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【關鍵詞】高職院校；電子設計；自動化；問題；策略

近年來，隨著經濟的不斷增長，電子設計自動化教學逐漸受到社會的普遍關注和重視，但是，由于教育理念、教學模式以及評價方式的不合理，電子設計自動化教學的效果較差，所以，了解電子設計自動化教學的現狀，合理開展電子設計自動化教學活動，成為高職院校教育教學工作中的重點問題。

1高職院校電子設計自動化教學中存在的問題

1.1電子設計自動化教學的內容安排不合理

傳統的高職院校電子設計自動化課程設置以及教學主要以學科本位為指導，按照教材的章節結構，依次介紹可編程邏輯器件、EDA開發工具和硬件描述語言等內容，系統性和整體性比較強，能夠幫助學生建立扎實的理論基礎，但是，忽視了學生實際操作能力的培養，導致電子設計自動化教學的質量很低[1]。在學習過程中，由于沒有有效整合教學內容，學生只是單獨地學習工具、器件和語言等理論知識，沒有通過實踐活動，驗證和檢測理論知識，導致學生的實踐能力不強。

1.2學生缺乏學習的積極性和主動性

電子設計自動化教學不僅僅需要扎實的理論知識，而且需要一定的實際操作能力，但是，在實際的教學過程中，很多教師主要通過語言，講解硬件的特點和用途，沒有根據學生的學習能力，適當展示相關的器件或者讓學生親自動手操作，未能讓學生充分理解和掌握理論知識，導致學生的學習積極性不高。另外，在教學過程中，一些教師一直采用統一的教學模式，講解教材內容，沒有充分考慮不同學生的學習能力和理解能力，未能充分調動學生的學習熱情，使得學生的學習效率低下、學習興趣不足。

1.3沒有有效融合理論與實踐

雖然在傳統的教學中，一些高職院校會開展實踐教學活動，但是，在實踐教學中，一些教師把大部分時間放在理論知識的分析和講解上，沒有給學生留夠實踐的機會，難以讓學生有效做到理論與實踐相結合，從而導致電子設計自動化教學的質量不高[2]。另外，電子設計自動化的實踐性較強，需要一定的教學設備和實踐場地，然而，一些高職院校的教學條件有限，不能為師生提供合適的教學條件，使得電子設計自動化教學難以有效開展。

1.4教學模式和評價方式不科學

在電子設計自動化教學中，一些教師經常采用灌輸式的教學模式，講解理論知識，忽視了學生學習興趣的培養，沒有給學生提供合適的學習機會，使得學生的學習效果不明顯。另外，進行評價時，很多高職院校主要通過理論考試的方式，檢測學生的學習情況，沒有適當考察學生的實踐能力，導致學生重視理論知識的學習，忽視實踐能力的鍛煉，進而制約了學生綜合能力的提高。

2高職院校電子設計自動化課程改革的合理策略

2.1根據自身情況，合理制定教學大綱

高職院校主要以學生的實踐能力作為培養目標，所以，在實際的教育教學工作中，高職院校需要根據教育部的要求，合理制定教學大綱，把電子設計自動化作為電子信息類專業的核心課程，并且把使用設計軟件設計電路作為主要的教學內容，要求學生熟練掌握應用軟件工具，以鞏固學生的理論知識[3]。同時，在教學過程中，高職院校可以加強專業課程之間的聯系，不斷拓寬學生的專業知識，要求學生掌握設計知識和技能，加強學生對電路的理解，以提高學生的學習效率。另外，高職院校應該充分重視電子設計自動化教學的技能性和應用性，以提高學生的綜合能力，實現學生的進一步發展。

2.2合理選擇教材，增強學生的學習熱情

目前，在科學技術水平不斷提高的情況下，現有的教材已經不能適應電子設計自動化教學的需求，所以，在具體的教學過程中，高職院校應該根據電子設計自動化專業的實際情況，合理選擇教材，不斷增強電子設計自動化教學的科學性和時代性，以激發學生的學習興趣，提高教學的效果[4]。高職院?？梢赃m當省略一些理論知識，詳細講解PCB知識、封裝知識、原理圖元器件知識和制版知識，促使學生具有扎實的理論基礎。同時，高職院校可以適當引入典型性的項目，讓學生通過親自操作，掌握電路的設計流程，引導學生做到理論與實踐相結合，以提高學生的專業水平。另外，高職院校應該重視實踐制作，讓學生通過實踐制作，掌握電路設計的技能，了解工作流程，實現理論與實踐的有效融合。

2.3有效融合理論教學與實踐教學，提高學生的專業能力

理論與實踐相結合是高職院校教學中的重點，所以，在平時的教學過程中，高職院校應該根據自身的教學特色，合理安排電子設計自動化教學課程，不斷增強學生的學習熱情，以實現電子設計自動化教學的目標。高職院?？梢园央娮釉O計自動化課程與綜合實訓、模擬、數字、畢業設計等活動有效結合起來，讓學生根據教學內容，學習理論知識，掌握實際操作技巧，以培養學生的專業能力。同時，在實踐教學活動中，高職院?？梢赃m當增加教學內容，讓學生自己動手制作實物，以增強電子設計自動化教學的趣味性，提高學生的學習效率。例如，在教學過程中，高職院校的教師可以根據學生的實際情況，采用任務驅動法，讓學生按照設計主題，自行設計電路，以強化學生對理論知識的記憶，培養學生的實踐能力。另外，在平時的教學過程中，高職院校的教師應該重視學生的學習情緒，根據具體的教學內容，適當安排學習任務，以充分調動學生的學習積極性，提高電子設計自動化教學的有效性。

2.4積極改進教學模式，合理制定評價方式

在以往的教學中，高職院校通常采用考試的方式，了解學生的學習情況，然而，雖然書面考試成績能夠反映出學生的理論知識掌握情況，但忽視了學生實際操作能力的考察，導致學生的專業能力不高，所以，在新課改的背景下，高職院校應該根據電子設計自動化專業的實際情況，合理制定評價方式，不斷提高電子設計自動化教學的質量，以提升學生的專業水平，促進學生的全面發展。在教學過程中，高職院校的教師應該重視學生實踐操作能力的培養，盡可能多地為學生提供實踐的機會，要求學生結合理論知識，設計、制作電路，以培養學生的學習興趣，提高電子設計自動化教學的效果。同時，在考試過程中，高職院?？梢圆捎脮婵荚嚺c和實際操作相結合的方式，讓學生根據考試要求進行設計和制作，并且根據學生的具體情況，合理進行評價，以增強學生的學習熱情，提高學生的專業水平。

3總結

總而言之，電子設計自動化教學是理論性和實踐性較強的學科，對學生的專業要求較高，所以，在教育教學過程中，高職院校應該根據學生的發展需求，合理安排電子設計自動化教學課程，積極改進教學模式和評價方式，努力創造良好的學習環境，不斷增強電子設計自動化教學的吸引力，以激發學生的學習積極性，提高學生的綜合能力。

參考文獻

[1]葉群.基于微課的高職“電子設計自動化”課程教學改革[J].科教文匯（下旬刊），2016（09）：84~85.

[2]馬飛.電子設計自動化課程教學改革與實踐[J].電子元器件應用，2011（03）：55~57.

