導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)過程

本文從提高教學(xué)效率、能力培養(yǎng)、學(xué)習(xí)興趣三個(gè)方面對(duì)中職教育的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)。以期能夠?qū)ξ覈鴶?shù)字實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的相關(guān)問題在一定程度上進(jìn)行解決。

一、精選教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率

“興趣是最好的老師?！痹跀?shù)字電路教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)存在很多理論性的東西，這種理論性特別深的東西，對(duì)于學(xué)生來說，直接以普通的“課堂知識(shí)傳授”方式進(jìn)行教學(xué)，效果并不理想。好的教學(xué)內(nèi)容能夠培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力，因此，作為老師，應(yīng)該精選教學(xué)內(nèi)容，從而提高教學(xué)的效率，及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)、重組和更新。在實(shí)際的教學(xué)過程中理論聯(lián)系實(shí)際，重視實(shí)例的講述，讓學(xué)生在具體的實(shí)例中了解相關(guān)理論的內(nèi)涵。對(duì)于整體教學(xué)任務(wù)的講述，教師可以把教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)具體的、與實(shí)際相關(guān)聯(lián)的技術(shù)支持點(diǎn)，從而將枯燥的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?dòng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，有利于學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。它將對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果都帶來重大的影響。

二、用“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”取代“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”，以能力培養(yǎng)為根本目標(biāo)

在數(shù)字教學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，常用的教學(xué)方式是由教師給出實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、操作以及可能出現(xiàn)的結(jié)果，由學(xué)生來進(jìn)行相關(guān)操作，這種機(jī)械化的教學(xué)方式，對(duì)于學(xué)生來說只是進(jìn)行驗(yàn)證，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，造成學(xué)生“認(rèn)死理”的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，即只知對(duì)錯(cuò)，對(duì)于其他的開放性的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)沒有思考。這種情況下，老師可以通過給出任務(wù)的方式，讓學(xué)生自學(xué)，借助自身的創(chuàng)造力，發(fā)揮各自潛能，完成指定的任務(wù)，從而鞏固和加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。這樣學(xué)生經(jīng)過對(duì)所接受的任務(wù)進(jìn)行具體分析，可以掌握任務(wù)所涉及的內(nèi)容、所需知識(shí)要點(diǎn)和難點(diǎn)，初步設(shè)立一個(gè)解決任務(wù)的大致步驟。同時(shí)經(jīng)過借助圖書資料、網(wǎng)絡(luò)、其他人的思路和想法等匯總，確定具體的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)方案真正實(shí)施的過程中，學(xué)生的綜合應(yīng)用知識(shí)的能力將進(jìn)一步得到鍛煉。

三、用網(wǎng)絡(luò)手段，發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)勢(shì)

隨著我們科技的迅猛發(fā)展，用網(wǎng)絡(luò)實(shí)施教學(xué)已經(jīng)成為“數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)改革的內(nèi)在需求。適當(dāng)?shù)乩镁W(wǎng)絡(luò)、多媒體發(fā)揮現(xiàn)代教育的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得我們的教學(xué)方式可以得到相應(yīng)改善。作為老師可以建立一個(gè)相關(guān)的教學(xué)網(wǎng)站，將數(shù)字電路試驗(yàn)相關(guān)的課件、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)計(jì)劃全部到網(wǎng)站上，供學(xué)生查閱下載。學(xué)生還可以直接在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行相關(guān)的測(cè)評(píng)，對(duì)老師的教學(xué)環(huán)節(jié)中的相關(guān)問題進(jìn)行咨詢，同時(shí)還可以提出建議，這樣可以避免師生當(dāng)面交流中存在的一些問題，比如：有的學(xué)生比較害羞、有的學(xué)生不敢向老師提出問題、不敢直接向老師質(zhì)疑，等等。

