電子工程方面論文投稿
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隨著科技的進步及人們生活水平的提高,電子工程技術已成為我國國有經(jīng)濟的重要組成部分,是支柱性產(chǎn)業(yè),對社會經(jīng)濟的發(fā)展具有主導作用。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于電子工程方面論文投稿的內(nèi)容,歡迎大家閱讀參考!
電子工程方面論文投稿篇1
淺析EDA技術的教學與實踐.
摘要:EDA技術是電子類專業(yè)的一門重要課程,應用非常廣泛。本文從初級、中級、高級三個層次,開展教學實踐培訓,旨在提高學生技能。
關鍵詞:EDA技術 教學途徑
EDA技術的學習應貫穿在電子類高職專業(yè)的整個學習過程中,貫穿于電子仿真實驗、課程設計、競賽、畢業(yè)設計等各個環(huán)節(jié),筆者分別應用EDA技術在初級、中級、高級三個層次中的應用作些探析。
一、EDA技術的教學內(nèi)容
(一)初級教學內(nèi)容初級教學內(nèi)容主要包括用EWB、PSpice、Protel等軟件進行電路設計、PCB板設計、電路仿真。一句話,初級教學內(nèi)容就是學習使用工具軟件。下面簡介三款軟件。
EWB(英文全稱為Electronics Workbench)是加拿大交互圖像技術有限公司于1988年開發(fā)的電子電路計算機仿真軟件,它被稱為電子設計工作平臺或虛擬電子實驗室。相對其它EDA軟件而言,它是個較小巧的軟件,功能也比較單一,主要進行模擬電路和數(shù)字電路的混合仿真,但它的仿真功能十分強大,可以近似完全地仿真出真實電路的結果,而且它在桌面上提供了萬用表、示波器、信號發(fā)生器、掃頻儀、邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器、邏輯轉換器等工具,它的器件庫中則包含了許多大公司的晶體管元器件、集成電路和數(shù)字門電路芯片,器件庫中沒有的元器件,還可以由外部模塊導入,在眾多的電路仿真軟件中,EWB是最容易上手的,它的工作界面非常直觀,原理圖和各種工具都在同一個窗口內(nèi),學生稍加學習就可以熟練地使用該軟件,對于電子設計,它是個很好的EDA工具,許多電路你無需動用烙鐵就可得知它的結果,而且若想更換元器件或改變元器件參數(shù)也十分方便。EWB可以作為電子類專業(yè)輔助教學軟件使用,它是一個優(yōu)秀的電子技術訓練工具,利用它提供的虛擬儀器可以用比實訓室中更靈活的方式進行電路實驗實訓,仿真電路的實際運行情況,熟悉常用電子儀器測量方法。
PSpice是由SPICE(Simulation Program withIntergrated Circuit Emphasis)發(fā)展而來的用于微機系列的通用電路分析程序,PSPICE軟件具有強大的電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能、圖形后處理功能和元器件符號制作功能,以圖形方式輸入,自動進行電路檢查,生成圖表,模擬和計算電路。它的用途非常廣泛,不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設計,還可用于電子線路、電路和信號與系統(tǒng)等課程的計算機輔助教學。PSPICE是最為流行的電子電路仿真軟件。
Protel是Protel公司在20世紀80年代末推出的EDA軟件,在電子行業(yè)的CAD軟件中,它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面,是電子設計者的首選軟件。目前Protel高端版本是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng),是一款完整的板級設計軟件,它是將設計流程、集成化PCB設計、可編程器件(如FPGA)設計和基于處理器設計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品,一種同時進行PCB和FPGA設計以及嵌入式設計的解決方案,具有將設計方案從概念轉變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。在教學時可以選擇Protel99SE,它共分5個模塊,分別是原理圖設計、PCB設計(包含信號完整性分析)、自動布線器、原理圖混合信號仿真、PLD設計。