[3]劉莉琛，張潔，任曉娜.《電子設計自動化技術》課程改革與實踐[J].成都紡織高等專科學校學報，2014（04）：106~108.

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關鍵詞：電子設計自動化 領域 流程 特點 應用

中圖分類號：F407.63文獻標識碼：A 文章編號：

隨著電子工業不斷發展，人類社會已經進入了電子時代，對電子產品的質量和先進性提出了更高的要求。為了滿足電子產品大規范生產的需求、簡化電子產品設計環節、確保電子產品設計精確，電子設計自動化應運而生，為設計人員提供了一個行之有效的設計工具，廣泛應用于諸多電子設計工作中，并在其中有著不可代替的地位。

一、電子設計自動化內涵及特點

（一）電子設計自動化內涵

電子設計自動化是將計算機技術應用于電子設計過程中而形成的一門新技術，被廣泛應用于電子電路設計和仿真、集成電路版圖設計、印刷電路板設計及可編程器件編程等眾多工作中，是一種現代化、自動化設計工具。

（二）電子設計自動化特點

1、自動化

電子設計自動化設計過程中，通過應用軟件可以使“系統層-電路層-物理層”整個過程實現自動化。設計過程中，設計人員按照電子系統指標要求采用相應的電子設計自動化軟件設計產品的功能，并利用相關軟件驗證產品的設計效果，其中，基本不需要設計人員進行手工設計，整個過程是一個自動化設計過程。

2、集成化

在計算機技術支持下，不同的應用軟件在計算機平臺上形成一個功能強大的

電子設計環境，使得電子產品擁有了一個高度開發的集成環境。在這樣一個高度開發的設計環境中，不僅可以有效控制設計過程、設計數據及設計軟件，還可以使設計軟件共享設計資源，為電子設計提供了一個高度開放的設計環境。

3、智能化

電子設計自動化為設計人員提供了一個完備的設計向導和提示，設計人員不需掌握深層次的設計知識、理論和技巧，即使不進行手工運算、設計的情況下也可利用應用軟件完成電路設計。所以說，這也是一個智能化的設計過程。

4、豐富化

科學技術不斷進步的情況下，電子設計自動化軟件越來越多，為設計人員提供了越來越多的設計工具，使得電子設計自動化技術得到了極大的豐富和發展，設計人員的設計也更加便捷。

二、電子設計自動化在電子設計中的應用

（一）電子設計中應用電子設計自動化的設計流程

電子設計自動化在電子設計中應用的基本流程，就是先利用電子設計自動化工具中的圖形編輯器清楚表達出設計人員的設計思想，方式可以是文本也可以是圖形，然后進行語法、電路排錯及格式轉換，之后便可進行邏輯設計。在邏輯設計過程中，將軟件設計與硬件連接在一起，使軟件成功轉化為硬件，最后優化設計結果，消除冗余邏輯，節省資源。

設計輸入

設計輸入的主要工具有HDL編輯器、原理圖編輯器、狀態機編輯器，其中的HDL編輯器是高層次設計中普遍采用的輸入工具。在設計輸入中，設計人員要利用電子設計自動化軟件中的文本、圖形編輯工具將設計人員的設計思路用文本、圖形方式清楚表達出來。表達方式是可以選擇的，并可以混用，一般情況下通常采用圖形形式，既直觀又方便。

2、排錯編譯

完成設計輸入后利用編譯器進行排錯編譯，編譯成需要的、特定形式的編程文件。排錯編譯是邏輯綜合的必須準備工作，為了保證最終編程文件的準確性和可靠性，應利用編譯器自動進行錯誤檢查、網表提取、器件適配，一切無誤后產生設計人員想要的文件。

3、邏輯綜合

在邏輯綜合中實現軟件與硬件之間的掛鉤，是軟件設計轉化為硬件電路的關鍵。設計綜合后，軟件設計一般可生成EDIF、XNF、VHDL等形式的網表文件，文件基本描繪了電子電路的基本構成。之后，便可以根據電子電路構成利用相關軟件進行功能仿真，驗證設計結果是否滿足了設計者的設計意圖及電子電路設計的要求。如果設計結果出現偏差，利用科學工具分析其中存在的原因，針對影響因素提出合理的改進與解決措施，重新設計，直至功能仿真收到良好的效果。

4、編程下載

在編程下載階段，功能仿真確定設計沒有錯誤、紕漏之后，可以利用Multi LINX電纜或JTAG編程器將編程下載下來，存檔于目標地址，即完成了設計實現工作。

（二）電子設計中應用電子設計自動化應注意的問題

1、優化邏輯綜合，便于得到易于實現的結果

邏輯綜合后，電力設計可能存在冗余的程序影響設計結果實現的效果，妨礙硬件電路日后的運行效率，為此，需要對電路設計進行邏輯綜合優化，優化設計軟件。優化過程中，由于自動編譯器經常會被簡化掉，因而需要特別注意一下這個問題，如果被去除應立即恢復。

2、現場可編程門陣表結構的選用

電子設計自動化應用中，現場可編程門陣表一般采用找表結構、AND-OR結構、多路選擇器結構等。之所以選擇以上結構，關鍵在于這些結構具有顯著的可編程性。但是，由于以上結構具有比較大的時延性，易導致設計中同步信號發生時序偏移。盡管該類問題是現場可編程門陣表設計中常見問題，且時延性得到有效控制的難度比較大，但是為了提高設計的可靠性，設計過程中必須對此提高注意。

3、邏輯劃分方法及芯片利用率問題

由于FPGA容量和I/O數目都是有限的，為此，一個大型電子電路只有經過邏輯劃分后才能利用多個芯片實現功能。這種情況下，邏輯劃分的方法的優劣程度直接關系著設計的性能。除次之外，如果在固定引出端分配的前提下進行電路修改的話，由于芯片I/O引出端比較多，非常容易導致芯片的不布通率降低。為此，設計過程中應盡量使用多個芯片，并保證邏輯劃分方法的有效性。

4、延時性各不相同

盡管電子軟件設計完成后進行了功能仿真，核實了硬件功能設計的性能，可是由于門列陣、功能單元等形式的延時性各不相同，有可能存在延時性不匹配的問題，影響到硬件的設計功能。鑒于這個問題對電力電路性能影響重大，為了使這個問題得到有效解決，國際上一些國家專門研發了硬件功能仿真軟件，一定程度上提高了功能仿真的準確性和可靠性。

為了使電子設計自動化在我國得到進一步推廣和應用，我國相關研發機構和研究人員也在認真、大力研究這一問題。隨著科學技術水平不斷提高，這個問題在未來一定會得到有效解決，使電子設計自動化更廣為所用，應用起來更為簡化和便捷。

結束語

時至今日，電子設計中已經離不開電子設計自動化技術的參與，電子設計自動化在微電子技術和現代數字系統應用中的作用越來越顯著。在通信、航天、醫學、國防、工業、儀器儀表等領域中應用的電子設計自動化技術正在快速向前發展著，高科技電子產品的研發工作對電子設計自動化的依賴日趨明顯，極大推動了電子設計自動化的發展。為了縮短電子產品研發周期、降低電子產品價格，電子設計自動化技術因在原有基礎上實現創新，提高電子設計效果、節省資源，滿足人們對電子產品提出的要求。

參看文獻：

[1] 馬智浩，高梅，李春祎. EDA在電子設計中的應用[J]. 今日科苑， 2007，(16) .

