数字电子技术多媒体课件中EDA模式的构建与思考
摘要: 在专业基础课《数字电子技术基础》中,针对课程特点,通过在多媒体课件中引入EDA技术,提高教学效果。
关键词: 多媒体 数字电子技术 教学效果
Abstract: in the specialized fundamental course "digital electronic technology base", in view of the characteristic of the course in multimedia courseware by introducing EDA technology, improve the teaching effect.
Key words: multimedia digital electronic technology teaching effect
中图分类号： TP37 文献标识码：A 文章编号：
前 言
《数字电子技术基础》是高等院校电子信息类专业的一门很重要的专业基础课, 具有理论性与工程实践性强的特点。它的任务是为培养应用型的电子技术人才提供必要的基础理论和实验技能。随着大规模集成电路、可编程逻辑器件的迅速发展, 传统的实验教学模式已不能满足21世纪对人才培养的需要, 教学内容、教学方法的改革势在必行。
电子设计自动化技术 ( Electronic Design Automation , EDA )是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。考察国内现有的数字电子技术多媒体课件，发现很多数字电子技术多媒体课件还没有应用EDA软件，并没有统一的标准和规范，所以在数字电子技术多媒体课件中引用EDA软件进行仿真教学模式的构建，必将提高学生的学习兴趣和教学效果。
1.EDA概述
EDA技术是以计算机科学和微电子技术的发展为先导, 汇集了计算机图形学、 微电子工艺与结构学和计算数学等多种计算机应用学科的最新成果的先进技术, 它是在先进的计算机平台上开发出来的一整套电子系统设计的软件工具。EDA 技术是从 CAD、CAM、CAE 的基础上发展起来的, 以计算机为工具,通过 EDA软件平台首先设计出原理图, 再用 HDL (硬件描述语言 )进行描述, 软件自动完成逻辑编译、 逻辑化简、 逻辑综合和优化、 布局布线、 逻辑仿真, 直至对特定目标芯片的适配编译、 逻辑映射和编程下载工作。
1.1 EDA技术设计流程
1.1.1设计输入
通常，使用EDA工具的设计输入可分为两种类型：图形输入法和HDL文本输入法。文本输入法克服了图形法所有弊端。当然，在一定的条件下，情况会有所改变，目前有些EDA输入工具可以把图形的直观性与HDL文本输入法的优势结合起来，为EDA技术的应用和发展打开了一个广阔的天地。
1.1.2综合
综合就是能够自动将一种设计表示形式向另一种设计表示形式转换的计算机程序，或协助进行手工转换的程序。它可以将高层次的表示转化为低层次的表示，可以从行为域转化为结构域，可以将高一级抽象的电路表示转化为低一级的表示，并可以用某种特定的技术实现。事实上，设计过程中的每一步都可以成为一个综合环节。设计过程通常从高层次的行为描述开始，以最底层的结构描述结束。
1.1.3适配(布线布局)
适配器也称结构综合器，他的功能是将由综合器产生的网表文件配置于指定的目标器件之中，使之产生最终的下载文件，如 JEDEC或Jam格式的文件。逻辑综合后必须利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，其中包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、逻辑布局布线操作。
1.1.4仿真
在编程下载前必须利用 EDA 工具对适配生成的结果进行模拟测试, 就是所谓的仿真。仿真是在EDA设计过程中的重要步骤。图 1所示的时序与功能门级仿真通常由 PLD公司的 EDA开发工具直接提供, 它可以完成 2种不同级别的仿真测试:
(1) 时序仿真。就是接近真实器件运行特性的仿真,仿真文件中已包含了器件硬件特性参数，因而，仿真精度要高。但时序仿真的仿真文件必须来自针对具体器件的综合器与适配器。综合后所得的EDIF等网表文件通常作为FPGA适配器的输入文件，产生的仿真网表文件中包含了精确的硬件延时信息。
(2) 功能仿真。仅对设计描述的逻辑功能进行模拟测试, 以了解其实现的功能是否满足原设计的要求, 仿真过程不涉及具体器件的硬件特性, 如延迟特性。不经历综合与适配阶段，在设计项目编辑编译后即可进行模拟测试。
因此，通常的做法是，首先进行功能仿真，待确认设计文件所表达的功能满足设计者设计原有意图时，即逻辑功能满足要求后，再进行综合、适配和时序仿真。
1.2 QuartusII特点
(1) QuartusII软件的元器件库提供了数千种电子元器件, 包括: 基本元件库、宏功能元件库工作库、参数可设置兆功能库等。丰富的元器件为学生了解各类数字电路元器件打下了坚实的基础也可了解各类元器件的参数和性能。
(2) QuartusII软件可提供电路仿真和测试功能, 还可进行时序分析。能使仿真分析易于理解仿真结果一目了然。
(3) QuartusII软件可设计、测试和演示时序逻辑电路等各种电路, 还可对被仿真电路设置各种故障, 从而可以在教学中模拟各种故障, 提高学生对实际电路分析和排故的能力。
2.数字电子技术多媒体课件中引入EDA 的目的
2.1增强学生对\"数字电子技术\"理论的理解和对硬件电路的认识
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