四、改革考核方式，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

課程考核是教學(xué)的環(huán)節(jié)之一，一個(gè)學(xué)生的整體表現(xiàn)將在課程的考核中得到充分體現(xiàn)。傳統(tǒng)的考核多是以平時(shí)成績(jī)+考試成績(jī)來評(píng)定的，這樣的考核方式存在平時(shí)成績(jī)的不公平性和不公正性，以及期末考試的突擊性的弱點(diǎn)。再加之應(yīng)試教育的影響，我國的學(xué)生普遍比較重視成績(jī)的高低，不把實(shí)踐作為主體，只求一味地提高學(xué)習(xí)成績(jī)，不注重實(shí)驗(yàn)過程和能力的提高。從而使得學(xué)生始終處于教學(xué)實(shí)踐的客體地位，不利于發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性。為了避免這樣的情況發(fā)生，可以將學(xué)生的最終考核分為三個(gè)部分，即實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)這一塊中，可以預(yù)設(shè)分值為30分，其中包括對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟擬定、數(shù)據(jù)記錄表格設(shè)計(jì)等的預(yù)習(xí)，可以說這一部分是學(xué)生對(duì)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的態(tài)度得分。在實(shí)驗(yàn)操作部分，預(yù)設(shè)分值為40

分，其中包括設(shè)備操作方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性、排除故障的能力等項(xiàng)目，這一部分就是學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中的基本功。在接下來的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，預(yù)設(shè)分值為30分，其中包括實(shí)驗(yàn)原理與電路圖、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程的陳述、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)方案的總結(jié)以及心得體會(huì)等部分。在為學(xué)生計(jì)算總成績(jī)時(shí)，不要按照那種A、B、C、D等級(jí)的方式來劃分，而是按照具體成績(jī)來定，但是導(dǎo)向是讓學(xué)生把主要精力放在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)課題上，放在能力培養(yǎng)上，而不是在最后的考試中“押寶”，這樣有利于培養(yǎng)良好的學(xué)風(fēng)。通過這樣的考核方式可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了極大的提高，投入實(shí)驗(yàn)的時(shí)間增多了，動(dòng)手能力增強(qiáng)了，實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量有了明顯的提高。

我國數(shù)字電路實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中有著基礎(chǔ)性的作用，數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)效果。只有將電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新變化、新趨勢(shì)不斷地融入數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中去，同時(shí)不斷創(chuàng)新、不斷接受外來挑戰(zhàn)，才能夠起到培養(yǎng)學(xué)生能力的最終要求，才能夠適應(yīng)社會(huì)對(duì)電子人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧慶利.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，1997.

篇2

“數(shù)字電路”是我院電子類專業(yè)一門重要的、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它包括課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等多種教學(xué)環(huán)節(jié)。通過本門課程的教學(xué)，除了使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本理論、基本知識(shí)和基本方法以外，還要求其具備實(shí)驗(yàn)研究和工程設(shè)計(jì)能力[1]。

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)在數(shù)字電路教學(xué)中占有非常重要的地位，可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)和實(shí)際動(dòng)手能力。傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)仍然采用數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，有很多的局限性，為了適應(yīng)新的形勢(shì)要求，改革教學(xué)模式，創(chuàng)造更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，提高學(xué)生的綜合動(dòng)手能力，逐步將虛擬電子仿真軟件Multisim[2，3，4]應(yīng)用于數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

下面對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和基于虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行具體分析和比較，

1 傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

目前，傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)室采用數(shù)字電路邏輯實(shí)驗(yàn)箱開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，圍繞 74 系列芯片進(jìn)行內(nèi)容設(shè)計(jì)，主要涉及的實(shí)驗(yàn)包括TTL 集成門電路測(cè)試、數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用、觸發(fā)器及計(jì)數(shù)器的應(yīng)用等。

下面以74LS08與門為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并分析如下。

1.1 74LS08引腳圖

74LS08為2輸入四與門，其引腳圖如圖1所示。

1.2 真值表

真值表顯示，當(dāng)輸入A、B有一個(gè)為低電平時(shí)，輸出即為低電平；當(dāng)輸入A、B全為高電平時(shí)，輸出為高電平。

1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）根據(jù)74LS08的引腳圖連接線路。由引腳圖可知，74LS08有4組2輸入與門，可以任意選擇一組與門進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將輸入兩個(gè)端子連接在可以控制高低電平的輸入端，如果輸入為高電平，則燈亮，低電平則燈不亮；將輸出端連接在可以由燈的亮和滅來顯示輸出電平的一端，如果輸出為高電平，燈亮，如果輸出為低電平，燈不亮。