[2] 井海明，劉永軍，劉丹，彭育貴. 電子設計技術的趨勢[J]. 石家莊師范?？茖W校學報， 2008，(03) .

[3] 李文杰，趙明富，雷建軍，包明. 電子設計自動化(EDA)技術及其應用[J]. 重慶工學院學報， 2009，(02) .

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[關鍵詞]電子信息；微電子設計；自動化技術

中圖分類號：TN402文獻標識碼：A文章編號：1009-914X（2018）06-0365-01

1自動化技術和電子信息工程

自動化技術是綜合性技術，它與計算機技術、電子學、自動控制技術等密切相關。自動化技術的應用能夠幫助企業節約成本、提高工作效率、增強企業的競爭力。信息化的社會，自動化技術能夠加快信息交流速度、促進企業快速發展。研究自動化技術在信息工程中的應用非常重要。自動化技術主要應用在工業領域，工業生產過程中，自動化技術可以實現辦公管理自動化、計算機輔助設計和制造等功能。不可否認的是自動化技術在我國發展程度不高，它的很多強大的功能還沒有投入實踐中。自動化技術在發展中的有效應用，代替了人工工作，減少了由于人為操作失誤所產生的問題，提高了工作的效率與安全性，降低了工作的成本，可以為工作更好進行提供保障。在企業發展的過程中，有一些難度較大的工作利用自動化技術來進行，為工作的進行提供了有利的條件。而且有一些工作反復進行，工作內容比較枯燥，不適合人為操作完成，自動化技術就會發揮很大的作用。自動化技術在工作中發揮著很大的作用，促進工作更好進行。電信工程是指應用信息電子技術收集、采集、存儲、管理信息，具有速度快、精確度高、覆蓋范圍廣等特點。電子信息工程是采用硬件命令處理信息。電信工程設計中，我國企業大部分采用國外核心技術實現功能，創新度不夠、依賴程度較高。電信工程在社會發展中有著很重要的作用，對于信息數據的傳遞與共享是當前社會發展的重點，也是信息化時展的趨勢。彌補我國電信工程發展中存在的不足，可以加強電信工程發展中的技術應用，使得電信工程建設可以更好進行，并且優化電信系統，使得信息數據的傳輸與交流更加高效。

2微電子設計自動化技術的特點

2.1仿真設計

微電子的設計工作在一般情況下主要是通過編程進行的。技術人員只需要利用計算機編寫出相關的程序，并將代碼與程序下載到芯片中，即可實現對大型機器的有效控制，同時完成技術人員指定的動作?？梢栽陂_發前對系統開展相關的仿真設計，是自動化技術的一項重要特點，傳統的自動化技術都必須在應用現場才能夠開展相關的數據搜集與調整工作，而自動化技術能夠通過計算機設計相關的仿真環境，從而對微電子的應用情況進行一定的調試，并對設計不當的地方進行一定的修改與完善。通過仿真設計的應用，能夠有效解決設計過程中的數據搜集問題，并保證微電子的質量。只有通過一定的仿真應用，才能夠很好地保證其應用效果。

2.2計算機編程

計算機編程方式能夠在很大程度上減少硬件材料的浪費，同時使得程序調整方式更為方便。設計人員只需要通過重新編寫程序，并將其下載到電子芯片中，即可實現對程序的應用，這在很大程度上降低了資金與材料的使用，同時大大提升了工作效率。微電子設計自動化技術的應用，在很大程度上實現了電子領域的創新。隨著集成電路的發明，設計人員能夠把所有功能與應用都整合在一塊芯片中，并通過相關的計算機編程，實現對各大區域功能的有效控制，相較于傳統的自動化技術，節約了多余的硬件材料，對于不同的功能，只用通過修改代碼即可實現。因此，不管是在成本，還是效率方面，計算機編程都具有無可替代的重要作用。

2.3集成度高

微電子設計自動化技術水平的高速提升，意味著在未來電子線路的方式將越來越簡單，只要一塊小小的芯片，即可具有眾多的功能與應用，這在很大程度上縮小了設備體積，同時為芯片的安裝與使用提供了很大的便利。除此之外，伴隨著微電子集成度的提升，其能耗也隨之降低，這是微電子技術中極其重要的一項優勢，無論在工業還是電子行業的應用中，該項技術都能夠在很大程度降低成本，提升經濟效益。

3微電子設計自動化技術的主要應用

3.1工業領域的應用

微電子技術的應用在，很大程度上推動了設計自動化程度的發展，尤其在工業領域中，其更是得到了廣泛的應用。①微電子技術的應用對于工業機器人的研發來說起，著非常重要的作用，在很大程度上實現了機器人功能的拓展，使得機器人的功能更加全面，從而在一定程度上促進了我國工業生產水平的提升。②微電子技術的應用大大提升了我國流水線的自動化水平，通過流水線作業代替人工工作，降低了工業生產中人力資源的浪費，大大降低了工業成本，同時提升了產品的規范性與合格率。③微電子技術的發展對于大型產品的生產來說具有非常重要的作用，例如在汽車生產中，在很大程度上實現了汽車生產流程的升級，推動了我國工業的進一步發展。

3.2教學領域的應用

微電子技術在教學領域的應用是其必然的發展趨勢。傳統的機械控制方法已經不適應當前的互聯網環境。相關的教育設計也應該進行必要的升級，只有這樣，才能夠更好地滿足學生對于教學方式的需求，提升其對于技能的學習效果。在教育教學中，傳統的黑板已經逐漸被投影儀與計算機等現代科技產品代替，而微電子技術的應用能夠在很大程度上拓展其功能，實現更好的教學效果，從而提升教學質量。除此之外，微電子技術的應用，能夠很好的提升電氣系統自動化的實踐教學質量，將專業化術語與操作通過應用軟件進行演示，能夠使得抽象的知識更易于學生理解，同時有效提升學生的實踐能力與操作水平，提升學生的綜合質量?？傊㈦娮釉O計自動化技術的應用，能夠在很大程度上提升教學質量。

3.3軟件開發

計算機編程的發展，在很大程度上為軟件的開發工作提供了一定的便利，通過合理的編程與數據的集合，能夠做到各大應用的兼容，從而促進實現功能模塊的統一與開放，并增強了設備應用的普遍性與通用性。此外，微電子技術還能夠有效提升電路集成的專業性，促進設備格式與尺寸的規范化。隨著我國編程技術的提升，目前電子市場的軟件越來越多樣化，同時其功能越來越強大，能夠更好的滿足人們的需求，并可以通過重新編程，實現軟件的升級，從而為用戶提供更高質量的服務。

4結語

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論文摘要:介紹了電子設計自動化(EDA)實驗環境的建設與管理的經驗,簡要分析了由此給教學產生的實際影響。

由于集成電路技術和計算機技術的高度發展,設計自動化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個重要方面。國內各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實驗室。EDA實驗環境的硬件、軟件和服務水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學水平和辦學水平的一個重要標志。我校在教育部電工電子教學基地的建設過程中,始終對EDA的教學和實驗環境的建設給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實驗)中心,旨在負責全校EDA實驗教學,EDA項目開發和新技術推廣工作。經過近兩年的建設,EDA中心已初具規模,為全校的EDA教學提供了良好的實驗環境,促進了我校電類現代化課程教育的發展。

