路設(shè)計(jì)提供仿真環(huán)境
的同時(shí)，也能夠在學(xué)生的電子理論學(xué)習(xí)中
起到極大的輔助作用。在電子電路教學(xué)開
展過程中，課程理論和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)
合能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對電路知識的理
性認(rèn)知，而在電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用檢測過程
中，由于校園客觀環(huán)境的限制，電路的檢
驗(yàn)與應(yīng)用通常無法得到充分開展，而利用
計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)則能夠有效實(shí)現(xiàn)對電路
設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)和校正，使得學(xué)生能夠在真正
意義上掌握電子電路設(shè)計(jì)課程中的研究
方法。
3 各類軟件在電子電路教學(xué)中的具
體運(yùn)用
3.1 CAD 軟件在電子電路教學(xué)中的
應(yīng)用
CAD 軟件系統(tǒng)是當(dāng)下電路設(shè)計(jì)軟件
中圖形設(shè)計(jì)功能作為全面的應(yīng)用軟件，其
在電子電路設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用也十分廣
泛。在電路設(shè)計(jì)教學(xué)的開展中，CAD 軟
件為課程開展提供了繪圖，幾何造型以及
特征計(jì)算等功能，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)過程
中，教師能夠通過帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行元件設(shè)
計(jì)，是學(xué)生進(jìn)一步掌握不同電路元件的功
能，并以此為基礎(chǔ)，使學(xué)生利用不同元件
的特性進(jìn)行電路的功能設(shè)計(jì)。CAD 軟件
在為電路教學(xué)設(shè)置元件設(shè)計(jì)功能的同時(shí)，
也自帶有元件庫，電路的實(shí)際設(shè)計(jì)可以直
接對元件進(jìn)行調(diào)用，這也能夠有效節(jié)約電
路原理圖設(shè)計(jì)時(shí)間。在利用該軟件開展教
學(xué)時(shí)，教師還要強(qiáng)調(diào)實(shí)際元件和虛擬元件
的區(qū)別，并通過在教學(xué)過程中著重強(qiáng)調(diào)，
以保證學(xué)生實(shí)際電路連接的準(zhǔn)確性和安
全性。
3.2 EWB 軟件在教學(xué)中的具體應(yīng)用
分析
EWB 計(jì)算機(jī)軟件是一種用于電路設(shè)
計(jì)與仿真的EDA 工具軟件，與CAD 軟件
不同，EWB 軟件中包含更多的高品質(zhì)模
擬電路元件和組件模型。教師在開展電子
電路設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)能夠在元件調(diào)用的基礎(chǔ)
上，引導(dǎo)學(xué)生利用軟件進(jìn)行多種功能仿
真，如對以連接的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行交流頻
率特性分析，靜態(tài)分析和參數(shù)掃描分析
等。EWB 軟件主要結(jié)構(gòu)包括函數(shù)信號發(fā)
生器和仿真電路模板等，學(xué)生能夠在課程
設(shè)計(jì)中通過元件調(diào)用和參數(shù)整合，完成電
路設(shè)計(jì)，并通過將電路系統(tǒng)調(diào)用與仿真模
板中，對其進(jìn)行功能測試。在電路仿真教
學(xué)過程中，教師應(yīng)首先開展信號發(fā)生器教
學(xué)，使得學(xué)生能夠依據(jù)實(shí)際電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
選定對應(yīng)的激勵(lì)信號，以此保證電子電路
結(jié)構(gòu)仿真結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性和有效性。
3.3 PSPICE 仿真軟件在電路設(shè)計(jì)教
學(xué)中的應(yīng)用
作為現(xiàn)階段不同類型電路分析與設(shè)
計(jì)仿真軟件之一，PSPICE 軟件具有十分
優(yōu)越的實(shí)用性能。該軟件主要包括電子線
路仿真，圖形方式輸出，模擬計(jì)算電路功
能和網(wǎng)表生成等功能，不僅能夠?qū)δM電
子線路進(jìn)行仿真與模式實(shí)驗(yàn)，也能夠與實(shí)
體電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接并開展模擬仿真。在
電子電路的設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師要將課程演
示重點(diǎn)放在利用 PSPICE 軟件模擬連接
電路上，使學(xué)生能夠在掌握元件參數(shù)的基
礎(chǔ)上，更為全面的掌握電路波形和電壓電
流值的檢測方法。PSPICE 仿真軟件的應(yīng)
用，也為電路設(shè)計(jì)教學(xué)中元件參數(shù)的優(yōu)化
提供了科學(xué)有效的途經(jīng)，教師通過對比軟
件中不同模擬元件的功能，以選擇靈敏度
高和容差關(guān)系穩(wěn)定的軟件開展教學(xué)，這能
夠極大的優(yōu)化電路設(shè)計(jì)中的元件參數(shù)，并
使得電子電路設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量得到有效
提升。
4 結(jié)束語
不同類型計(jì)算機(jī)軟件在電子電路教
學(xué)中的應(yīng)用，為電路設(shè)計(jì)與功能檢測提供
了有效的教學(xué)方式。教師在備課過程中通
過對比不同電路軟件的應(yīng)用特點(diǎn)，并選取
更具教學(xué)價(jià)值的應(yīng)用軟件開展電子電路
教學(xué)，能夠更為全面的對電路參數(shù)進(jìn)行講
解，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生電路工程設(shè)計(jì)的眼光，
為學(xué)生今后的就業(yè)與發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基
礎(chǔ)。
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第3篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
[關(guān)鍵詞]數(shù)字電子電路；EDA技術(shù)；應(yīng)用；探究
在微電子技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)的難度也在不斷加大，電子產(chǎn)品翻新的速度也在不斷加快，這給數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)帶來了較大的壓力。EDA技術(shù)是數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)中較為先進(jìn)的技術(shù)，具有其他技術(shù)不具備的優(yōu)勢，使數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)得到了革命性的發(fā)展[1]。EDA技術(shù)的優(yōu)勢在于當(dāng)程序修改錯(cuò)誤時(shí)，不需要使用額外的硬件電路，且在使用EDA技術(shù)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)能夠使電子產(chǎn)品的成本降低和設(shè)計(jì)周期縮短。因而，EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)中得到了越來越廣泛的運(yùn)用，也推動(dòng)了數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)領(lǐng)域的變革，促進(jìn)電子產(chǎn)品的發(fā)展。對此，我們需要EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)中應(yīng)用有所了解。
1EDA技術(shù)概述
EDA（ElectronicDesignAutomation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)是逐漸從計(jì)算機(jī)輔助測試、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)輔助工程中發(fā)展而來的[2]。該技術(shù)主要是將計(jì)算機(jī)作為載體，在EDA軟件平臺上，設(shè)計(jì)者主要采用硬件描述語言VHDL進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成各項(xiàng)工作。EDA技術(shù)是一種融合了當(dāng)前多種新型技術(shù)的新技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)為載體，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)以及智能技術(shù)相互融合起來，進(jìn)而完成電子產(chǎn)品的自動(dòng)化設(shè)計(jì)工作，這樣有效促進(jìn)了電路設(shè)計(jì)的可操作性以及效率性，不僅保障了電路設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，同時(shí)也極大地減輕了設(shè)計(jì)者的工作強(qiáng)度，同時(shí)也降低了電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。具體來說，EDA技術(shù)的特點(diǎn)以及EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程如下。
1.1EDA技術(shù)的特點(diǎn)
相比于傳統(tǒng)的CAD（ComputerAidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)而言，EDA技術(shù)具有顯著的特點(diǎn)。首先一點(diǎn)，EDA技術(shù)在硬件電路選擇軟件設(shè)計(jì)方式方面上，它可以選擇多種設(shè)計(jì)輸入，如VHDL語言、波形等等，它在完成下載配置前能夠在沒有硬件設(shè)備的情況下能夠自行完成。與此同時(shí)，它在修改硬件設(shè)備也是非常簡單、易于操作，這種修改硬件設(shè)備的方式和軟件程序修改方式非常接近，采用軟件測試的方法對其進(jìn)行測試，這樣就能科學(xué)有效地設(shè)計(jì)特定功能的硬件電路[3]。第二點(diǎn)，EDA技術(shù)能夠儀自動(dòng)化的形式進(jìn)行產(chǎn)品直面設(shè)計(jì)。它可以通過HDL語言和電路原理圖等自動(dòng)化的邏輯編譯的相關(guān)程序輸入其中，并生成相應(yīng)的目標(biāo)系統(tǒng)。簡單說來，這種技術(shù)能夠以計(jì)算機(jī)為依托，從電路功能模擬、電路性能分析、電路的設(shè)計(jì)以及優(yōu)化、電路功能的測試和完善等全部流程都可以以自動(dòng)化的形式實(shí)現(xiàn)。第三點(diǎn)，EDA技術(shù)具有較高的集成化特點(diǎn)，并可以自身構(gòu)成片上系統(tǒng)。EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)中是以芯片為載體進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種設(shè)計(jì)方式。因而，當(dāng)前大規(guī)模集成線路的不斷發(fā)展能夠有效促進(jìn)繁雜的芯片設(shè)計(jì)工作的完成，同時(shí)也能夠完成專業(yè)化的集成電路設(shè)計(jì)[4]。第四點(diǎn)，EDA技術(shù)可以大大提高系統(tǒng)升級的工作效率，它能夠當(dāng)場進(jìn)行目標(biāo)系統(tǒng)的編程，實(shí)現(xiàn)有效的系統(tǒng)升級。第五點(diǎn)，EDA技術(shù)具有自動(dòng)化的特點(diǎn)，且進(jìn)行技術(shù)開發(fā)的時(shí)間并不長，且能夠有效節(jié)約設(shè)計(jì)的費(fèi)用，避免了資源的浪費(fèi)，同時(shí)EDA技術(shù)也具有極大的靈活性和實(shí)用性，可操作性較強(qiáng)。