（2）根據(jù)真值表測(cè)試74LS08與門的功能。

（3）實(shí)驗(yàn)分析。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可以看出，輸入端只要有一個(gè)為低電平，燈就不亮，只有兩個(gè)輸入端全為高電平的時(shí)候，燈才亮，結(jié)果與真值表保持一致，滿足了與門的功能。

2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，新器件、新電路不斷地涌現(xiàn)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件已經(jīng)無法滿足各種電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試的要求，這在一定程度上影響了數(shù)字電路相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而且影響了高校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此時(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入具有強(qiáng)大分析、仿真電路功能的電路仿真設(shè)計(jì)軟件Multisim，可以較好地解決這一問題[5]。

基于Multisim的仿真實(shí)驗(yàn)主要包括門電路功能測(cè)試、組合邏輯電路分析、半加器邏輯功能測(cè)試、計(jì)數(shù)器、555定時(shí)器的應(yīng)用等。現(xiàn)以74LS00與非門為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析。

2.1 引腳圖

74LS00為四組 2 輸入與非門，其引腳圖如圖2所示。

2.2 真值表

真值表顯示，當(dāng)輸入A、B只要有一個(gè)為低電平，輸出即為高電平；當(dāng)輸入A、B全為高電平時(shí)，輸出為低電平。

2.3 實(shí)驗(yàn)電路

在Multisim中的創(chuàng)建的仿真電路如圖3所示。

2.4 實(shí)驗(yàn)說明

（1）放置74LS00：

用打開選擇相應(yīng)的元件，然后放置?！癚UAD 2-INPUT NAND”四-2輸入與非門。

（2）放置開關(guān)：

用第二個(gè)按鈕，選擇SWITCH，然后選擇相應(yīng)的開關(guān)，進(jìn)行放置。

（3）放置電源VCC：

選擇第一個(gè)按鈕，選擇VCC。放置接地，同樣選擇第一個(gè)按鈕。

（4）放置萬用表：

選擇右邊數(shù)列按鈕的第一個(gè)，既是萬用表。然后放置。

（5）放置燈泡：

選擇指示器按鈕，選擇LAMP，然后選擇合適的燈泡，放置。

2.5 功能測(cè)試

（1）測(cè)試表：

測(cè)試表如表4所示。

（2）分析：

從測(cè)試表可以看出，當(dāng)輸入端有一個(gè)為0時(shí)，輸出就為1，燈泡就亮，當(dāng)輸入全為1時(shí)，燈泡不亮。測(cè)試結(jié)果與真值表保持一致，滿足與非門的邏輯功能。

3 兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的比較

我院數(shù)字電路課程是電子類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，學(xué)生在具體操作的時(shí)候，每一種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)。從教師的層面分析，傳統(tǒng)的基于實(shí)驗(yàn)箱的教學(xué)方法在具體實(shí)施時(shí)，教師需要收集好實(shí)驗(yàn)需要用到的元器件，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路，課堂上連接線路給學(xué)生看，對(duì)元器件的功能及線路的功能都要給學(xué)生進(jìn)行講解。由于實(shí)驗(yàn)線路連接比較直觀，講解的工作量不大。對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，由于涉及到一種新的軟件，首先對(duì)軟件的功能和具體操作流程都要進(jìn)行詳細(xì)講解，在具體操作時(shí)，每一個(gè)步驟，每一個(gè)元器件的選擇和連接都要詳細(xì)說明，講解的工作量較大。在具體的實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)方法，由于各自有自己的優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上都可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。在此基礎(chǔ)上，相比較而言，虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)方法功能更強(qiáng)大，學(xué)生的可操作性更強(qiáng)。

通過分析，我們可以看出，用兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，都可以達(dá)到教學(xué)目的，但是從培?B學(xué)生的動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力上出發(fā)，可以考慮兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法相結(jié)合，將實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分成兩部分，一部分時(shí)間讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一部分時(shí)間讓學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。這樣可以讓學(xué)生更全面的了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)設(shè)計(jì)和分析能力。