1EDA實驗環境的建設

EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。

在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:

(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學?，F代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。

(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。

(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。

(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。

(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。

中國-2EDA實驗環境的管理

我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。

在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:

(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。

(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。

(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非常快,我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本?？粕脱芯可谶@里進行畢業設計和課題上機?？偵蠙C時數已達4萬機時。

(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。

(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。

(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。

參考文獻:

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關鍵詞：可編程邏輯器件 在線邏輯分析儀 教學實驗設置

中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.025

1 引言

隨著電子設計自動化（EDA）技術的不斷發展，傳統基于固定芯片和固定連線的嵌入式開發設計方法逐漸淘汰，基于可編程邏輯器件的芯片設計與實現方案被廣泛采用。各高校信息與通信工程本科專業一般都開設相關選修課[1]，如《FPGA系統及應用》，《可編程邏輯器件設計》，《軟件無線電》等。這些課程中都涉及FPGA（現場可編程門陣列）這一核心芯片的設計與實現，為了輔助教學內容，本類課程的講授一般采取課程教學和實驗教學相結合的方式，課程教學和實驗教學的學時安排一般是2：1，或者更高達到1：1[2]。該類課程的主要特點就是重實踐，因此課程和實驗設置需要注重對于學生動手能力的培養[3]。

可編程邏輯器件的實驗設計通常以模塊化開發為主，指導學生采用EDA設計思想，進行可編程器件的設計編程與仿真驗證，實驗教學可以輔助課堂教學取得良好的效果[4]。然而，在目前的可編程邏輯器件實驗設計中也存在一些問題，同學們經常會遇到仿真分析和實際系統工作不一致的情況，導致實驗無法繼續，同學也不知如何處理。引起這類問題的原因其實有很多種，包括硬件問題、設計時序問題等等。傳統解決這種問題的方法是指導學生將一些關鍵信號的管腳引出，用示波器進行邏輯分析。但這種分析方法存在兩個問題，一方面是所需要觀察的信號往往較多，一般的示波器通道數有限，不能夠很好分析多路信號的邏輯關系，另一方面是一般的實驗開發板也并不能把多個管腳全部引出并設置觀測點。隨著可編程邏輯器件技術的不斷發展，無論是Xillinx公司生產的芯片還是Altera公司生產的芯片，一般都提供在線邏輯分析儀功能，其基本原理是通過消耗一定的硬件資源（一般是RAM資源），來達到實時在線的數據邏輯分析。從而可以有效提高同學們的實驗驗證效率，并啟發指導學生獨立進行系統驗證、故障排除，有助于學生掌握解決相關專業工程技術問題的技能，培養學生具有良好的創新實踐能力和動手能力。

2 在線邏輯分析儀功能分析

在線邏輯分析儀的主要功能是在上板在線測試過程中采集并觀察芯片內部信號，以便于進行時序及邏輯正確性驗證[5]。主要工作原理是通過在綜合后網表里插入用于采集數據的IP核（包括ILA、ICON），然后選擇需要觀測的信號量、用于觸發采樣的觸發信號、以及采樣時鐘，然后運行產生一個新的網表文件重新布局布線并生成可在芯片中運行的二進制文件。其功能實現流程如圖1所示：

圖1 在線邏輯分析儀功能實現流程

在芯片運行過程中，如果滿足觸發條件，則芯片里面的邏輯分析儀IP核會自動將所需觀測的信號量采集并存儲在芯片內的RAM中，并將采集結果通過JTAG傳輸至PC機的監控界面上進行顯示，顯示方式也可以靈活配置，既可以選擇二進制形式按位輸出，或者將其中任意信號綁定為一組總線信號，進行波形顯示，這個過程就像操作一個真實的邏輯分析儀一樣?；谠诰€邏輯分析儀的開發測試如圖2所示：

圖2 基于在線邏輯分析儀的開發測試圖

如上所述，在線邏輯分析儀可以摒棄傳統昂貴的邏輯分析儀在線實時地進行時序調試。通過設置，可以有選擇地觀察可編程邏輯器件內部的任何信號，并可靈活設置觸發條件（如時鐘上升沿、下降沿、自定義的觸發信號及信號的邏輯組合）、數據寬度和深度等，這些設置與資源的消耗是相關的。

在線邏輯分析儀的引入也帶來一些問題，首先，編譯時間被延長得很長。每次編譯過程中，都會根據你添加的邏輯分析儀工程文件重新生成一次網表，再重新編譯整個工程，那么編譯時間就不可避免地被延長了。另一方面，由于在線邏輯分析儀本身是需要占用可編程邏輯器件資源的，如需要觀察更多的數據寬度和深度，則占用可編程邏輯器件資源較多，同時資源的消耗也會帶來時序方面的影響，就像測不準原理一樣，測量過程的引入會導致對原系統一定程度的改變，但只要綜合考慮待測系統與在線邏輯分析儀的資源消耗以及進行合理的時序設計，這些問題是可以得到很好的控制的。

3 基于在線邏輯分析儀的實驗設計

基于在線邏輯分析儀的實驗編排既需要具有邏輯系統開發代表性，又需要符合本科生的實際能力和知識背景。

在線邏輯分析儀的選擇取決于硬件平臺的選擇，由于Xilinx的開發環境功能較全，集成了軟件開發、前仿真、后仿真以及在線調試工具，在課程實驗設計中，我們選擇Xilinx公司Viertex5系列的芯片，以及Chipscope作為在線邏輯分析儀。

為了體現在線邏輯分析儀的作用，實驗設計中采用了比較教學法。設計對象為數字通信系統中經常出現的毛刺現象。這是在可編程邏輯器件設計中經常出現并困擾設計者的重要問題，這類錯誤往往較難發現，但卻能導致較為嚴重的邏輯錯誤，降低整個數字系統的工作可靠性。

在可編程邏輯器件課程中的高級用法介紹時，一般都會介紹毛刺產生的原理。即這是由于信號在可編程邏輯器件的內部走線延遲和組合邏輯的不同步所導致的，在多路信號變化的瞬間，組合邏輯的輸出常常產生一些小的尖峰，這是由可編程邏輯器件內部結構特性決定的，因此這類現象通常出現在多路組合邏輯中。

學生在學習這一概念時往往僅有理論認識，缺乏直觀的理解。因此，在課程實驗設計中分別采用組合邏輯和時序邏輯進行某個加法器的設計實現。并采用毛刺檢測電路對毛刺進行捕捉并通過在線邏輯分析儀將各觀察點上出現的毛刺檢測出來并存儲，并將其顯示在屏幕上。這樣在同一功能模塊對應的不同實現方案所產生的在線邏輯分析儀輸出結果并不相同，從而證明了時序邏輯可以顯著避免組合邏輯中毛刺的產生，其可靠性要優于組合邏輯。

在實驗設計中，還可結合采用陷阱教學法，即在模塊的設計中故意引入組合邏輯中容易產生毛刺的錯誤寫法，讓學生采用在線邏輯分析儀自己發現錯誤，體會該類錯誤發生的原因，并進行相應糾正。從而使同學更深刻理解硬件描述語言的綜合結果及在線邏輯分析儀調試的方法和作用，同時通過這種方法可以培養他們注意細節的良好習慣。