1.2EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程簡介
EDA技術(shù)對于數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)的意義可以認(rèn)為是它將推動(dòng)了數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展變革，使其進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展的新時(shí)期。傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)的模式多是以硬件搭試調(diào)試焊接的方式，而E-DA技術(shù)以計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)模式對傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)模式進(jìn)行了創(chuàng)新。EDA技術(shù)設(shè)計(jì)流程主要包含8個(gè)流程依次為[5]：設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)輸入（將電路系統(tǒng)采用一定的表達(dá)式輸入計(jì)算機(jī)，其中包括圖形輸入以及文本輸入）邏輯編譯（將設(shè)計(jì)者在EDA中輸入的圖形或文本進(jìn)行有效的編排轉(zhuǎn)化）邏輯綜合（將電路中高級的語言轉(zhuǎn)化為低級的，并與基本結(jié)構(gòu)相應(yīng)射）器件適配（將由綜合器產(chǎn)生的網(wǎng)表文件配置到指定文件中，使之能夠下載文件）功能仿真（跟進(jìn)吧算法和仿真庫對涉及進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證其涉及是否和要求一致）下載編程（將適配后生成的配置文件和下載文件以編程器下載）目標(biāo)系統(tǒng)。
2可編程邏輯器件
數(shù)字邏輯編輯器具有自身的發(fā)展歷程，一般可以將其分為分立元件、中小型標(biāo)準(zhǔn)芯片以及可編程邏輯器件等三個(gè)階段。對邏輯器分類方面可以將其分為固定邏輯器和可編程邏輯器。其中固定邏輯器的電路是固定的、不可變的，而可編程邏輯器則可以為使用者提供多種邏輯能力，也可以在不同的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行改變，進(jìn)而完成不同的功能[6]?？删幊踢壿嬈骷╬rogrammablelogicdevice，PLD）產(chǎn)生于通用集成電路，根據(jù)使用者對器件編程來確定其邏輯功能?？删幊踢壿嬈骷哂休^高的集成度，一般能夠滿足大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，可編程邏輯器件也隨之不斷發(fā)展。當(dāng)前，可編程邏輯器件已經(jīng)成為解決邏輯方案的首選，這主要是因?yàn)樗軌蚋鶕?jù)用戶的需求進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品功能增加以及產(chǎn)品升級，且操作較為簡便，具有低成本、低消耗、多功能、高集成性等優(yōu)勢。與此同時(shí)，當(dāng)前一些公司也在不斷對其進(jìn)行研究，不斷完善可編程邏輯器件的功能，并獲得了較為顯著的效果，如Altra公司的FLEX10K的系列產(chǎn)品、Xilinx公司的XC4000的系列產(chǎn)品[7]。
3VHSIC硬件描述語言
VHSIC硬件描述語言（Very-High-SpeedInte-gratedCircuitHardwareDescriptionLanguage，VHDL）是電路設(shè)計(jì)中使用的一種高級語言，主要在20世紀(jì)80年代由美國國防部認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言，之后其他公司紛紛推出了VHSIC硬件描述語言設(shè)計(jì)環(huán)境。對此，我們需要對VHSIC硬件描述語言具有一個(gè)較為清晰的了解。數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)的第一步就是使用EDA技術(shù)以及相應(yīng)的軟件開發(fā)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入。簡單地說就是簡要描述電路設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)以及測試方法。在設(shè)計(jì)一些規(guī)模不大的數(shù)字電子電路時(shí)，一般硬件描述的方式為原先的時(shí)序波在設(shè)計(jì)一些大規(guī)模的數(shù)字電子電路時(shí)，其描述方式就需要采用具有較強(qiáng)針對性的硬件描述語言。VHSIC硬件描述語言不僅能夠詳細(xì)描述硬件電路的功能、定時(shí)與信號連接的關(guān)系，而且還能采用簡潔的模式準(zhǔn)確描述硬件電路中邏輯較為抽象的部分[8]。由于VHSIC硬件描述語言具有詳細(xì)準(zhǔn)確描述硬件電路功能的特征，因而，VHSIC硬件描述語言成為EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)中最為常用的設(shè)計(jì)輸入方式和描述語言。在數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)中，VHSIC硬件描述語言已經(jīng)成為使用最為廣泛的硬件電路應(yīng)用描述語言。這主要是因?yàn)閂HSIC硬件描述語言具有硬件特點(diǎn)的語句，其結(jié)構(gòu)和語法具有高級計(jì)算機(jī)具有高度相似性。除此之外，VHSIC硬件描述語言在程序結(jié)構(gòu)上也有著十分明顯的優(yōu)勢，它進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)時(shí)能夠?qū)⑵湓O(shè)為可視部分和不可視部分。從中可以發(fā)現(xiàn)，VHSIC硬件描述語言與綜上所述，可以看出VHDL硬件描述語言比傳統(tǒng)的其他硬件描述語言相比，如AHDL、VBLE，具有強(qiáng)大的描述功能，能夠有效規(guī)避器件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的描述[9]。具體說來，與其他硬件描述語言相比，VHSIC硬件描述語言的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：其一，具有強(qiáng)大的功能以及靈活的設(shè)計(jì)。這主要是VHSIC硬件描述語言有著功能強(qiáng)大的語言結(jié)構(gòu)，能夠采用簡短的語言進(jìn)行復(fù)雜邏輯的描述；同時(shí)，它也具備多層次的設(shè)計(jì)功能，支持多種設(shè)計(jì)方法。其二，具有廣泛的支持性，且易于修改。由于VHSIC硬件描述語言已經(jīng)成為使用最為廣泛應(yīng)用描述語言，因而具有廣泛的支持性；由于其結(jié)構(gòu)化和易讀化的特征，因而易于修改。其三，系統(tǒng)硬件描述能力強(qiáng)大，VHSIC硬件描述語言可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)描述、寄存器傳輸描述、行為描述，也可以進(jìn)行三者混合描述。其四，與器件設(shè)計(jì)相對獨(dú)立，在進(jìn)行VHSIC硬件描述語言可以不用考慮器件設(shè)計(jì)情況，專心用于VHSIC硬件描述語言設(shè)計(jì)的優(yōu)化。其五，移植能力強(qiáng)，能夠共享。VHSIC硬件描述語言設(shè)計(jì)完成后可以將成果進(jìn)行分享，避免電路的重復(fù)設(shè)計(jì)。除此之外，VHSIC硬件描述語言還具有其他的特征：其一，VHSIC硬件描述語言屬于設(shè)計(jì)輸入語言，它能夠通過計(jì)算機(jī)詳細(xì)描述硬件電路的運(yùn)行狀態(tài)，并將其與數(shù)字電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)綜合。其二，VHSIC硬件描述語言是常用的測試語言，它能夠以測試基準(zhǔn)對數(shù)字電子電路進(jìn)行可以仿真與模擬，進(jìn)而判斷其功能情況。其三，VHSIC硬件描述語言是標(biāo)準(zhǔn)化語言，它是當(dāng)前設(shè)計(jì)語言中使用最為廣泛的語言之一，也是當(dāng)前電子領(lǐng)域普遍認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)化語言。其四，VHSIC硬件描述語言是可讀性語言，它不僅可以被計(jì)算機(jī)識讀，同時(shí)也可以被設(shè)計(jì)者識讀。其五，VHSIC硬件描述語言一種網(wǎng)表語言，它獨(dú)特的語言結(jié)構(gòu)讓其在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中工作較好，同時(shí)它在設(shè)計(jì)工具間聯(lián)系的格式中屬于低級設(shè)計(jì)工具，即它在門級網(wǎng)表文件形成中具有相互轉(zhuǎn)化的功能和高度兼容性。
4EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
我們可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘電路來展現(xiàn)E-DA技術(shù)在數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，該數(shù)字電路鐘能夠顯示秒、分、時(shí)。
4.1準(zhǔn)備的設(shè)備
本次實(shí)驗(yàn)主要是選用FPGA芯片EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)工具以及電子計(jì)算機(jī)。
4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
依照EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括數(shù)字鐘；時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)、秒計(jì)數(shù)以及譯碼顯示；24進(jìn)位制計(jì)數(shù)器、60進(jìn)位制計(jì)數(shù)器以及譯碼顯示電路。在VHDL語言描述上，要使用VHDL語言對60進(jìn)位制計(jì)數(shù)器、24進(jìn)位制計(jì)數(shù)器進(jìn)行描述編程，并將兩者進(jìn)位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，使其一致。關(guān)于譯碼顯示電路的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中可以使用動(dòng)態(tài)譯碼掃描處理電路進(jìn)行處理，這能夠某個(gè)時(shí)間點(diǎn)點(diǎn)亮單個(gè)數(shù)字碼而達(dá)到6個(gè)同時(shí)顯示的視覺效果，這樣不僅將電路能耗降到最低，同時(shí)也節(jié)約了器件資源，并延長了器件的使用壽命[11]。關(guān)于頂層設(shè)計(jì)，在這一設(shè)計(jì)中需要建立在底層設(shè)計(jì)模塊的基礎(chǔ)上，通過原理圖方法將兩者進(jìn)行有機(jī)的融合，進(jìn)而獲得一個(gè)完整電路。
4.3編譯下載
第4篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
在人類的科學(xué)研究中，有不少研究成果得益于大自然的啟發(fā)，例如仿生學(xué)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，許多的科學(xué)研究越來越與生物學(xué)緊密相聯(lián)。在人工智能方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能用計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備模仿人類生物體的看、聽、和思維等能力；另一方面，受進(jìn)化論的啟發(fā)，科學(xué)家們提出了基于生物學(xué)的電子電路設(shè)計(jì)技術(shù)，將進(jìn)化理論的方法應(yīng)用于電子電路的設(shè)計(jì)中，使得新的電子電路能像生物一樣具有對環(huán)境變化的適應(yīng)、免疫、自我進(jìn)化及自我復(fù)制等特性,用來實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)、高可靠的電子系統(tǒng)。這類電子電路常稱為可進(jìn)化硬件(EHW, Evolvable HardWare)。本文主要介紹可進(jìn)化硬件EHW的機(jī)理及其相關(guān)技術(shù)并根據(jù)這種機(jī)理對高可靠性電子電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。