教學中,應處理好初級教學內(nèi)容中的三款軟件關系,找準各自側重點。EWB側重點為電子技術訓練工具,虛擬電子實訓室;Pspice側重點為電路仿真;Protel側重點為原理圖設計、PCB設計。
(二)中級教學內(nèi)容
中級的教學內(nèi)容是利用VHDL完成對CPLD/FPGA的開發(fā)。常用的硬件描述語言有VHDL、Verilog、ABEL等,這里只介紹VHDL。VHDL(VHSIC(Very High Speed Integrated Circuit)Hardware Description Language)就是超高速集成電路硬件描述語言,是一種用于電路設計的高級語言。因此它主要應用在數(shù)字電路的設計中。在中國,目前主要用在FPGA/CPLD/EPLD的設計中。
VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結構,行為,功能和接口。除了含有許多具有硬件特征的語句外,VHDL的語言形式和描述風格與句法是十分類似于一般的計算機高級語言。VHDL的程序結構特點是將一項工程設計,或稱設計實體(可以是一個元件,一個電路模塊或一個系統(tǒng))分成外部(或稱可視部分,及端口)和內(nèi)部(或稱不可視部分),涉及實體的內(nèi)部功能和算法完成部分。在對一個設計實體定義了外部界面后,一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后,其他的設計就可以直接調(diào)用這個實體。這種將設計實體分成內(nèi)外部分的概念是VHDL系統(tǒng)設計的基本點。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)即復雜可編程邏輯器件,是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺,用原理圖、硬件描述語言等方法,生成相應的目標文件,通過下載電纜(“在系統(tǒng)”編程)將代碼傳送到目標芯片中,實現(xiàn)設計的數(shù)字系統(tǒng)。CPLD具有編程靈活、集成度高、設計開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進、設計制造成本低、對設計者的硬件經(jīng)驗要求低、標準產(chǎn)品無需測試、保密性強、價格大眾化等特點,可實現(xiàn)較大規(guī)模的電路設計,因此被廣泛應用于產(chǎn)品的原型設計和產(chǎn)品生產(chǎn)之中。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即現(xiàn)場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。
中級教學內(nèi)容的教學,應達到學生會熟練地借助集成開發(fā)軟件平臺QuartusⅡ,用VHDL硬件描述語言方法,生成相應的目標文件,通過下載電纜(“在系統(tǒng)”編程)將代碼傳送到CPLD/FPGA目標芯片中,實現(xiàn)設計的數(shù)字系統(tǒng)。
(三)高級教學內(nèi)容
高級教學內(nèi)容主要是專用集成電路(ASIC)的設計。ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)是一種為專門目的而設計的集成電路,即專用集成電路。是指應特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設計、制造的集成電路。ASIC的特點是面向特定用戶的需求,ASIC在批量生產(chǎn)時與通用集成電路相比具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優(yōu)點。