由于在線邏輯分析儀可以進行靈活的觸發條件配置、采樣時鐘選擇。因此，在基于在線邏輯分析儀的實驗設計中還可結合不同設置條件進行邏輯分析儀驗證。如為了能有效地捕捉數據流，可以設置多種不同的觸發方式，如：基本觸發、隨機觸發、延遲觸發等。以及采用不同的采樣時鐘，并將觀察結果輸出至屏幕顯示，分析比較不同設置對于毛刺的影響，加深對于在線邏輯分析儀的使用理解和對于毛刺產生機理的認識。

4 結論

本文研究闡述了信息與通信工程專業EDA課程教學和實驗的特點現狀，闡述了對于學生理解時序設計的重要性，并分析了在線邏輯分析儀在EDA設計開發中起到的重要作用。在此基礎上，將在線可編程邏輯分析儀引入實驗教學，結合采用比較教學法和陷阱教學法，提出了基于在線邏輯分析儀的課程實驗設計。通過這類實驗可以使同學們更深刻地理解硬件描述語言及可編程邏輯器件的時序設計。

參考文獻：

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[3]胡永祥，楊偉豐，蔣鴻，劉豐年.應用型通信工程專業實踐教學體系的構建[J].湖南工業大學學報，2011，25（3）：105-108.

[4]鮑麗星.實驗室開設可編程邏輯器件公共選修課的效果[J].實驗室研究與探索，2009，（6）：134-136.

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【關鍵詞】配電自動化 標準 設計

智能電網是一種配電自動化的電力設施，其通過將多種多樣的配電新技術融為一體，將其進行有機的合成、集合，從而使整個電網設施的系統產生了革命性的變化，使其功能性大大的提高。對于我國的配電自動化系統的設計，長期以來主要是依靠電網上級單位的調度，通過利用自動化的系統對國內城市變電站的10KV及以上的出線開關采取監控或者是控制的方式，實現配電網長久處于其經驗能夠調度的水平之上。為了更好的適應我國經濟基礎建設的需要，應當充分結合新技術來從事配電自動化的發展工作，對配電自動化行業建立新型技術支撐的體系，以為出發點，進行配電自動化標準的研究和設計。

1 配電自動化規劃建設的要求

1.1 建設基本條件

配電自動化建設首先需要規劃區域配電網滿足一定的要求，只有這樣才能更好的讓配電自動化系統達到預期效果，產生更高的經濟效益，取得建設的成功。建設的基本條件主要包括以下兩點：第一，配電網的網架的結構及其布局必須具有合理性、成熟性和穩定性，其中供電可靠性指標應達到99%，甚至更高水平；第二，規劃區域的配電網結構應滿足國家供電安全N-1準則的具體要求，在此基礎上對饋線自動化功能進行合理的安排，對人工轉供電方式進行固化和自動化。

1.2 主站規劃建設的主要原則

對于配電主站系統的設計應當遵循以下兩點原則：第一，主站建設的規模應具有足夠的前瞻性，并且要保證配電自動化所規劃的應用功能與配電網規劃的階段性發展目標之間能夠實現相互匹配；第二，主站支撐平臺要能夠保證設計與建設在同一時間完成（即保持動態性原則，并分階段制定設計方案，及時開工建設），從而能夠實現主站的數據采集及監控功能、饋線自動化功能首先得到完整的應用。

1.3 配電自動化終端規劃建設的主要原則

配電自動化的終端設計應當把握以下三點重要的原則：第一，應當保證配電自動化終端具有較高的模塊化程度，并且實現其可擴展功能、低功耗功能及可靠的實現；第二，終端設備的箱體結構必須適應施工場所安裝的條件，在滿足環境的防潮、防熱、防盜等基礎功能上充分做到抗高濕、抗低溫、抗高溫及抗電磁干擾的重要原則；第三，終端內部機箱布局的結構必須合理，方便日后對設備進行檢修。

1.4 通信規劃建設的主要原則

配電自動化的通信規劃和設計需要滿足以下兩個原則：第一，堅持統一規劃、采用統一的技術標準，從而保證配電通信能夠統籌兼顧配用電側總體通訊需求；第二，通信網絡配置優先采用光纖傳輸等可靠性較高的網絡，并具備虛擬局域網等高級網絡功能，解決當前配網通信規劃難、布局難的問題，并保留支持未來智能電網各項業務順利開展的可能性。

2 配電自動化標準設計案例

2.1 案例簡介

本文所選擇的案例城市主要信息描述如下：人口約為1000萬人的中心城市、面積大約為2000平方千米。當期城區的配電設施管理主要通過采用人工經驗管理方式。當地配電自動化建設水平較落后，之前沒有配電自動化建設經驗和相關設施。規劃設計水平年及規模：

（1）設計時限為5年左右，具體建設完工為10年之內。

（2）建設內容主要為：第一，建設配電自動化的主站系統，搭建信息交互總線；第二，對當前配電網環網柜箱體進行改造及擴建；第三，在柱上開關系統中增加安裝電動操作機構，實現電操運行機制；第四，調整、調換系統中電流及電壓互感器裝置等輔助設備。

2.2 總體框架

標準設計主要采用層級化的體系，依據設計的深度不同，針對設計階段來進行層次的設計和組合，主要分為以下四個規范化的層級：

（1）G1 層，其主要是適用于配電自動化可行性研究階段。

（2）G2 層，其主要是適用于配電自動化初步設計階段。

（3）G3 層，其主要是適用于配電自動化施工圖階段。

（4）G4 層，其主要是對配電自動化施工建設階段的過程指導及要求。本設計主要對G1、G3、G4層設計標準進行展開。

2.3 層級劃分及模塊設置

按照配電自動化系統各部分所屬的物理位置，可將標準設計分為四個部分：

（1）戶內開關站。

（2）戶外開關站。

（3）自動化部分。

（4）通信部分。

層次劃分詳述：

（1）G1層：主要是管控組合方案及布置型式，滿足工程在可行性研究階段的具體要求。

（2）G3層：此階段主要是滿足工程施工圖這一階段的具體要求。

（3）G4層：主要是為了滿足施工設計精度、細度性要求。

模塊設置詳述：

（1）G1層的具體設置：此處主要根據我國配電自動化系統建設及改造的技術方案，選取配電站點所需配置的具體類型，并給出新建及改造相關設備的配置方案。其中，通信部分主要采用光纖以太網和無線通信。

（2）G3層模塊的具體設置：G3層模塊主要為設備安裝圖模塊。分別針對戶內配電裝置、戶外配電轉置及其配電自動化二次部分等基礎模塊的技術標準進行規范，并按照施工圖紙的設計深度，對安裝方式和接口形式分別進行固化和細化。另外，在G3層中要針對配電自動化通信部分單獨設置通信模塊、光纜排管模塊、光纜敷設模塊、光纜工井模塊等基本模塊。從而使G3層的設計能夠按照施工圖的設計要求和深度，適用于不同環境下的光纜敷設要求。

（3）G4 層模塊的設置：為了使施工工藝模塊更加精細，施工單位應當對具體施工進行深化和標準化，并將其充分融入到配電自動化設備施工工藝標準當中，從而深化、細化電力企業的施工圖。

2.4 取得的成果

本文所提的配電自動化標準化設計取得的成果：

（1）統一配電自動化規劃設計的具體要求，滿足配電自動化實用化需求，保證配電自動化建設即可投運，投運即能使用，發揮設計效益。

（2）在此基礎上，配合當前的配電調度運行和配網運維管理機制，讓配電網自動化系統的規劃、設計、建設和運行、檢修及管理機制實現同步發展。

參考文獻

[1]關于加強配電網自動化系統防護工作的通知[Z].北京：國家電網公司，2011.