1 EHW的機(jī)理及相關(guān)技術(shù)
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所要求解決的問題日趨復(fù)雜，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。而復(fù)雜性的提高就意味著可靠性的降低，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，要想使如此復(fù)雜的實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零出錯(cuò)率幾乎是不可能的，因此人們寄希望于系統(tǒng)的容錯(cuò)性能：即系統(tǒng)在出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下的適應(yīng)能力。對于如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)雜性和可靠性，大自然給了我們近乎完美的藍(lán)本。人體是迄今為止我們所知道的最復(fù)雜的生物系統(tǒng)，通過千萬年基因進(jìn)化，使得人體可以在某些細(xì)胞發(fā)生病變的情況下，不斷地進(jìn)行自我診斷，并最終自愈。因此借用這一機(jī)理，科學(xué)家們研究出可進(jìn)化硬件（EHW,Evolvable HardWare），理想的可進(jìn)化硬件不但同樣具有自我診斷能力，能夠通過自我重構(gòu)消除錯(cuò)誤，而且可以在設(shè)計(jì)要求或系統(tǒng)工作環(huán)境發(fā)生變化的情況下，通過自我重構(gòu)來使電路適應(yīng)這種變化而繼續(xù)正常工作。嚴(yán)格地說，EHW具有兩個(gè)方面的目的，一方面是把進(jìn)化算法應(yīng)用于電子電路的設(shè)計(jì)中；另一方面是硬件具有通過動(dòng)態(tài)地、自主地重構(gòu)自己實(shí)現(xiàn)在線適應(yīng)變化的能力。前者強(qiáng)調(diào)的是進(jìn)化算法在電子設(shè)計(jì)中可替代傳統(tǒng)基于規(guī)范的設(shè)計(jì)方法；后者強(qiáng)調(diào)的是硬件的可適應(yīng)機(jī)理。當(dāng)然二者的區(qū)別也是很模糊的。本文主要討論的是EHW在第一個(gè)方面的問題。
對EHW的研究主要采用了進(jìn)化理論中的進(jìn)化計(jì)算（Evolutionary Computing）算法,特別是遺傳算法（GA）為設(shè)計(jì)算法，在數(shù)字電路中以現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為媒介，在模擬電路設(shè)計(jì)中以現(xiàn)場可編程模擬陣列（FPAA）為媒介來進(jìn)行的。此外還有建立在晶體管級的現(xiàn)場可編程晶體管陣列（FPTA），它為同時(shí)設(shè)計(jì)數(shù)字電路和和模擬電路提供了一個(gè)可靠的平臺。下面主要介紹一下遺傳算法和現(xiàn)場可編程門陣列的相關(guān)知識，并以數(shù)字電路為例介紹可進(jìn)化硬件設(shè)計(jì)方法。
1．1 遺傳算法
遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中的遺傳和進(jìn)化過程的一種自適應(yīng)全局優(yōu)化算法，它借鑒了物種進(jìn)化的思想，將欲求解問題編碼，把可行解表示成字符串形式，稱為染色體或個(gè)體。先通過初始化隨機(jī)產(chǎn)生一群個(gè)體，稱為種群，它們都是假設(shè)解。然后把這些假設(shè)解置于問題的“環(huán)境”中，根據(jù)適應(yīng)值或某種競爭機(jī)制選擇個(gè)體（適應(yīng)值就是解的滿意程度），使用各種遺傳操作算子（包括選擇，變異，交叉等等）產(chǎn)生下一代（下一代可以完全替代原種群，即非重疊種群；也可以部分替代原種群中一些較差的個(gè)體，即重疊種群），如此進(jìn)化下去，直到滿足期望的終止條件，得到問題的最優(yōu)解為止。
1．2 現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)
現(xiàn)場可編程邏輯陣列是一種基于查找表(LUT, Lookup Table)結(jié)構(gòu)的可在線編程的邏輯電路。它由存放在片內(nèi)RAM中的程序來設(shè)置其工作狀態(tài)，工作時(shí)需要對片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。當(dāng)用戶通過原理圖或硬件描述語言（HDL）描述了一個(gè)邏輯電路以后， FPGA開發(fā)軟件會把設(shè)計(jì)方案通過編譯形成數(shù)據(jù)流，并將數(shù)據(jù)流下載至RAM中。這些RAM中的數(shù)據(jù)流決定電路的邏輯關(guān)系。掉電后，F(xiàn)PGA恢復(fù)成白片，內(nèi)部邏輯關(guān)系消失，因此，F(xiàn)PGA能夠反復(fù)使用，灌入不同的數(shù)據(jù)流就會獲得不同的硬件系統(tǒng)，這就是可編程特性。這一特性是實(shí)現(xiàn)EHW的重要特性。目前在可進(jìn)化電子電路的設(shè)計(jì)中，用得最多得是Xilinx 公司的Virtex系列 FPGA芯片。
2 進(jìn)化電子電路設(shè)計(jì)架構(gòu)
本節(jié)以設(shè)計(jì)高容錯(cuò)性的數(shù)字電路設(shè)計(jì)為例來闡述EHW的設(shè)計(jì)架構(gòu)及主要設(shè)計(jì)步驟。對于通過進(jìn)化理論的遺傳算法來產(chǎn)生容錯(cuò)性，所設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)可以看作一個(gè)具有持續(xù)性地、實(shí)時(shí)地適應(yīng)變化的硬件系統(tǒng)。對于電子電路來說，所謂的變化的來源很多，如硬件故障導(dǎo)致的錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)要求和規(guī)則的改變，環(huán)境的改變（各種干擾的出現(xiàn)）等。
從進(jìn)化論的角度來看，當(dāng)這些變化發(fā)生時(shí)，個(gè)體的適應(yīng)度會作相應(yīng)的改變。當(dāng)進(jìn)化進(jìn)行時(shí)，個(gè)體會適應(yīng)這些變化重新獲得高的適應(yīng)度。基于進(jìn)化論的電子電路設(shè)計(jì)就是利用這種原理,通過對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行多次地進(jìn)化來提高其適應(yīng)變化的能力。
電子電路進(jìn)化設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。圖中給出了電子電路的設(shè)計(jì)的兩種進(jìn)化，分別是內(nèi)部進(jìn)化和外部進(jìn)化。其中內(nèi)部進(jìn)化是指硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)化，而外部進(jìn)化是指軟件模擬的電路的進(jìn)化。這兩種進(jìn)化是相互獨(dú)立的，當(dāng)然通過外部進(jìn)化得到的最終設(shè)計(jì)結(jié)果還是要由硬件結(jié)構(gòu)的變化來實(shí)際體現(xiàn)。從圖中可以看出，進(jìn)化過程是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程，其中是根據(jù)進(jìn)化算法（遺傳算法）的計(jì)算結(jié)果來進(jìn)行的。整個(gè)進(jìn)化設(shè)計(jì)包括以下步驟：
（1）根據(jù)設(shè)計(jì)的目的，產(chǎn)生初步的方案，并把初步方案用一組染色體（一組“0”和“1”表示的數(shù)據(jù)串）來表示，其中每個(gè)個(gè)體表示的是設(shè)計(jì)的一部分。染色體轉(zhuǎn)化成控制數(shù)據(jù)流下載到FPGA上，用來定義FPGA的開關(guān)狀態(tài)，從而確定可重構(gòu)硬件內(nèi)部各單元的聯(lián)結(jié)，形成了初步的硬件系統(tǒng)。用來設(shè)計(jì)進(jìn)化硬件的FPGA器件可以接受任意組合的數(shù)據(jù)流下載，而不會導(dǎo)致器件的損害。
（2）將設(shè)計(jì)結(jié)果與目標(biāo)要求進(jìn)行比較，并用某種誤差表示作為描述系統(tǒng)適應(yīng)度的衡量準(zhǔn)則。這需要一定的檢測手段和評估軟件的支持。對不同的個(gè)體，根據(jù)適應(yīng)度進(jìn)行排序，下一代的個(gè)體將由最優(yōu)的個(gè)體來產(chǎn)生。
（3）根據(jù)適應(yīng)度再對新的個(gè)體組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果挑選一些個(gè)體。一部分被選個(gè)體保持原樣，另一部分個(gè)體根據(jù)遺傳算法進(jìn)行修改，如進(jìn)行交叉和變異，而這種交叉和變異的目的是為了產(chǎn)生更具適應(yīng)性的下一代。把新一代染色體轉(zhuǎn)化成控制數(shù)據(jù)流下載到FPGA中對硬件進(jìn)行進(jìn)化。
（4）重復(fù)上述步驟，產(chǎn)生新的數(shù)代個(gè)體，直到新的個(gè)體表示的設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)出接近要求的適應(yīng)能力為止。
一般來說通過遺傳算法最后會得到一個(gè)或數(shù)個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，最后設(shè)計(jì)方案具有對設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)工作環(huán)境的最佳適應(yīng)性。這一過程又叫內(nèi)部進(jìn)化或硬件進(jìn)化。
圖中的右邊展示了另一種設(shè)計(jì)可進(jìn)化電路的方法，即用模擬軟件來代替可重構(gòu)器件，染色體每一位確定的是軟件模擬電路的連接方式，而不是可重構(gòu)器件各單元的連接方式。這一方法叫外部進(jìn)化或軟件進(jìn)化。這種方法中進(jìn)化過程完全模擬進(jìn)行，只有最后的結(jié)果才在器件上實(shí)施。
進(jìn)化電子電路設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵的是遺傳算法的應(yīng)用。在遺傳算法的應(yīng)用過程中，變異因子的確定是需要慎重考慮的，它的大小既關(guān)系到個(gè)體變異的程度，也關(guān)系到個(gè)體對環(huán)境變化做出反應(yīng)的能力，而這兩個(gè)因素相互抵觸。變異因子越大，個(gè)體更容易適應(yīng)環(huán)境變化，對系統(tǒng)出現(xiàn)的錯(cuò)誤做出快速反應(yīng)，但個(gè)體更容易發(fā)生突變。而變異因子較小時(shí)，系統(tǒng)的反應(yīng)力變差，但系統(tǒng)一旦獲得高適應(yīng)度的設(shè)計(jì)方案時(shí)可以保持穩(wěn)定。
對于可進(jìn)化數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，可以在兩個(gè)層面上進(jìn)行。一個(gè)是在基本的“與”、“或”、“非”門的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)化設(shè)計(jì)，一個(gè)是在功能塊如觸發(fā)器、加法器和多路選擇器的基礎(chǔ)上進(jìn)行。前一種方法更為靈活，而后一種更適于工業(yè)應(yīng)用。有人提出了一種基于進(jìn)化細(xì)胞機(jī)（Cellular Automaton）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)計(jì)架構(gòu)。采用這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，只需要定義整個(gè)模塊的適應(yīng)度，而對于每一模塊如何實(shí)現(xiàn)它復(fù)雜的功能可以不予理睬，對于超大規(guī)模線路的設(shè)計(jì)可以采用這一方法來將電路進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3 可進(jìn)化電路設(shè)計(jì)環(huán)境