ASIC的設計方法和手段經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展演變,從最初的全手工設計發(fā)展到現(xiàn)在先進的可以全自動實現(xiàn)的過程。從設計手段演變的過程劃分,設計手段經(jīng)歷了手工設計、計算機輔助設計(ICCAD)、電子設計自動化EDA、電子系統(tǒng)設計自動化ESDA以及用戶現(xiàn)場可編程器階段。
就設計方法而言,設計集成電路的方法可以分為全定制、半定制和可編程IC設計三種方式。全定制設計需要設計者完成所有電路的設計,因此需要大量人力物力,靈活性好但開發(fā)效率低下。
如果設計較為理想,全定制能夠比半定制的A-SIC芯片運行速度更快。半定制使用庫里的標準邏輯單元(Standard Cell),設計時可以從標準邏輯單元庫中選擇SSI(如門電路)、MSI(如加法器、比較器等)、數(shù)據(jù)通路(如ALU、存儲器、總線等)、存儲器甚至系統(tǒng)級模塊(如乘法器、微控制器等)和IP核,這些邏輯單元已經(jīng)布局完畢,而且設計得較為可靠,設計者可以較方便地完成系統(tǒng)設計。
高級教學內(nèi)容的教學是在中級教學內(nèi)容的基礎上進行的,學生主要掌握設計方法,并以項目為載體進行設計訓練。
二、實踐教學中的應用
EDA技術在教學中的應用至少體現(xiàn)在四個方面。
(一)電子電路課程模擬仿真實驗利用EWB可以進行《電路基礎》、《電工基礎》、《電子技術》、《電子電路》、《數(shù)字電路》等課程的模擬仿真實訓。
(二)電子技術課程設計
電子技術課程設計可以用Protel設計電路,用Pspice進行仿真。
(三)畢業(yè)設計從事簡單電子系統(tǒng)的設計電子類專業(yè)的畢業(yè)設計很多涉及電子系統(tǒng)的設計,Protel、Pspice、EWB、QuartusⅡ等軟件、VHDL等硬件描述語言、ASIC設計方法都可派上用場。
(四)大學生電子設計競賽活動
各級各類的大學生電子設計競賽,EDA技術教學內(nèi)容的初級、中級、高級三層更是大有用武之地。
電子工程方面論文投稿篇2
論電子工程教學中的問題與對策
摘要:為了解決當前電子工程專業(yè)教學中存在的問題,提出三個主要措施,并對每個方面作了詳細闡述。
關鍵詞:電子工程;教學;問題;對策
1 引言
當今令科技界最為關注的領域之一就是迅猛發(fā)展的IT行業(yè),而IT行業(yè)的硬件技術依賴的則是電子工程學。一般說來,電子工程覆蓋了“電子信息工程”、“通信工程”和“測控技術與儀器”專業(yè),在本文中電子工程的教學是指以這些專業(yè)中的基礎課程為教學內(nèi)容的教學。在傳統(tǒng)的電子工程教學中,我們關注電子工程學科的教授基礎理論與原理以及實驗,隨著計算機技術和信息技術的發(fā)展,電子工程教學在專業(yè)課程設置、教學內(nèi)容和教學方式都應發(fā)生重大的轉變。在市場需求的指揮棒下,為社會培養(yǎng)出高專業(yè)素質(zhì)的電子工程儲備人才,是我們高校教育的最終目標。
2 在當前電子工程類專業(yè)就業(yè)中發(fā)現(xiàn)的問題
通過對A校2005屆,2006屆,2007屆電子工程專業(yè)畢業(yè)生調(diào)查發(fā)現(xiàn),地方高校電子工程專業(yè)的學生就業(yè)形勢并不樂觀。其主要的原因有以下三個方面:
1)職位方向不明確。調(diào)查結果表明,未能順利就業(yè)的畢業(yè)生中有60%是因為不知道自己該從事什么樣的工作。由于不能準確定位自己的職位要求,求職過程中沒有能體現(xiàn)自己的專業(yè)特點,不能吸引用人單位,應聘效果大打折扣。同時很多用人單位也不了解電子工程專業(yè)學生的優(yōu)勢,對于計算機專業(yè)畢業(yè)生和電子工程專業(yè)畢業(yè)生,在他們看來沒有多大的區(qū)別。而電子工程專業(yè)學生也沒有感受到自己相對于其他通信、計算機專業(yè)學生的優(yōu)勢。在嚴峻的就業(yè)形勢下,不少畢業(yè)生不得不選擇其他崗位,以 “先就業(yè)、再擇業(yè)”來調(diào)整自己的心態(tài)。