[2]智能電網調度技術支持系統建設框架[Z].北京：國家電網公司，2009.

[3]SG186.生產管理系統配網業務需求功能規范[Z].北京：國家電網公司，2009.

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關鍵詞:電子信息;設計;自動化技術;分析

我國對于自動化的技術而言，是剛剛開始起步，目前并沒有能夠進入到十分成熟的階段，距離技術完善依然有著一段距離，盡管如此，在工業生產過程中的應用全面推動了工業的進步，促進了我國社會主義經濟建設事業的高速發展，同時對我國人們物質生活水平的提升也有著顯著作用。

1自動化技術應用電子信息工程中的意義

1．1提高信息工程設計更好的實現自動化

自動化的技術的應用能夠更好的將其計算機以及操作的流程實現自動化，同時也可以有效的降低人力以及財力方面的投入，全面提高信息的準確性，同時也可以提高工作的效率。因此將自動化技術充分應用到電子信息工程中能夠加速信息工程的設計自動化的實現，從而完成很多的重復性以及自動性的勞動，有效降低工作人員自身的勞動強度，提高工作效率。此外，也可促進設計人員的整體技術水平，使設計人員人員可以掌握自動化的技術，創造出更多的產品。

1．2電子信息工程能夠更加全面的提高智能化效果

當設備進行操作時，充分采用自動化技術，根據相關的工作程序進行自動化的工作，自動化的技術可以更好的去幫助信息工程的設計全面的提高智能化的效果。對于自動化的技術而言，可以比較好的去解決通用的步驟，并且也可以充分利用信息工程設計去控制以及處理電子的信息，在這個基礎之上能夠更好的去實現信息工程設計，提高智能化的效果。在對自動化的設計進行利用的過程中，可以快速的生產出一些高端的產品，帶動智能化的管理從而得到快速的發展。除此以外，通過將自動化技術充分的應用到信息工程設計之中，不僅可以促進其智能化的發展水平得到提升，同時也是可以更加明確信息工程設計的發展方向。

2自動化的技術在信息工程設計中的應用分析

2．1計算機的輔助設計分析

當今在電子信息工程進行設計時，主要是通過自動化的技術輔助，在應用的過程中比較常用的計算機軟件則是CAD，應用CAD進行輔助的設計可以對電子信息工程設計中的智能性進行提升，在進行設計中，僅僅只是需要將其相關的數據以及要求等輸入到系統之中，系統則會自行計算以及分析，從而將其結果直接的呈現到計算機上，之后則可根據其具體的要求以及細節等對其設計做出相應的改進，直到滿足設計的要求為止。

2．2計算機的輔助制造分析

針對于計算機輔助的制造系統可分為兩個部分:一是硬件部分;二是軟件部分;所謂的硬件部分是包括數控機床以及存儲裝置等內容，對于硬件的設備而言，起作用便是為支持生產。然而針對于軟件的部分而言，是滿足數據庫和計算機輔助工藝過程的設計等，因此根據其實際的輔助制造軟件來進行有效的應用，不僅可以全面提高電子信息工程的整體生產效率，也能夠對其電子信息工程的設計做出有效的驗證，使其設計的過程更加完善，促進自動化的設計水平得到不斷的提高，帶動我國社會主義經濟建設事業的發展和人們生活質量的提升。

2．3輔助辦公的管理分析

針對于電子信息工程進行設計時，所涉及到的設計流程較為繁瑣，同時也存在著比較多的設計文件，要是僅僅只是憑借人工來進行整理和分析這些文件，不僅會降低電子信息工程的工作效率，同時也將會因為工作量較大以及過程較為繁瑣等導致出現較多的失誤。但是通過充分應用自動化技術，通過采取OA來輔助辦公軟件對其設計流程和有關的文件、信息數據等進行管理，根據計算機能夠直接的作出有效分析，得出相應的結果，保證電子信息工程的設計可以順利進行。此外在設計的時候需要將所出現問題的概率控制在一個合理的范圍內，保證電子信息設計的效率，推動我國電子信息工程的設計水平能夠得到全面的發展和完善，為我國人們生活水平提高以及社會主義經濟建設打下一個堅實的基礎。

3總結

通過上述內容分析后可以得出，自動化的技術主要是一種集成了多種先進技術為一體的，并且也是綜合性比較強的一種技術，通過在電子信息工程設計領域中充分合理的應用，不僅能夠帶動我國電子信息工程的設計的機械化和一體化，同時也能夠帶動我國電子信息工程設計過程更加的智能化，全面提高其設計的精確度，提高電子信息工程設計的整體水平的提高。因此電子信息工程設計中自動化技術的應用，能夠在最大程度上將技術的優勢得到充分的發揮，并且可將自動化技術以及電子信息工程能夠有效結合到一起，推動著我國工業現代化的發展，為我國社會主義經濟建設提供保障。

參考文獻:

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［3］王皚．基于工學結合的電子信息工程技術專業人才培養實施流程設計［J］．科技創新導報，2012，17:224-225+227．

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電子設計自動化（英語：Electronic design automation，縮寫：EDA）是指利用計算機輔助設計（CAD）軟件，來完成超大規模集成電路（VLSI）芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計（包括布局、布線、版圖、設計規則檢查等）等流程的設計方式。

2、EDA技術就是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言VHDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術的出現，極大地提高了電路設計的效率和可操作性，減輕了設計者的勞動強度

3、在電子產業中，由于半導體產業的規模日益擴大，EDA 扮演越來越重要的角色。使用這項技術的廠商多是從事半導體器件制造的代工制造商，以及使用 EDA 模擬軟件以評估生產情況的設計服務公司。EDA 工具也應用在現場可編程邏輯門陣列的程序設計上。

4、eda的歷史發展

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一、在電子設計自動化教學中引入案例教學法的必要性

傳統的電子設計自動化課程的教學往往采用講授法，以“教”為中心，即以教師為主體，由教師提供教學資料，組織和控制教學過程?！敖谭ā敝萍s了“學法”，造成學生只能“照葫蘆畫瓢”，完全被動，使學生的知識遷移能力大大下降，阻礙了學生創造性的發揮，不利于培養學生獨立思考、分析、解決問題的能力［2］。案例教學法則通過教師采用案例引導來說明理論知識，學生通過案例的研究分析加深對理論知識的理解。在教學實踐中通過深入討論，激發學生的興趣，增加他們的感性認識，提高他們的分析、歸納、總結能力。在電子設計中，對于同一工程可能有不同的設計方案，因此，圍繞同一案例，促使學生思考，激發學生的潛能非常重要。此外，在教師指導下學生通過對電路實例故障的思考、分析和辯論，就問題做出判斷和決策，可以進一步提高學生思考、分析和解決問題的能力。教學過程不僅是學生掌握知識的過程，更是學生學會學習、獲得經驗、啟發創造、激勵探索、提高能力的過程。在電子設計自動化的教學中引入案例教學法，對于適應課程的實踐性和綜合性要求，解決課時少、容量大的矛盾，調動學生學習的自覺性和主動性，提高學生自學能力和實踐能力，改善教學效果，大有裨益。