上面描述的軟硬件進(jìn)化電子電路設(shè)計(jì)可在圖2所示的設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行。這一設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境對于測試可重構(gòu)硬件的構(gòu)架及展示在FPGA可重構(gòu)硬件上的進(jìn)化設(shè)計(jì)很有用處。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)環(huán)境包括遺傳算法軟件包、FPGA開發(fā)系統(tǒng)板、數(shù)據(jù)采集軟硬件、適應(yīng)度評估軟件、用戶接口程序及電路模擬仿真軟件。
遺傳算法由計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個(gè)程序包實(shí)現(xiàn)。由它來實(shí)現(xiàn)進(jìn)化計(jì)算并產(chǎn)生染色體組。表示硬件描述的染色體通過通信電纜由計(jì)算機(jī)下載到有FPGA器件的實(shí)驗(yàn)板上。然后通過接口將布線結(jié)果傳回計(jì)算機(jī)。適應(yīng)度評估建立在儀器數(shù)據(jù)采集硬件及軟件上，一個(gè)接口碼將GA與硬件連接起來，可能的設(shè)計(jì)方案在此得到評估。同時(shí)還有一個(gè)圖形用戶接口以便于設(shè)計(jì)結(jié)果的可視化和將問題形式化。通過執(zhí)行遺傳算法在每一代染色體組都會產(chǎn)生新的染色體群組，并被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流傳入實(shí)驗(yàn)板上。至于通過軟件進(jìn)化的電子電路設(shè)計(jì)，可采用Spice軟件作為線路模擬仿真軟件，把染色體變成模擬電路并通過仿真軟件來仿真電路的運(yùn)行情況，通過相應(yīng)軟件來評估設(shè)計(jì)結(jié)果。
第5篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
關(guān)鍵詞電子電路;實(shí)踐教學(xué);考核方式;教學(xué)效果
1電子電路實(shí)踐課程的教學(xué)目標(biāo)
電子電路實(shí)踐教學(xué)是電子信息工程與通信工程專業(yè)的一門重要的實(shí)踐性課程，它集電子電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、電路仿真與調(diào)試于一體，目的是培養(yǎng)學(xué)生從事電子技術(shù)類工作的職業(yè)能力，在課程中體現(xiàn)為電子電路設(shè)計(jì)與制作的能力。該實(shí)踐課程以電子產(chǎn)品為載體，強(qiáng)調(diào)以工作過程作為學(xué)生的主要學(xué)習(xí)手段，通過分析、設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試實(shí)用電子電路，促進(jìn)學(xué)生掌握現(xiàn)代電子技術(shù)專業(yè)技能，促進(jìn)電子技術(shù)在工程中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生電子電路技術(shù)的實(shí)踐技能，了解開展科學(xué)實(shí)踐的流程和基本方法，并逐步形成嚴(yán)肅、認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，以滿足社會對高技能人才的要求。
2電子電路實(shí)踐課程的教學(xué)要求
為了培養(yǎng)學(xué)生的良好的學(xué)風(fēng)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新意識，保證實(shí)踐項(xiàng)目順利完成，對學(xué)生有下述要求。
2.1實(shí)驗(yàn)前的要求
做實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，了解?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，掌握試驗(yàn)中所用儀器的性能和使用方法，掌握實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。
2.2實(shí)驗(yàn)過程中的要求
進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室要遵守學(xué)生守則及實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)認(rèn)真接線，合理布局，按照操作流程正確使用制作工具和測試設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)過程中如果遇到問題，或儀器設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)該立即切斷電源并報(bào)告老師。在實(shí)驗(yàn)過程中要認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并及時(shí)保存，離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)要將實(shí)驗(yàn)物品整理好并關(guān)閉電源。2.3實(shí)驗(yàn)后的要求做完實(shí)驗(yàn)后要求認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的最終結(jié)果需體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告中，因此實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告是課程設(shè)計(jì)非常重要的環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告內(nèi)容要齊全，應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)儀器的名稱、型號和編號，實(shí)驗(yàn)所用耗材，實(shí)驗(yàn)電路原理圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、實(shí)驗(yàn)方法、儀器使用、問題分析、討論、改進(jìn)建議和總結(jié)等。實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告完成后按要求及時(shí)交給老師。在整個(gè)教學(xué)過程中，理論知識的學(xué)習(xí)伴隨實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施，做到融教、學(xué)、做為一體。
2.4實(shí)驗(yàn)操作的具體要求
（1）能正確識別、檢測和選用電子元器件（2）能對電子電路進(jìn)行分析和計(jì)算（3）能讀懂電子電路原理圖（4）能按照電路原理圖在面包版上搭接實(shí)用電路（5）能按照電路原理圖制作并焊接實(shí)用電路（6）熟練使用萬用表、示波器等電子測量儀器進(jìn)行電路參數(shù)的測量（7）能對制作完成的電路進(jìn)行測量、調(diào)試以滿足設(shè)計(jì)要求（8）能按要求完成實(shí)踐課程的總結(jié)報(bào)告。
3考核方式及成績評定方法
每個(gè)項(xiàng)目均要提交電路實(shí)物、項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告，并現(xiàn)場進(jìn)行演示，最終以學(xué)生實(shí)際任務(wù)的完成情況、項(xiàng)目報(bào)告撰寫情況和演示情況作為學(xué)業(yè)評價(jià)依據(jù)?？偝煽兊臉?gòu)成：項(xiàng)目考評成績占總成績的80%。平時(shí)成績占總成績的20%。即總成績=平時(shí)成績×20%+項(xiàng)目考評成績×80%?？己藰?biāo)準(zhǔn)：（1）良好①正確識別觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、編碼器、譯碼器、數(shù)碼管，能檢測其好壞。②能畫出電路圖，正確分析電路的工作原理。③具備較強(qiáng)的實(shí)操能力，基本能獨(dú)立搭接、調(diào)試電路，要求布線清晰、合理。④按時(shí)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告，并且報(bào)告結(jié)構(gòu)完整、條理清晰，具有較好的表達(dá)能力。⑤演示時(shí)回答問題正確，表述清楚。（2）優(yōu)秀在達(dá)到良好的基礎(chǔ)上，同時(shí)又具備以下條件①理論分析透徹、概念準(zhǔn)確，能獨(dú)立完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)全部內(nèi)容。②能客觀地進(jìn)行自我評價(jià)、分析判斷并論證各種信息。（3）合格①對電路工作原理分析基本正確，但條理不夠清楚；②能自主制作電路，但出現(xiàn)問題不能獨(dú)立解決；③按時(shí)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告結(jié)構(gòu)和內(nèi)容基本完整。（4）不合格有下列情況之一者為不合格①無故不參加項(xiàng)目設(shè)計(jì)；②未能按時(shí)遞交操作結(jié)果或項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告；③抄襲他人項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告；④未達(dá)到合格條件。不合格的同學(xué)需重做本項(xiàng)目直到合格為止。
4結(jié)論
電子電路實(shí)踐課程改革歷經(jīng)兩年的實(shí)際檢驗(yàn)顯示出巨大的效果，學(xué)生對實(shí)踐課程的興趣有很大提高，能制作出符合實(shí)驗(yàn)要求的產(chǎn)品，提升了學(xué)生對項(xiàng)目的想象力，創(chuàng)造力和執(zhí)行力。這極大提高了學(xué)生應(yīng)對社會發(fā)展的信心，提升了學(xué)生跟進(jìn)信息技術(shù)發(fā)展的能力，證明了電子電路實(shí)踐課程教學(xué)改革的效果。當(dāng)然。改革不是一蹴而就的，需要持續(xù)不斷的進(jìn)步和完善，期待將來有更好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]高低頻電路設(shè)計(jì)與制作[M].科學(xué)出版社,[日]鈴木雅臣,鄧學(xué),2017
[2]電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].國防工業(yè)出版社,劉妍妍，周文良,2015
第6篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
關(guān)鍵詞：電子電路；實(shí)驗(yàn)；項(xiàng)目教學(xué)法
一、電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位
電子電路實(shí)驗(yàn)課是電子信息、電子科學(xué)、電子通訊專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課。通過實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使學(xué)生能利用所學(xué)的理論，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果去分析、研究電子電路，實(shí)現(xiàn)對電路參數(shù)的調(diào)整，使電路設(shè)計(jì)更加適應(yīng)性能需求。通過綜合實(shí)驗(yàn)電路板的焊接、調(diào)試，為學(xué)生打下工程實(shí)踐基礎(chǔ)，為后續(xù)實(shí)習(xí)作好準(zhǔn)備。