2)課程設置不規(guī)范。一些電子工程專業(yè)的高校,培養(yǎng)目標定位不夠準確,課程設置不甚規(guī)范,畢業(yè)生不具備專業(yè)優(yōu)勢。由于缺乏對電子工程在國內(nèi)外實際應用的了解,開設課程往往是以教師為導向,有什么教師就開什么課,課程設置存在隨意性。常常是將電子技術類課程和計算機類課程簡單堆砌在一起,缺乏有機結合的系統(tǒng)特性,使得電子工程專業(yè)的學生什么都學,可什么都學不透,沒有專業(yè)優(yōu)勢。
3)實踐環(huán)節(jié)薄弱。在電子工程教學過程中,由于受到學校教學資源和重視程度的限制,在電子工程實驗室建設上投入相對較少。近幾年高校并沒有在專業(yè)建設上做出多少實質(zhì)性的工作。電子工程實踐教學大多是停留在常規(guī)實驗室中組織一些很陳舊的基礎技能練習,不能與企業(yè)實踐應用相結合而進行教學,使得培養(yǎng)出的學生就業(yè)后不能較快地適應崗位,與企業(yè)的期望值相差較大。
針對以下的問題,結合多年的實踐教學經(jīng)驗,提出以下解決方案。
3 改變以講授式為主的教學方法
合理的選擇教學內(nèi)容是提高專業(yè)教學質(zhì)量的關鍵之一。作為高校教師,要充分理解“授人以魚,不如授人以漁”的現(xiàn)代教育理念,一味的灌輸知識,一味的以教師為主體的講授式教學的時代已經(jīng)過去,現(xiàn)代教育理念更加關注學生的主動學習過程。具體說來,就是要選擇重難點內(nèi)容去講解,緊密聯(lián)系實際,輔助學生理解電子工程的基礎理論與實踐。對那些識記性內(nèi)容應要求學生自學完成。教師角色僅僅是引導學生深入理解并掌握基礎理論并應用于實踐,而不是將這些內(nèi)容統(tǒng)統(tǒng)的灌輸?shù)綄W生的大腦中。具體可以從以下幾個方面做起。
1)要充分利用現(xiàn)有的電教設備和計算機輔助教學系統(tǒng),使學生在沒有教師的輔導下也能夠自學。這樣一方面培養(yǎng)學生的獨立學習的能力,另外一方面也可減輕教師的負擔,而讓教師留有余力去進行教學創(chuàng)新。
2)在教授重難點教學內(nèi)容方面,教師也要摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學方法,要學會引導學生去探索未知領域。譬如,教師可以在引導過程中設計多個逐步深入的,邏輯相關的系列引導問題,當學生準確的回答出系列引導問題后,探索未知領域的困難也就迎刃而解了。在該過程中,教師要不斷的、富有耐心的引導和鼓勵學生去勇敢的提出疑問、大膽假設,進而逐步獲得問題的答案。
3)更要重視實驗教學。實驗室是實驗教學和科研的基地,它是培養(yǎng)學生動手能力、提升電子工程學原理的理解力以及學生的創(chuàng)造能力的寶地。歷來我們很多高校教育對實驗教學的重視程度是雷聲大雨點小。其結果是該專業(yè)學生走上工作崗位時發(fā)現(xiàn)自己仍然僅僅了解人們熟知的專業(yè)術語。實驗教學的重要性對于電子工程專業(yè)的建設毋庸置疑。在既定的實驗條件下,要建立開放性實驗研究中心,給學生自由實驗時間。教師也應編寫適合自己教學內(nèi)容的實驗教材,嚴格要求學生的實驗過程,并對學生提交的實驗報告提出嚴格的要求,建議將實驗成績計入期末課程總分。
4)將課程設計與實踐緊密結合。良好的課程設計涵蓋了該課程的主要教學內(nèi)容,是對于學生在該課程內(nèi)容上的綜合訓練,同時將課程的理論知識與將來學生要從事的實際工作聯(lián)系起來,為將來的畢業(yè)設計和工作打下堅實的基礎。課程設計就是一次學生將來工作內(nèi)容的預演,作為教師要嚴格的要求每一組學生的課程設計過程,更要嚴格要求每一位學生,培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力。課程設計要緊跟信息技術發(fā)展的步伐,及時更新陳舊的課程設計,要盡可能多的反映當代科技的發(fā)展,例如要開設DSP設計、EDA操作等等。
