随着计算机技术、集成电路和电子系统设计的飞速发展, 目前, 可编程逻辑器件 (CPLD/FPGA) 已成为现代数字系统设计的主要手段。电子设计自动化 (EDA) 技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用, 是每一位现代电子设计工程师所必须掌握的技术。
因此, 在国防科工委和教育部实验室建设资金的资助下, 创建了“E D A/S O P C创新实验基地”的支持下, 开展了“电子设计自动化课程工程教育一体化培养模式”课题的研究工作, 在建设过程中提出了“六个相结合”的理念。培养了一批电子设计自动化人才, 收到很好的建设效果。
1 软件与硬件建设相结合
创新基地建设的内涵既有硬件建设, 又有软件建设, 软件泛指教学改革、教学理念、运行机制、课程建设、师资队伍建设等。课程建设应以“软”带“硬”、“软”“硬”结合、相互促进, 使二者取长补短, 不可急功见利。
我校创新基地在硬件建设的同时, 加大了软件建设力度, 具体建设内容如下。
1.1 建设一支以年轻博导为首, 以国家级名师为指导的优秀的教师队伍
博士生导师1人, 国家级教学名师1人, 教授1人、副教授2人、博士4人、在读博士1人。近三年获国家级优秀教学成果奖1项, 省级优秀教学成果奖2项, 发表教学研究论文10篇, 与创新基地相关的教学立项4项。教学团队人员为省级优秀教学团队成员。
1.2 定期派教师外出学习进修交流
近几年来, 每年派教师参加全国高校电子技术研究会、东北地区高校电子技术暨电子线路研究会, 与各校进行交流, 参加ALTERA和XILINX公司大学计划活动, 了解EDA技术的发展状况。开阔了视野, 学习了经验, 确保了电子设计自动化的教学和实验水平的质量。
1.3 适应基地建设, 我们编写了适应E D A技术的发展开展了系列教材的建设
2005年哈工大出版社出版了《电子技术实验与课程设计》。2005年由哈尔滨工业大学出版社出版的《现代可编程逻辑器件及SOPC应用设计》, 书中全面系统地给出了与EDA/SOPC的相关内容, 该教材重新修订更名为《EDA技术与实验》被列为国家级“十一五”规划教材。2006年与高教出版社签订了《数字电子技术》出版计划, 该书也被列为国家级“十一五”规划教材, 本书介绍Verilog语言, 并给出书中所出现的数字电路的Verilog描述及一些综合实例。
2 理论教学与实验教学相结合
理论教学与实验教学相结合是指在体制和内容的真正融合。创新基地的建设, 推动了理论教学和实验教学水平的提高。
由于EDA技术是一门实践性很强的课程, 实验指导教师队伍的建设也是至关重要的。我教研室原有专职实验队伍已不能胜任该课程的实验指导工作, 为此, 在近两年, 我们探索出全部采用在读博士青年教师指导实验的模式。这些实验指导教师都有科研课题, 参与新实验开发工作。
在创新基地建设的基础上, 对EDA技术课程体系的设置做了改革, 课程体系和课程内容对本科生、本科生中的特优生、硕士研究生等进行一体化设置, 教学内容避免重复, 这种体系考虑到了学生基础不同, 个体兴趣不同, 最大限度地为学生创造条件, 利于我国少数优秀拔尖人才的培养。
建立了模块式实践教学体系, 将EDA/SOPC课程的实验内容的分为三个模块, 除验证型和设计型外, 又对本科生的特优生和研究生提出了自选研究型实验, 要求所选题目尽量与学生从事的课题衔接, 贴近实际应用背景或科研方向。
3 实验教学与工程实践相结合
实验教学的主要作用是培养学生的工程实践与创新能力。创新基地借助国外公司大学计划建立了“哈尔滨工业大学-ALTERA EDA/SOPC联合实验室/培训中心”, 所开展的科技创新活动项目均是从科研、电子竞赛及工程实际中凝炼出的题目, 提高学生的学习兴趣, 增加实用性。
如在2005年引入基于FPGA的高速数据采集系统实例;2007年引入了基于FPGA的步进电机细分驱动的实例。体现了这门课的工程实用性, 又提高了学生的学习兴趣。
4 创新基地开放与学生社团相结合
运行管理模式科学化:在运行管理模式上实行最大限度地开放。由实验室人员管理的100多平米的EDA/SOPC实验室采用半开放模式运行, 学生需事先预约实验时间, 主要完成一些与课程相关的实验;由学生管理的EDA/SOPC创新实验室, 全天开放, 作为学生参加各种与EDA相关的电子竞赛和科研创新的培训基地。
支持学生题目自拟、方案自选的实验项目, 为全校各专业培养了数百名“电子精英”。
为使实验室开放有组织、有秩序地进行, 更好地推动学生课外科技活动的开展, 创新基地倡导成立学生社团EDA协会, 协会成员包括本科生和研究生, 他们提出了“相聚于此, 专注于芯”的建会宗旨。寓意对集成电路设计的追求。创新基地作为EDA协会成员的后盾, 为EDA协会协会提供场地、经费和技术指导, 使EDA协会成为大学生电子设计自动化爱好者的俱乐部。
在创新基地的培育下, EDA协会已组织多次活动, 如专家讲坛、有企业赞助的EDA比赛、学生交流会等, 取得了很好的效果。
5 创新基地与学科建设相结合
EDA/SOPC技术创新基地如果长期单纯从事基础实验教学会失去活力, 限制了教师的业务水平和发展, 因此, 创新基地提出必须在学科方向谋求发展, 正确处理教学实验室建设与学科建设的关系, 使二者有机结合是创新基地可持续发展的重要途径。创新基地和学科之间不能划定界线, 而应该是有机的结合, 这是创新基地建设十分明确的基本点。
创新基地在“电力电子”专业方向和“电机与电器”、“电路与系统”、“数字信号处理”、“图像处理”等学科方向谋求发展。创新基地的教师除讲授基础课程、指导实验外, 还要指导毕业设计、指导研究生、开展科研, 提高教师业务水平。
6 结语
选修EDA技术课程的本科生和研究生覆盖了电气工程、仪器科学与技术、自动控制、通信、机电一体化等学科。这些专业的教师承担的科研课题如智能机器人控制、航天测控系统及航天伺服电机控制芯片设计等都使用EDA/FPGA技术。EDA/SOPC系列课程建设提高了人才培养的质量, 促进了我校科研的发展, 拓宽了人才就业渠道。
摘要：电子设计自动化即 (EDA) 技术是电子技术前沿的设计方法, 是现代电子设计工程师所必须掌握的技术, 是培养我国IC设计人才的关键技术。我国急需这样的人才, 在2005年, 我们获得了教育部研究生创新基地建设项目的资助, 建立了“SOPC/EDA (电子设计自动化) 创新基地”, 为使基地最大限度地发挥作用, 几年来, 我们开展了全方位的建设:包括教学内容、教师队伍、课程体系、管理模式等, 培养了一批电子设计自动化人才, 收到很好的建设效果。
关键词：电子设计自动化,EDA/SOPC技术,创新人才
参考文献
[1] 杨春玲, 张辉.现代可编程逻辑器件及SOPC应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2005 (3) .
[2] 蔡惟铮.电子技术基础精品课程建设的几个要素[J].中国大学教学, 2006 (5) .