二、電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)
電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)就是利用電路連接與測試，使學(xué)生能夠正確操作儀器、儀表，獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)展開分析。電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)側(cè)重兩方面：一是要求學(xué)生對于電路理論知識有一定的理解和掌握，在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。二是讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技巧，主要包括正確操作示波器、信號發(fā)生器等儀器、儀表；能夠以電路原理圖為基礎(chǔ)繪制出科學(xué)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并以實(shí)驗(yàn)電路圖為依據(jù)開展接線、線路故障檢修等工作；能夠獨(dú)立開展實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行深度分析，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
三、提高電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略
1.采用項(xiàng)目教學(xué)法
所謂項(xiàng)目教學(xué)法，就是教師和學(xué)生共同合作，對一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理的教學(xué)方法。采用這種教學(xué)法，教師可以把應(yīng)當(dāng)實(shí)施的項(xiàng)目呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生遵循實(shí)際的項(xiàng)目流程，以小組分工形式協(xié)作制訂計(jì)劃并實(shí)施對計(jì)劃，直至項(xiàng)目完成。以項(xiàng)目引導(dǎo)電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)當(dāng)圍繞以下幾方面進(jìn)行：
（1）項(xiàng)目的選取。項(xiàng)目選取時(shí)一定要考慮到可行性、典型性、綜合性和實(shí)用性，且能吸引學(xué)生的興趣，項(xiàng)目內(nèi)容最好使學(xué)生充分體驗(yàn)到學(xué)有所用的快樂。如設(shè)計(jì)一個(gè)高速并行A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)三位A/D轉(zhuǎn)換并顯示AD輸出值。該系統(tǒng)由基準(zhǔn)電壓電路、電阻分壓電路、比較器和優(yōu)先編碼器組成（外加一個(gè)顯示電路）。
（2）項(xiàng)目的實(shí)施。在項(xiàng)目確定之后，教師可以先把項(xiàng)目分解成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)置實(shí)驗(yàn)要求。項(xiàng)目中每個(gè)任務(wù)的設(shè)置要求不同層次的學(xué)生都可以做到。高速并行A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)這個(gè)項(xiàng)目，就可以分解為集成運(yùn)放、觸發(fā)器、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路這四大部分。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況選擇項(xiàng)目，完成項(xiàng)目里的各項(xiàng)任務(wù)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的基本要求。完成項(xiàng)目中所有任務(wù)的學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇完成整個(gè)項(xiàng)目，甚至可以擴(kuò)展項(xiàng)目的功能，如實(shí)現(xiàn)四位A/D轉(zhuǎn)換。
2.Multisim在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越多地傾向于通過虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這主要是由于虛擬儀器系統(tǒng)不僅具有很高的利用率，并且大大降低了教學(xué)成本，緩解了學(xué)校實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊張的狀況，這是以往使用傳統(tǒng)儀器開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)不具備的優(yōu)勢。并且使用虛擬儀器可以不斷提高學(xué)生設(shè)計(jì)電路的能力，開發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維，可以使學(xué)生更牢固地掌握電路實(shí)驗(yàn)的基本原理。虛擬儀器技術(shù)還能讓學(xué)生了解當(dāng)前社會中應(yīng)用的最先進(jìn)的技術(shù)，使其從學(xué)校走出后能夠盡快融入社會，適應(yīng)工作需求。
3.改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核辦法
當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法也存在很多問題，主要表現(xiàn)在對學(xué)生的考核不全面，考核重視理論知識而忽視了實(shí)際操作能力，重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果而不重視實(shí)驗(yàn)過程。我們知道，如果學(xué)生獨(dú)立自主進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作，他們必然對電路功能分析、電路設(shè)計(jì)及仿真、電路的搭建及調(diào)試、電路故障的分析與排除等進(jìn)行了無數(shù)次的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，他們還需要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并詳細(xì)分析。但是，也有些學(xué)生他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看起來不存在問題，但卻可能是從其他同學(xué)那里獲得的，這樣他們對知識的掌握程度必然不深，操作也不可能熟練。因此，電路實(shí)驗(yàn)的考核不可以單看實(shí)驗(yàn)結(jié)果，必須考核實(shí)驗(yàn)過程。這樣就要把實(shí)驗(yàn)考核劃分成兩大部分，一是日常的成績，一是實(shí)驗(yàn)考核成績，從而全面地對學(xué)生的基本知識與基本操作技能進(jìn)行考核。
參考文獻(xiàn)：
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第7篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；本科培養(yǎng)方案；課程設(shè)置；辦學(xué)特色
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0070-02
21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代，電子科學(xué)與技術(shù)在信息、能源、材料、航天、生命、環(huán)境、軍事和民用等科技領(lǐng)域?qū)@得更廣泛的應(yīng)用，必然導(dǎo)致電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。這種產(chǎn)業(yè)化趨勢反過來對本專業(yè)的鞏固、深化、提高和發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用，也對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。因此，本文從人才的社會需求出發(fā)，結(jié)合我校實(shí)際情況，進(jìn)行了本科專業(yè)培養(yǎng)方案的改革探索，并詳細(xì)介紹了培養(yǎng)方案的制定情況。
一、人才的社會需求情況
目前，我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科畢業(yè)生主要面向長三角地區(qū)龐大的微電子、光電子、光伏和新能源行業(yè)，市場對專業(yè)人才的需求基本上是供不應(yīng)求的。但是也應(yīng)該注意到電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的分布不均，分類較細(xì)，且發(fā)展變化較快。另外，電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有多樣性，既有勞動(dòng)密集型的大型企業(yè)、大公司，更多的是小公司和小企業(yè)；既有國有企業(yè)和私營企業(yè)，更有合資、獨(dú)資的外企。因此，社會需求與本專業(yè)畢業(yè)生的供需矛盾還會繼續(xù)存在。
二、專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和定位
本專業(yè)培養(yǎng)具備微電子、光電子領(lǐng)域的寬厚專業(yè)基礎(chǔ)知識，熟練實(shí)驗(yàn)技能，能掌握電子材料、電子器件、微電子和光電子系統(tǒng)的新工藝、新技術(shù)研究開發(fā)和設(shè)計(jì)技能，有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力，能夠在該領(lǐng)域從事各種電子材料、元器件、光電材料及器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造和相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究、開發(fā)和管理工作工程技術(shù)人才。并且結(jié)合我?！按蠊こ逃^”人才培養(yǎng)特色，依據(jù)“卓越工程師”教育理念下工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的原則，培養(yǎng)適應(yīng)微電子和新興光電行業(yè)乃至區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的工程技術(shù)型人才。
三、本科培養(yǎng)方案制定的思路
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案參照工程教育認(rèn)證的要求，以及專業(yè)下設(shè)微電子、光電子材料與器件兩個(gè)本科培養(yǎng)方向的思路制定。注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識和實(shí)踐工程能力，使畢業(yè)生能滿足長三角地區(qū)微電子、光電子和新能源行業(yè)發(fā)展的需求。微電子方向的課程設(shè)置專注于電子材料與電子器件、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，光電子材料與器件方向則偏向于光電信息、光電材料與光電器件方面。
四、本科培養(yǎng)方案的改革探索
要實(shí)現(xiàn)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，并結(jié)合我校學(xué)科發(fā)展方向和特色，對電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了研究，并對省內(nèi)外幾所高校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行調(diào)研，最終形成了富有特色的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，主要內(nèi)容如下：