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關(guān)鍵詞：： 數(shù)字電路；實(shí)時(shí)連續(xù)仿真； 時(shí)間片分割

引言：

電路虛擬實(shí)驗(yàn)作為虛擬實(shí)驗(yàn)的組成部分，正在由以儀器儀表為測(cè)量工具的傳統(tǒng)分析方法逐步向以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)的虛擬分析方法過渡，同時(shí)由于社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)教育的強(qiáng)烈需求和相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，使得虛擬電路實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程教育日益結(jié)合，成為網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)研究的新熱點(diǎn)。通過對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了可行性分析，結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了虛擬電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，系統(tǒng)分為客戶端的用戶界面層、服務(wù)器仿真引擎的數(shù)據(jù)處理層、仿真層以及客戶端和仿真引擎之間的傳輸層。其中實(shí)時(shí)連續(xù)仿真則是在開發(fā)的過程中遇到的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。由于實(shí)時(shí)性和多用戶同時(shí)仿真的需求，系統(tǒng)在后臺(tái)采用了分割時(shí)間片的技術(shù)，并根據(jù)電路狀態(tài)的連續(xù)性，在時(shí)間片的結(jié)束點(diǎn)保存電路狀態(tài)，在開始點(diǎn)重置電路狀態(tài)，從而支持實(shí)時(shí)連續(xù)的遠(yuǎn)程電路實(shí)驗(yàn)。

一 虛擬實(shí)驗(yàn)的研究現(xiàn)狀

虛擬實(shí)驗(yàn)分為有實(shí)驗(yàn)室支撐的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶蜎]有實(shí)驗(yàn)室支撐的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。前者是一種"虛擬儀器版面一硬件設(shè)備"操作的模式。后者沒有真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室作為支撐，全部使用仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高科技手段創(chuàng)造虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者像在真實(shí)的環(huán)境中完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，比前者更經(jīng)濟(jì)，更容易建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，也更方便實(shí)驗(yàn)者，是目前乃至今后的主要發(fā)展方向。電子電路虛擬實(shí)驗(yàn)作為虛擬實(shí)驗(yàn)的組成部分，也得到了快速的發(fā)展。而針對(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)的仿真軟件，或者著重于多媒體演示，功能簡(jiǎn)單，交互性差，或者沒有強(qiáng)大的后臺(tái)支持。遠(yuǎn)程教學(xué)仿真軟件不能利用單機(jī)版的仿真軟件，建立功能強(qiáng)大，交互性強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)仿真的遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使得遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教育難以得到有效發(fā)展。

二 虛擬電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)

要設(shè)計(jì)的"虛擬電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)"系統(tǒng)，硬件構(gòu)架采用b/s結(jié)構(gòu)，用戶通過裝有flash插件的瀏覽器與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)交互，搭建電路，并觀察輸出結(jié)果。用戶信息和實(shí)驗(yàn)信息保存在mysql數(shù)據(jù)庫中，后臺(tái)的核心xspice仿真軟件，進(jìn)行仿真計(jì)算。系統(tǒng)的軟件構(gòu)架設(shè)計(jì)如下：1）界面層采用多媒體技術(shù)構(gòu)造實(shí)驗(yàn)板及各種元器件，用來與用戶交互并顯示仿真結(jié)果。2）傳輸層通過socket傳輸xml格式的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)客戶端與仿真引擎的數(shù)據(jù)交換。3）數(shù)據(jù)處理層解析xml格式的用戶實(shí)驗(yàn)操作的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為.cir文件所需的語法格式；構(gòu)造xspice所需的仿真輸入文件（.cir）；分析xspice仿真后的輸出文件（.out），提取實(shí)驗(yàn)所需數(shù)據(jù)； 以xml格式封裝仿真數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備發(fā)送。4）仿真層調(diào)用xspice進(jìn)行仿真計(jì)算。xspice是一個(gè)優(yōu)秀的電路仿真軟件，它把cir文件作為仿真參數(shù)文件輸入，由仿真程序運(yùn)算后得到仿真結(jié)果，輸出到out文件。