二、電子設計自動化教學中案例設計及選擇的原則

案例教學法以案例為教學的起點，選擇恰當的案例是成功實施案例教學的前提。案例也稱個案、個例、事例或實例，具體來講是指社會存在的、能夠對教學中的基本理論或原理進行說明、闡述、分析以及引起爭鳴討論的行為或事件［3］。教學案例的選擇直接影響教學效果的優劣。案例教學的目的是讓學生在“做中學”，通過案例操作，掌握課程中的理論、原理、操作方法、技巧等，加深對課程重點和難點的理解和掌握［4］。一般而言，在選擇電子設計自動化課程的案例時應把握以下原則。

(一)針對性教師在課前要依據教學目標有針對性地選擇案例，做到有的放矢。案例的內容要與知識點有機結合。此外，還要考慮案例在教學環節中的適用性。

(二)實效性電子設計自動化技術的發展非常迅猛，教師要多選用一些緊扣時代脈搏的典型事例作為關注點，這樣可以點燃學生的學習激情。

(三)趣味性從案例內容來講，趣味性是可讀性的主要元素;從學生心理來講，趣味性可以啟發學生的學習動機。因此，所選案例應生動有趣，內容豐富多彩，貼近學生生活。

(四)適中性案例的選擇要考慮學生的年齡特征和認知水平，做到難易適當。太難的案例往往使學生因知識儲備不足而無從下手，進而喪失參與的興趣;太簡單的案例，不僅降低了教學的要求，而且也無助于學生思維的鍛煉。

(五)完整性案例教學不同于通常教學中的舉例，其最大區別是案例具有完整性、綜合性特征。

三、案例教學法實施實例

案例教學法是一種與傳統的教學方法迥異并且有諸多優點的教學方法。盡管這種教學方法可以遷移到電子設計自動化的教學中，但如果教師對此不做深入的探究，實施起來很容易陷入誤區。作為一種比較成熟的教學方法，案例教學法具有相對穩定的操作模式(見圖1)。下面筆者以圖形輸入和文本輸入混合設計這一教學環節為例，談談電子設計自動化課程教學中案例教學法的實施過程。

(一)案例設計對于這一教學環節，筆者設計了一個生活中常見的四人智力競賽搶答器的案例。以此為契機，指導學生閱讀案例要求，力求引起學生的反應，喚起學生的問題意識，為下面的討論、交流奠定基礎。

(二)案例分析與功能分解筆者首先對相關資料用多媒體展示，引出數字電路設計過程，提出自上向下的設計思想，并用多媒體演示框圖，然后與學生一起分析討論，即以半開放式分析，指導學生從數碼顯示器到譯碼器、編碼器分步設計電路［5］。這時教師要對學生提出預先設計好的問題，例如如何使譯碼器正確顯示三號和四號選手的數碼3、4，以及如何使譯碼器和編碼器正確銜接，通過人為地在電路中設置故障，引導學生圍繞問題對案例進行分析，促使學生運用理論知識和實驗技能進行獨立思考和分析，發揮學生在教學過程中的主體作用，逐步提高學生分析問題和解決問題的能力。在這個階段，根據實際情況引導學生從多角度進行獨立思考或小組討論。

(三)設計理論與方法討論經過前面的“思維過程”，學生的情緒達到了亢奮狀態，急需交流自己的所看、所思、所想、所惑，急需針對老師提出的問題發表自己的看法。這時，筆者安排學生匯報分析結果，并組織學生評議。之后，再對案例進行全面、深刻的分析、講解、釋疑，概括出規律性的知識，幫助學生形成完整的認知體系。

(四)案例綜合評價，提升學習水平學生在分析案例的過程中經常會跟著思維慣性走，這樣在認識上難免產生一些偏差。為了規避這些偏差，筆者運用多種方式從閱讀案例的能力、分析案例的能力、已有經驗、合作參與意識、思維拓展情況、知識遷移能力、語言表達能力等方面對學習活動的整個過程進行了總結、評價、反饋，促使學生查缺補漏，自我改進。

(五)及時進行總結反思在案例學習結束后，筆者要求學生簡要寫一個案例學結報告。該報告中包含是否達到案例設計的目的和要求;在案例的基礎上是否有拓展和創新，并寫出創新和拓展的內容與方案;對設計中仍然存在的困惑，通過反思進一步加深對案例的認識，真正做到理論和實踐的相結合［5］。而筆者在課后也及時地從以下幾方面進行總結，以便更好地在教學實踐中運用案例教學法，包括案例的選擇是否合理，換成其他案例效果如何?教師的組織是否到位，學生的參與程度如何?案例分析是否深刻?討論氛圍是否和諧?評價是否科學合理?創新、不足之處分別在哪里等。這樣的總結和反思具有批判性和總結性的屬性，有助于使教和學雙方都顯得有活力，形成一種較好的良性循環。在電子設計自動化的理論授課過程中，我們實施了案例教學法，學生很好地掌握了本門課程的重點內容EDA設計軟件及VHDL語言。在電子設計自動化的課程設計中同樣采用了案例教學法，學生發揮主觀能動性做出了各種各樣的作品。通過案例教學法的實施，學生在系統設計、方案論證、整機裝調、選用新器件及創新能力與合作精神等方面得到了全面提高，學習過電子設計自動化這門課程的學生中有多人因為熟悉了現代數字系統的設計方法，有很強的思維能力及電子產品開發、設計制造、故障分析及調試維修的能力，在全國大學生電子設計大賽以及大學生桃戰杯中曾獲得全國一、二等獎及河南省一、二、三等獎。這類學生在畢業設計和科研中，獨立工作的能力較強，有很強的團隊協作精神，受到了教師的歡迎和好評，在應聘時全被用人單位優選。

四、電子設計自動化課程案例教學法中需要注意的問題

案例教學法作為一種交互式教學方法，能夠調動學生學習的積極性、主動性和自覺性，提高理論知識的學習效率，促進學生思考能力和實際操作能力的提高。但在實施過程中也發現一些需要注意的問題，主要有以下幾方面。

1．案例教學法不能替代傳統的理論學習和講授，在課時安排上要兼顧理論講授和案例教學，教學方法本身并不具有普遍意義任何一種教學方法都有一定的適用性，案例教學法也不例外。電子設計自動化技術具有綜合性、實踐性、工具性、時代性等特點，基于這些特點，教學過程可采用多種教學方法。但無論采用哪種方法，都要考慮到教學方法本身的特性以及教學內容的需求。在電子設計自動化課程的教學中，案例教學的比例不能強求，要因內容不同而選擇適當的教學模式?；靖拍?、基本原理和基本方法必須通過課堂講授，要注意適當的選擇案例，選擇合適的討論內容。

2．案例教學法就目前的運用效果來看，仍然存在一些局限性案例的合理設計，特別是內容豐富、結構新穎、可以舉一反三、觸類旁通的有典型代表意義的案例設計較為困難，需要教師花大量的時間和精力。學生長期接受傳統的講授法教學模式，學習積極性不高，難于適應勤于思考，踴躍發言探討的案例教學模式，所以教師要善于引導，牢牢把握教師主導、學生主體的宗旨，要采用多種教學手段，營造良好的學習氛圍，避免教學過程中的冷場。