4 選取合理的教學內(nèi)容
隨著信息技術的發(fā)展,電子工程學與其他學科的交叉學科越來越多,教師在課堂上不可能將所有電子工程學涉及的領域都一一闡述。因此這就需要教師仍然要保留傳統(tǒng)電子工程教學的一大特點:加強基礎知識、基本理論和基本分析方法。在明確本校學生就業(yè)的大體方向的前提下,教師要在教材之外選擇一些電子工程學與其他專業(yè)領域相互滲透的新興交叉學科,一方面要盡量拓寬學生的專業(yè)知識面,另外一方面也是為學生在畢業(yè)前提供充分的專業(yè)基礎理論準備。因此在選擇教學內(nèi)容上可依照以下原則進行:
1) 重基礎:雖然電子工程學與其他領域的交叉學科發(fā)展的很快,但其專業(yè)基礎幾乎是沒有變化的。為了讓學生能夠更好的在工作中活學活用,基礎理論和基本分析方法一定要作為教學的重中之重。
2) 擴展知識領域:向?qū)W生提供最新的理論應用于實踐的成果,以及電子工程學涉獵于其他諸如計算機、機械等學科的前沿技術。
3) 劃定自學內(nèi)容:將教材中的部分非重要知識或是由基礎理論引申的教學內(nèi)容劃定為學生自學內(nèi)容。這樣使得教師的教學內(nèi)容詳略得當,有的放矢,同時培養(yǎng)了學生的獨立學習能力。
5 調(diào)整專業(yè)課程設置
改革課程體系及其內(nèi)容是著力培養(yǎng)高素質(zhì)電子工程專業(yè)人才的重要手段之一。傳統(tǒng)的電子工程專業(yè)課程設置老化,內(nèi)容陳舊已經(jīng)不能適應現(xiàn)代信息技術的發(fā)展和市場對于電子工程類人才的需求。
依托當?shù)亟?jīng)濟氛圍,培養(yǎng)企業(yè)所需人才的前提就是要了解企業(yè)存在哪些電子工程職位,并且這些職位需要哪些專業(yè)技能。把這些專業(yè)技能按照綜合技能,次級技能往下層逐一分解后,找出其每層專業(yè)技能對應出相應的課程。并將這些課程按照其層級的不同,分布到每個學期中。主要措施如下:
1)重視基礎課的同時要多開設選修課程。選修課程便于提高學生選課的自主權,同時尊重了學生的興趣。同時電子工程專業(yè)是個寬口徑專業(yè),涉及通訊、電子技術、以及計算機技術相關的多個學科領域。課程設置在強調(diào)基礎理論的同時,要注重與通訊、電子技術、以及計算機技術領域的結合。按照厚基礎,寬專業(yè)的原則進行專業(yè)課程的調(diào)整。
2)注重專業(yè)課程的時代感。當電子工程專業(yè)崗位要求的能力發(fā)生變化時,要積極反映到開設的課程中。作為教師要及時關注企業(yè)崗位動態(tài),教課之余不忘深入企業(yè)向企業(yè)管理者和。對于一些已經(jīng)被弱化的教學內(nèi)容要少講或不講;相反對于一些被強化的教學內(nèi)容要多講,要細講。總而言之,適應于社會發(fā)展需要,適應于市場形勢的變化,對課程進行合乎于教學規(guī)律的調(diào)整,使整體教育與市場需要聯(lián)系更為密切。
3)加強實踐環(huán)節(jié)。具體的做法就是要重視實驗課在基礎理論和拓展基礎理論學習時所起的作用。這些前文已經(jīng)討論過,在此就不再贅述。
6 結束語
經(jīng)過以上的分析探討,在電子工程類專業(yè)培養(yǎng)過程中,必須在教學方法,教學內(nèi)容以及專業(yè)設置方面進行突破傳統(tǒng)的改革。雖然一些建議和可行性方案已經(jīng)較為成熟,但直接實施起來還有難度,一些較為詳細的實施步驟還未涉及和探討,還需要電子工程類專業(yè)的負責人和課程教師通力協(xié)作,具體問題具體分析。
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