1.培養(yǎng)方案的模塊化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)方案的整體框架時(shí)，根據(jù)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)、培養(yǎng)能力”和培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的辦學(xué)理念下，專業(yè)培養(yǎng)方案分人文與社會科學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課三個(gè)模塊，下設(shè)微電子和光電子材料與器件兩個(gè)專業(yè)方向。學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)相同的課程，到大三時(shí)根據(jù)自己的興趣選擇專業(yè)方向，選修各自方向的專業(yè)課。由于兩個(gè)方向的不同培養(yǎng)要求，因此在專業(yè)基礎(chǔ)選修課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課方面設(shè)置限選模塊，每個(gè)專業(yè)方向必須修滿相應(yīng)的學(xué)分才能畢業(yè)。
2.改革專業(yè)基礎(chǔ)課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程是為專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)，因此，在保留了原有電子信息類專業(yè)通常所開設(shè)的電子類課程外，增加了與專業(yè)相關(guān)的課程，如EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號處理、物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)等課程，刪減了原先與物理類相關(guān)的一些課程，如物理學(xué)史、原子物理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等，并刪減了一些計(jì)算機(jī)軟件類課程，如C++程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用等。專業(yè)基礎(chǔ)選修課程分方向限選模塊，兩個(gè)專業(yè)方向?qū)?yīng)有不同的專業(yè)基礎(chǔ)選修課程。
3.優(yōu)化專業(yè)課程。專業(yè)課程是整個(gè)專業(yè)教育中的主干部分，微電子方向的課程設(shè)置緊緊圍繞半導(dǎo)體和集成電路設(shè)計(jì)方向，開設(shè)有集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理與技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、半導(dǎo)體測試技術(shù)、現(xiàn)代電子材料及元器件、集成電路工藝與器件模擬等課程。光電子材料與器件方向圍繞光電材料和光纖通信方向，開設(shè)光電子材料與器件、光電檢測原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖傳感原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等課程。另外專業(yè)課程里面還設(shè)置有專業(yè)實(shí)驗(yàn)，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手操作能力，增強(qiáng)學(xué)生的理論知識。
五、與省內(nèi)外專業(yè)人才培養(yǎng)的區(qū)別
具有電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的各大高校分布在不同的地區(qū)，服務(wù)于不同的區(qū)域經(jīng)濟(jì)，這就要求專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)具有區(qū)域化、差異化。我們分析了杭州電子科技大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)、南京理工大學(xué)和徐州工程學(xué)院這五所不同地區(qū)、不同層次高校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案。不僅使我們能學(xué)習(xí)到其他高校的先進(jìn)辦學(xué)理念、合理的課程設(shè)置體系，也可以發(fā)現(xiàn)與其他高校之間的差異。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
1.專業(yè)定位。各個(gè)學(xué)校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依據(jù)自身的師資力量、辦學(xué)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)要求確定專業(yè)的發(fā)展定位。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)依托1個(gè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2個(gè)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、3個(gè)省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，人才培養(yǎng)定位于能從事電子元器件、電子電路乃至電子集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)等方面工作的工程技術(shù)人才。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)光通信、電子電路系統(tǒng)、集成電路設(shè)計(jì)等方面的人才。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位在培養(yǎng)能夠在電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)等領(lǐng)域從事各類系統(tǒng)級、板級和芯片級研發(fā)工作的高級工程技術(shù)人才。南京理工大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要是突出光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合，以光電成像探測理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要定位在培養(yǎng)能從事光電子材料與器件開發(fā)的工程技術(shù)人才。而我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)定位于服務(wù)長三角地區(qū)半導(dǎo)體和新能源行業(yè)，培養(yǎng)能從事集成電路設(shè)計(jì)與開發(fā)、光電子材料與器件的研發(fā)等工作的工程技術(shù)人才。
2.課程體系。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子元器件、電子電路系統(tǒng)、電子集成系統(tǒng)的能力，在課程設(shè)置上開設(shè)了通信電子電路、EDA技術(shù)、薄膜物理與技術(shù)、電子材料與電子器件、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理和應(yīng)用、現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用等專業(yè)課程。浙江工業(yè)大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、開發(fā)電子電路系統(tǒng)、集成電路系統(tǒng)的能力，開設(shè)了電路原理、模電數(shù)電、通信電子線路、集成電路設(shè)計(jì)、光纖通信原理、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字信號處理等專業(yè)課程，以及電子線路CAD實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、通信原理實(shí)驗(yàn)、通信電子線路大型實(shí)驗(yàn)、微電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體器件仿真大型實(shí)驗(yàn)、集成電路設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。蘇州大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)電路與系統(tǒng)、集成電路與系統(tǒng)，從事各類系統(tǒng)級、板級和芯片級研發(fā)工作的能力，開設(shè)了信號與系統(tǒng)、電磁場與電磁波、高頻電路設(shè)計(jì)與制作、電子線路CAD、CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)、VLSI設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等專業(yè)課程，以及電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、信號與電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子線路實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。南京理工大學(xué)培養(yǎng)學(xué)生從事光電子器件、光電系統(tǒng)和集成電路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用的能力，開設(shè)了信號與系統(tǒng)、光學(xué)、光電信號處理、光輻射測量、光電子器件、光電成像技術(shù)、超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)、光電子技術(shù)、顯示技術(shù)、光電檢測技術(shù)、數(shù)字圖像處理、半導(dǎo)體集成電路、集成電路測試技術(shù)、微電子技術(shù)、光電子線路、電視原理等專業(yè)課程。徐州工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與開發(fā)光電子材料與器件的能力，開設(shè)有信號與系統(tǒng)、光電子學(xué)、光電子技術(shù)、激光原理與技術(shù)、光伏材料等專業(yè)課程，以及模擬電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程。我校的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)、光電子材料與器件的設(shè)計(jì)與制備能力，開設(shè)有半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件原理、MEMS技術(shù)、微電子工藝原理與技術(shù)、薄膜材料及制備技術(shù)、工藝與器件可靠性分析、集成電路工藝與器件模擬、EDA技術(shù)、通信原理、數(shù)字信號處理、光電子材料與器件、光電檢測原理與技術(shù)、太陽能電池原理與技術(shù)、光纖通信技術(shù)等專業(yè)課程，以及近代物理實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)類課程。
3.人才培養(yǎng)特色。杭州電子科技大學(xué)的電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)特色是注重集成電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成方面能力的培養(yǎng)。浙江工業(yè)大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光纖通信、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。蘇州大學(xué)的人才培養(yǎng)注重電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。南京理工大學(xué)的人才培養(yǎng)注重光電技術(shù)和微電子與信息處理學(xué)科的交叉和融合，以光電成像探測理論與技術(shù)及微電子理論與技術(shù)為專業(yè)特色。徐州工程學(xué)院的人才培養(yǎng)注重光電材料與器件方面能力的培養(yǎng)。我校的人才培養(yǎng)注重電子材料與電子器件的設(shè)計(jì)與開發(fā)、集成電路設(shè)計(jì)方面能力的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)：