3．不能將案例教學法和舉例教學法混為一談舉例教學法是從理論聯系實際的角度出發，在講解理論時列舉一些典型的例子來說明理論。而案例教學法以案例為基礎，通過師生的分析、討論、交流，旨在發現案例中所蘊涵的基本理論或原理。

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【關鍵詞】電氣自動化；110kV變電站；設計

變電站自動化設計的主要目的是變電站的日常工作運行即使在沒有人員值班的情況下也能高效地、無失誤地進行，實現對人力物力資源有效的整合利用。如何進行最優的110kV變電站的電氣自動化設計需要研究的方面比較多，以下筆者結合自身工作實踐，就此做出以下幾點探究性的分析。

1、切實做好變電站的計算機監控系統建設工作

計算機是實現110kV變電站電氣自動化的核心設備，而計算機監控系統就是綜合性地對變電站內所有設備進行監視和控制，利用現代的通信技術和數據庫的建立，使得110kV變電站得到系統的管理與運行。因此110kV變電站的計算機監控系統是一個復雜的網絡系統，建設時需要注意以下事項。

1.1科學合理的實踐110kV變電站電氣自動化計算機監控設計原則

變電站監控系統是計算機監控系統，根據電力系統與計算機網絡系統的特性，變電站的監控系統設計需要滿足一定的設計原則，其設計原則詳細分為五個方面：

一是根據電力系統的具體要求有針對性的對計算機監控系統的網絡結構進行構建，在110kV變電站的監控系統中應采用分層分布式的結構框架，雖然遠動專用設備在電力監控中有著廣泛的運用，但是計算機監控系統具備遠程控制的相關功能，無需額外安裝遠動專用設備，并且依據電力系統的特點，變電站計算機監控系統的后臺應進行相應的簡化處理。同時計算機監控站作為變電站的主控制站，其具備統籌采集數據和管理數據的功能，并且可以對變電站的所有設備和進行監視和控制管理，統一操作，無需額外安裝控制平臺。

二是與傳統的監控系統不同的是，在計算機監控系統中顯示的都是電氣的模擬量，在終端需要對電氣量進行實際采樣，繼而轉換為電氣模擬量，則采樣時需要應對交流進行采樣；同時對保護動作和裝置報警方面的信息傳輸應高度重視，應在測控單元采取硬接點的方式進行信號的輸入。

三是重點建設信息資源共享的網絡結構，針對遠動數據傳輸設備的冗余配置、計算機監控主站和遠動數據傳輸設備所需要的信息資源統籌采集，建立數據庫，有效的使各個部分順利獲取數據；同時要求計算機監控系統能夠全面的對全站防誤工作進行控制與管理，具備全站防誤操作閉鎖功能。

四是在計算機監控系統中需要特別留意的是，電力調度數據需要專網接口才能向計算機監控主站傳輸，同時在整個變電站計算機監控系統中的軟件和硬件都應經過特殊調試安裝，且安裝后應保證適用聯網后的通信技術要求及符合通信規約。同時應保證站控層、間隔層及保護裝置的時鐘同步，則在全站建立一套雙時鐘GPS對時系統是十分必要的。

五是對于計算機監控系統的網絡安全問題執行標準和向調度端上傳的保護、遠動信息量標準都必須按照相關的的標準切實實行[1]。

1.2充分了解變電站計算機監控系統的操控方式方法

變電站的計算機監控系統是一個龐大而錯綜復雜的系統，因而在操控方式方法上需要注意的事項比較多，其主要的操作方式是分層操作，整個計算機監控系統除了集中控制中心，其它部分根據功能的不同劃分為三層（站控層、間隔層、設備層），三層控制的范圍沒有嚴格的規定，可以根據實際情況作出相應的調整，以機動靈活的形式對實際情況進行操控。

1.3切實做好變電站計算機監控系統配置的工作

通常在變電站的計算機監控系統配置中會對站控層的數據庫建立標準和主接線圖的設置標準具有一定的拓展性，保證日后對系統規模擴大升級的可行性。針對變電站屬于無人值班的設計模式，因而對計算機監控系統的后臺部分進行簡化具有十分強烈的必要性。例如可忽略站控層的操作員站設置，同時間隔層需要具備相應標準的抗磁干擾性能。

1.4充分了解變電站計算機監控系統如何構架網絡結構和系統功能

變電站的計算機監控系統網絡結構屬于分布式分層網絡結構，而用來進行信息傳輸的媒介的光纖或者具有屏蔽功能的雙絞線，通常是基于TCP/IP的以太網應以單網的形式應用在站控層，加上總線網和以太網都可以應用在間隔層的網絡中。以雙絞線和光纖作為媒介形成的網絡就能使得主控制計算機對變電站整體運行狀況統籌地進行監視和觀測、管理和控制[2]。

2、切實做好變電站中的二次設備布置工作

變電站中的二次設備的布置是一項必不可少的工作，相對于計算機監控系統的網絡布置工作而言，二次設備位置布置可以比較集中，在繼電室和控制設備室的分隔或者合并上沒有嚴格的要求；但是需要特別注意的是，二次設備的控制系統和監視系統應采用組屏的方案，并保證二次設備在實際中有針對性地利用保護系統。而對于主控制樓繼電室內的布置同樣有一定要求，例如計算機監控系統中站控層設備、主變壓器的相關設備都應設置在主控制樓的繼電室內，并且保證繼電室的備用屏幕位置大小約為總屏幕位置大小的10%，而35kV的開關柜上可以直接裝置測控保護一體化裝備[3]。

3、充分了解直流系統和交流不停電電源系統

在直流的系統中對于額定電壓一般有兩種標準，額定電壓是220V或者110V。通常在單母線分段界線的時候，不管額定電壓是220V還是110V，都應設置一套微型直流接地自動檢測設備，并設置一組高頻開福安電源充電裝置（帶雙套冗余配置）及鉛酸蓄電池組（閥控式）。而如果變電站的級別有所增加，還可以對閥控式的鉛酸蓄電池組數進行增加。當額定電壓為220V時，每組蓄電池需要包含103到104只密封鉛酸蓄電池（閥控式），同時無需設置端電池。而額定電壓為110V時每組蓄電池只需要包含52只密封式鉛酸蓄電池（閥控式）。但是蓄電池的在工程施工中應具備的電池個數、電池組的容量都是需要根據實際情況有針對性的計算確定。

交流不停電電源系統，簡稱為UPS系統。變電站電氣自動化主要是依賴于計算機監控系統，為了保證各個設備在缺電的情況下能夠持續的運轉就必須設置UPS系統。計算機監控系統和通信設備、保護裝置上都是UPS系統服務的對象，因此在工程設計和施工中就必須依據這些對象，并根據實際情況有針對性的計算出UPS系統負荷和容量。

4、結語

綜上所述，110kV變電站的電氣自動化設計對于110kV變電站的電氣自動化建設有著重要的意義，上文通過對變電站電氣自動化的設計、二次設備的布置和直流電源、UPS系統的分析，為110kV變電站的電氣自動化工程建設作出明確的指導，從而更好地促進110kV變電站的電氣自動化設計水平的提升。

參考文獻

[1]程福順.有關110kV變電站電氣自動化應用探究[J].電子世界，2012，15：57.