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第8篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；教學(xué)實(shí)踐；電子設(shè)計(jì)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.244
0 引言
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA技術(shù)）標(biāo)志著當(dāng)今電子信息工程領(lǐng)域最新的發(fā)展動(dòng)向，可以將電子研發(fā)產(chǎn)物從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖和PCB版圖的整個(gè)設(shè)計(jì)流程都運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化模式處理。本文主要是通過EDA技術(shù)發(fā)展至今的作用與特點(diǎn)，并結(jié)合EDA技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐方面、元器件方面、電子設(shè)計(jì)過程方面應(yīng)用的闡述來對EDA技術(shù)在幾個(gè)不同方面發(fā)展應(yīng)用的思考，并對我們在EDA實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課上通過對EDA技術(shù)的接觸后將其與傳統(tǒng)的固定硬件電路板作對比，思考其不同之處；對電子設(shè)計(jì)過程的發(fā)展與應(yīng)用來作一個(gè)較為綜合的闡述。
1 EDA技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐方面的發(fā)展應(yīng)用
現(xiàn)在我們在學(xué)校所學(xué)習(xí)的電子電路比較復(fù)雜，在電路設(shè)計(jì)當(dāng)中有很多的關(guān)于數(shù)字電路方面的知識和應(yīng)用也包含其中，在電子設(shè)計(jì)當(dāng)中會廣泛的使用到可編程邏輯器件，因?yàn)榭删幊踢壿嬈骷軌蛟谔岣呦到y(tǒng)的可靠性的同時(shí)增強(qiáng)設(shè)計(jì)的靈活性與可維護(hù)性，能夠使電子線路的設(shè)計(jì)更加方便與快捷，EDA實(shí)驗(yàn)軟件就是我們必不可少的軟件工具。
在學(xué)習(xí)EDA實(shí)踐課的這段時(shí)間當(dāng)中，通過老師對EDA軟件的介紹與我們自己的實(shí)際操作操作看來，我認(rèn)為EDA這個(gè)軟件在進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)時(shí)是非常方便的：
①我們在以往的電路實(shí)驗(yàn)當(dāng)中都是自己對照著電路圖來進(jìn)行連線，電路圖復(fù)雜一些就會將線路連接錯(cuò)，并且對于設(shè)計(jì)的電路而言工作頻率低、干擾大，接線是固定的，使得有著比較大的局限性；而EDA實(shí)驗(yàn)軟件采用了軟開放結(jié)構(gòu)，不僅能夠在高頻狀態(tài)下工作，而且抗干擾能力強(qiáng)，我們在做實(shí)驗(yàn)時(shí)在軟件上接好需要的連線，下載到電路仿真箱就能實(shí)現(xiàn)將模擬電路接通，如果過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或連線錯(cuò)位等現(xiàn)象，軟件就會自動(dòng)彈出其對話框，這樣就避免了電子元器件連通出錯(cuò)而導(dǎo)致的電路板故障和出現(xiàn)其它問題的跡象；這種軟接線方式還能夠定義好接線保存在計(jì)算機(jī)上方便下次實(shí)驗(yàn)時(shí)讀取，如果是硬件就不能夠做到。②在進(jìn)行電子實(shí)踐的設(shè)計(jì)中經(jīng)常會用到顯示電路，如果顯示電路連接到了固定的引腳，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有所需要的輸入輸出口就會浪費(fèi)電子元件內(nèi)部原本充足的資源；EDA實(shí)驗(yàn)軟件用的是智能譯碼技術(shù)，與軟件連接技術(shù)相似，在軟件上設(shè)置好譯碼方式后，下載到實(shí)驗(yàn)箱上即可在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)所要求的譯碼電路。③我們再做模電和數(shù)電實(shí)驗(yàn)室采用的都是固定的電路板，其接線全部固定，因此模式也無法改變，用人工接線固定的路板不便于觀察；EDA可以采用各種多樣性的設(shè)置模式來對軟件進(jìn)行多樣化的設(shè)置，在對其模式進(jìn)行選擇設(shè)置的時(shí)候，電子元件會相互產(chǎn)生沖突并給出相應(yīng)的提示，以防接線出錯(cuò)而造成不必要的損失。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展與使用不僅讓我們對所學(xué)的知識中較為前沿的技術(shù)和器件加以了解，還能夠讓我們對現(xiàn)代化的電路電子的設(shè)計(jì)軟件、性能及電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程都有一個(gè)比較感性的認(rèn)識，是我們能夠更加直觀的將課本上的理論知識與實(shí)踐操作兩者相結(jié)合。
2 EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)過程的發(fā)展應(yīng)用
EDA技術(shù)是在電子設(shè)計(jì)中對于其它研發(fā)或模擬的方式來說其級別相對較高，以電子理論作為基礎(chǔ)使得在制作過程中不需要用到基礎(chǔ)的電路元器件模擬圖，只需要確定所設(shè)計(jì)的目標(biāo)后就可以直接在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)操作了，大大降低了對過于關(guān)注電路的細(xì)節(jié)而造成的約束及限制，提高了在設(shè)計(jì)中的拓展型、多樣型的創(chuàng)造觀念。
EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)上的流程基本為系統(tǒng)劃分、VHDL硬件描述語言的輸入經(jīng)編譯器來完成代碼仿真。其自動(dòng)化的制作利用文本與圖像線型編輯功能來進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。電子設(shè)計(jì)借助編譯器進(jìn)行編譯排錯(cuò)，再將軟件和硬件進(jìn)行連接便于實(shí)施功能仿真，確認(rèn)仿真無誤后通過FPGA完成邏輯映射操作，即編程下載，系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成。
EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)用要注意以下幾點(diǎn)：
（1）在制作電路與元器件的布置時(shí)，延時(shí)時(shí)間具有無法估計(jì)的工況，自動(dòng)編譯會產(chǎn)生一部分多出線路，因此，在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的時(shí)候，反向器的個(gè)數(shù)不易為偶數(shù)并聯(lián)連接；（2）在配置I＼O口時(shí)，一定要將輸入在沒有空置的情況下進(jìn)行接地，在驅(qū)動(dòng)時(shí)要確定是有源信號；（3）在制作電子電路的時(shí)候，通常需要留出足夠的邏輯單元和引腳，以滿足將來可能會進(jìn)行的延伸和變動(dòng)時(shí)候的需求；（4）一定要對各個(gè)電子電路的元器件采取溫度保護(hù)，以避免其在運(yùn)行過程中溫度對元器件的損耗。
目前對于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)用，可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)并對硬件功能進(jìn)行全面的描述，最后由FPGA/CPLD得出設(shè)計(jì)結(jié)果；因此，同傳統(tǒng)的電子電路制作相比較EDA技術(shù)在工業(yè)和電子信息化的領(lǐng)域中有著根本性的創(chuàng)新。在當(dāng)前電路電子設(shè)計(jì)過程如此復(fù)雜化的環(huán)境下一旦脫離了EDA技術(shù)的支持或者說EDA技術(shù)沒有更進(jìn)一步的發(fā)展，必定就極其難以制作出大規(guī)模、多元化的集成電路。
3 結(jié)論
EDA技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對于電子領(lǐng)域而言是具有創(chuàng)新性的技術(shù)突破，就現(xiàn)代化的進(jìn)程而言；不僅在于教學(xué)實(shí)踐中，在電路電子設(shè)計(jì)中，EDA技術(shù)能夠直接或是間接的應(yīng)用是越來越多，越發(fā)的廣泛，具有多功能、智能化的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)其大規(guī)模、精小細(xì)的電路電子設(shè)計(jì)已經(jīng)是離不開EDA技術(shù)的使用與支持了；并且EDA技術(shù)已成為當(dāng)今最為核心的與電子電路設(shè)計(jì)密不可分的組成部分；EDA技術(shù)的發(fā)展可以帶動(dòng)或提高電子產(chǎn)品核心地位，促進(jìn)電子領(lǐng)域不斷地向著大規(guī)模集成化、多功能化、智能化、小型化等方面的發(fā)展。
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第9篇：電子電路設(shè)計(jì)與分析范文
關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；大學(xué)生創(chuàng)新；考核機(jī)制；微課程
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）30-0126-03
Teaching Reform and Exploration of Electronic Design Course
MA Hong-xing， FAN Rong， ZANG Ling， DING Li-ming
（Beifang University of Nationalities，Yinchuan 750021，China）
Abstract：Electronic design course plays an important role in electronic information engineering， information engineering， automation and other professional， as well as the design and completion of electronic innovative projects of university students. Faced with the problems in the teaching process of electronic design， we have carried out reform and exploration in the teaching content， the arrangement of class hours and the examination system. These reforms make the course and the circuit， electronic circuits， digital circuits， SCM and other courses of theoretical teaching， and college students to declare the project and the completion of the project is more closely linked. From the view of the teaching effect， the electronic design courses after rescheduled not only promotes the related courses of study， but also helps the students' practical ability， innovation ability.
Key words： electronic design； teaching reform； college students' innovation； examination system； micro curriculum
1 引言
電子設(shè)計(jì)課程是電子信息工程、信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、測控等專業(yè)的一門必修專業(yè)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可對電路、數(shù)字電路、模擬電路等課程的理論深入學(xué)習(xí)和強(qiáng)化，培養(yǎng)出學(xué)生電路設(shè)計(jì)中的分析能力和解決問題能力；同時(shí)，對諸如單片機(jī)、微機(jī)原理等其它后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)；另外，也是相關(guān)專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中不可或缺的一門承上啟下的課程，是學(xué)生由理論過渡到實(shí)踐，再到創(chuàng)新的課程，可促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高；也為相關(guān)專業(yè)的學(xué)生從事電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1-5]。
2 當(dāng)前電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在問題
目前，電子設(shè)計(jì)課程中存在著諸如課程銜接不夠，或者重復(fù)教學(xué)，或者滯后于實(shí)際需要等諸多問題，歸納起來，主要有下面這些方面。
第一，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力，學(xué)院在電路、電子線路、數(shù)字電路的實(shí)踐教學(xué)中安排有大量的實(shí)驗(yàn)器材、也投入了很多人力和物力，也曾在數(shù)字電路中做過相關(guān)改革，如在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程中加入電子作品制作等，但因諸如經(jīng)費(fèi)問題、課時(shí)問題、學(xué)生不易理解和掌握等問題而未堅(jiān)持下來；電路與模擬電路的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，因其特殊性，只能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，無法很好地加以拓展。
第二，電子設(shè)計(jì)課程在培養(yǎng)方案中是安排在大二第二學(xué)期和大三第一學(xué)期，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)將電路、電子線路、數(shù)字電路等相關(guān)課程修完，初步具備了電路設(shè)計(jì)的基本知識，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)這些課程的時(shí)候，由于受課時(shí)限制等原因，這些課程基本上都屬于理論教學(xué)，學(xué)生設(shè)計(jì)與仿真電路的環(huán)節(jié)很少，或者幾乎沒有。因此，在電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)過程中，還要花費(fèi)較多的學(xué)時(shí)做一些基本電路的仿真，但由于這些課程開設(shè)有前有后，在實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生已經(jīng)對自己所學(xué)的電路、電子線路、數(shù)字電路等課程的內(nèi)容有所遺忘，再次講解又會耽擱教學(xué)時(shí)間，實(shí)際教學(xué)效果不好。
第三，學(xué)校在大二已經(jīng)開展大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)工作，由于學(xué)生在申報(bào)之前接觸的電子基礎(chǔ)知識的欠缺及電子作品制作流程的不了解，學(xué)生比較困惑于創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)與完成，最終導(dǎo)致學(xué)生所申報(bào)的創(chuàng)新項(xiàng)目題目要么比較簡單，要么比較難于實(shí)現(xiàn)，要么不切實(shí)際，嚴(yán)重影響了大學(xué)生創(chuàng)新的積極性，導(dǎo)致創(chuàng)新項(xiàng)目質(zhì)量不高，創(chuàng)新力度不夠，學(xué)校陷入投入經(jīng)費(fèi)雖然大，產(chǎn)出卻很小的困境。
3 電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革
O置電子設(shè)計(jì)課程的目標(biāo)是使學(xué)生在學(xué)習(xí)電路、電子線路、數(shù)字電路的基礎(chǔ)上，掌握電子電路系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的方法和流程，熟悉現(xiàn)代電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中常用的輔助工具及其使用方法，培養(yǎng)學(xué)生電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識，促進(jìn)大學(xué)生電子類創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)、制作和完成，提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此，要根據(jù)電子設(shè)計(jì)課程的目標(biāo)，在其課時(shí)安排、授課內(nèi)容、考核機(jī)制、教學(xué)模式等方面進(jìn)行改革與探索。
3.1 課時(shí)安排
目前，電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)課時(shí)為32個(gè)課時(shí)，涉及的內(nèi)容有兩大塊，第一為電子電路的仿真，包括電路、模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)電路及綜合電路的設(shè)計(jì)與仿真；第二為電路板的制作。
但在實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，在做電路、模擬電路、數(shù)字電路時(shí)，由于電子設(shè)計(jì)課程安排在電路、模擬電路、數(shù)字電路之后，學(xué)生在設(shè)計(jì)與仿真電路時(shí)，已對原理不甚清楚，特別是綜合電路設(shè)計(jì)時(shí)，電路設(shè)計(jì)原理掌握不到位，電子設(shè)計(jì)課程的任課老師還得安排一些課時(shí)來使學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)電路方面的基礎(chǔ)知識，嚴(yán)重影響電子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)任務(wù)，達(dá)不到學(xué)生在電路設(shè)計(jì)方面技能的提高，實(shí)際教學(xué)效果不是很好。另外，電子設(shè)計(jì)課程最終要鍛煉學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力，因而在實(shí)際教學(xué)過程中會加入一些綜合電路的設(shè)計(jì)，由于課時(shí)及經(jīng)費(fèi)問題，都流于電子設(shè)計(jì)軟件中電路的仿真與PCB制作，并有形成實(shí)物，也與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目關(guān)系不大。
由此可見，電子設(shè)計(jì)課程一方面要達(dá)到教學(xué)目的，提高教學(xué)質(zhì)量；另一方面要與大學(xué)生電子創(chuàng)新項(xiàng)目的完成相輔相成。因此，可將電子設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容分解為多個(gè)部分，將每一部分都嵌入到相關(guān)課程中，如表1所示。
這些課時(shí)安排也不要絕對，可根據(jù)實(shí)際需要來適當(dāng)調(diào)整，但實(shí)際教學(xué)中，最終的電子設(shè)計(jì)課時(shí)不能少于14學(xué)時(shí)，否則達(dá)不到教學(xué)目的。
3.2教學(xué)內(nèi)容
由于電子設(shè)計(jì)課程更加側(cè)重于電路的設(shè)計(jì)與仿真，注重實(shí)踐，因而實(shí)際電路設(shè)計(jì)與理論有些出入，可由于電子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)內(nèi)容為電路、電子線路、數(shù)字電路，這些課程教學(xué)過程中由于理論授課課時(shí)緊張，而實(shí)驗(yàn)又以最基本的實(shí)驗(yàn)為主，不會或者很少加入電路設(shè)計(jì)與仿真，致使學(xué)生基本處于電路的理論分析階段，對電路的設(shè)計(jì)與仿真理解與掌握不夠，因此在電子課程教學(xué)過程中又要花費(fèi)大量的課時(shí)來對電路、電子線路、數(shù)字電路中的一些基礎(chǔ)電路再次進(jìn)行仿真，最終影響電子設(shè)計(jì)課程的其它內(nèi)容教學(xué)。
授人以魚，不如授人以漁，針對這種情況，在實(shí)際教學(xué)中，我們對其內(nèi)容進(jìn)行下面的修改。
第一，結(jié)合表1中的課時(shí)安排，我們對電子設(shè)計(jì)課程的相關(guān)內(nèi)容做了相應(yīng)調(diào)整，將基礎(chǔ)電路的設(shè)計(jì)與仿真嵌入到相關(guān)課程的理論教學(xué)中，使得學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的教程中，注重實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與仿真，從而將電子設(shè)計(jì)課程的基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)與仿真溶入到其它課程的理論教學(xué)中，使得學(xué)生理論與實(shí)踐學(xué)習(xí)同時(shí)進(jìn)行，并使電路仿真來促進(jìn)各門課程的理論學(xué)習(xí)是，從而達(dá)到實(shí)踐與理論相互促進(jìn)，學(xué)生的電路設(shè)計(jì)與仿真不在囿于課時(shí)限制，變成一種自主學(xué)習(xí)行為。
第二，根據(jù)第3學(xué)期的大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)工作，在實(shí)際教學(xué)內(nèi)容中加入創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)講座內(nèi)容，重點(diǎn)講解如何進(jìn)行創(chuàng)新項(xiàng)目的選題，申報(bào)，注意事項(xiàng)及電子作品制作流程。通過這樣的講座形式，使得學(xué)生知道在后續(xù)課程中會有相關(guān)課程來引導(dǎo)創(chuàng)新項(xiàng)目的完成工作，不在困惑于創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)，從而選題更合理，申報(bào)更有目的性，創(chuàng)新質(zhì)量更高。
第三，電子設(shè)計(jì)課程中，增加綜合電路的設(shè)計(jì)與仿真制作。該項(xiàng)內(nèi)容重點(diǎn)圍繞學(xué)生的創(chuàng)新項(xiàng)目，包括電路的設(shè)計(jì)、仿真、PCB制作、電子作品實(shí)物等。
通過教學(xué)內(nèi)容的改革，使得電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)不再是因教學(xué)而教學(xué)，更注重于實(shí)際、并將所學(xué)課程前后連貫起來。通過這樣的教學(xué)，使得學(xué)生學(xué)以致用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
3.3考核機(jī)制
原有電子設(shè)計(jì)課程的考核以課堂考勤及期末課堂考試為主，不注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程?？己藱C(jī)制改革后，更注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，過程分值參見表1所示，其各分值又根據(jù)情況細(xì)化，如表2所示。
通過考核機(jī)制改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績?nèi)Q于整個(gè)課程的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)過程，考核方式由最終的考試為主，轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)過程考核，杜絕了一部分學(xué)生臨陣磨刀的作法，在一定程度了更體現(xiàn)出了以人為本的思想，使得考核更為客觀，公平。
4 課程改革效果及不足
通過上述教學(xué)改革，選取兩個(gè)行政班進(jìn)行電子教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)，一個(gè)班為普通教學(xué)班，一個(gè)班為改革班，教學(xué)效果如表3所示。
通過上表，可以看到，普通教學(xué)班在電路、電子線路、數(shù)字電路等課程的教學(xué)過程中，成績平均分要低于改革班，究其原因是，在這些課程的學(xué)習(xí)教程中，由于加入了仿真實(shí)驗(yàn)課時(shí)，促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，一部分學(xué)生會額外增加學(xué)習(xí)時(shí)間，理論與實(shí)踐相互促進(jìn)。更為關(guān)鍵的一點(diǎn)是，在大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)工作中，學(xué)生的創(chuàng)新項(xiàng)目題目難度適中，并且都能完成最基本的功能，幾乎沒有撤項(xiàng)的情況出現(xiàn)，而在普通班的創(chuàng)新項(xiàng)目完成度不是太好，有部分項(xiàng)目完成不了，需要撤項(xiàng)。
5 結(jié)論
電子設(shè)計(jì)課程在電子信息及其相關(guān)專業(yè)中扮演著重要的角色，更在大學(xué)生電子類創(chuàng)新項(xiàng)目的完成中起著重要的作用。面對電子設(shè)計(jì)課程實(shí)際教學(xué)過程中存在的問題，在教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)安排及考核機(jī)制方面進(jìn)行了改革與探索，使得電子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)過程與電路、電子線路、數(shù)字電路、單片機(jī)等課程的理論教學(xué)相結(jié)合，并且與大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)與完成的聯(lián)系更為緊密，有助于大學(xué)生的實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
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