三 實(shí)時(shí)連續(xù)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

在基于仿真的遠(yuǎn)程電路虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，往往需要使用電路仿真軟件，如spice、xspice等，通過它們的瞬態(tài)仿真功能獲得電路輸出數(shù)據(jù)，先仿真電路狀態(tài)變化的全過程，再輸出全部仿真結(jié)果。在電路實(shí)驗(yàn)中，模擬電路虛擬實(shí)驗(yàn)往往瞬間就可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的，之后電路狀態(tài)就不再變化。像這樣的電路，在進(jìn)行仿真的時(shí)候可以只顯示電路達(dá)到穩(wěn)定之后的狀態(tài)，也就是只顯示一次。正好符合spice、xspice等仿真軟件的要求。類似的還有自動(dòng)脈沖輸入的數(shù)字電路。下面以接有自動(dòng)脈沖輸入的時(shí)序邏輯電路為例，討論實(shí)時(shí)連續(xù)仿真技術(shù)。

1.分段仿真原理。真實(shí)情況下的實(shí)時(shí)連續(xù)仿真，實(shí)驗(yàn)者只要按下仿真開關(guān)，電路就會(huì)源源不斷地把數(shù)據(jù)顯示在界面上。但是仿真引擎使用的xspice并不是一個(gè)實(shí)時(shí)連續(xù)仿真軟件，在使用xspice進(jìn)行電路瞬態(tài)仿真計(jì)算的時(shí)候，必須等到xspice仿真結(jié)束才能得到仿真結(jié)果，進(jìn)而分析顯示。而xspice的這種功能特性與虛擬實(shí)驗(yàn)中所要求的連續(xù)不斷地計(jì)算并顯示電路輸出數(shù)據(jù)，并能根據(jù)用戶的交互實(shí)時(shí)作出響應(yīng)是有矛盾的。為此，可以采用分段仿真的方法，即設(shè)定一仿真時(shí)間段tb，仿真引擎讓xspice每次瞬態(tài)仿真只計(jì)算tb 時(shí)間長(zhǎng)度的電路輸出數(shù)據(jù)，然后將數(shù)

據(jù)發(fā)送到客戶端，客戶端則按照結(jié)果數(shù)據(jù)中的時(shí)間戳在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)上改變顯示輸出。等到tb時(shí)間之后，客戶端得到的數(shù)據(jù)顯示完畢.仿真引擎再計(jì)算下一個(gè)tb 時(shí)長(zhǎng)度的電路數(shù)據(jù)并發(fā)送給客戶端。

在電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多數(shù)電路并不復(fù)雜，輸入時(shí)鐘信號(hào)的頻率也不太高，因此基本可以滿足這一要求。仿真引擎每次仿真一個(gè)時(shí)間片的數(shù)據(jù)，并把它傳送給客戶端，客戶端以仿真結(jié)果中的時(shí)間戳為序，把數(shù)據(jù)保存在一個(gè)fifo隊(duì)列中，然后根據(jù)時(shí)間戳依次從隊(duì)列中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。當(dāng)客戶端發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中的仿真數(shù)據(jù)即將被顯示完時(shí)，就發(fā)送一個(gè)隊(duì)列空的請(qǐng)求到仿真引擎。考慮到網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間和仿真程序的運(yùn)行時(shí)間的消耗，客戶端發(fā)送繼續(xù)仿真的請(qǐng)求需要有一個(gè)時(shí)間上的提前量，盡量避免出現(xiàn)冒泡fifo隊(duì)列已空，而客戶端還未收到仿真引擎的下個(gè)時(shí)間片的仿真結(jié)果，導(dǎo)致顯示出現(xiàn)停頓的情況。

2.電路狀態(tài)重置。由于時(shí)序電路的輸出是由電路的輸入和當(dāng)前狀態(tài)決定的，因此在進(jìn)行分段仿真時(shí)，必須保存每個(gè)時(shí)間片結(jié)束時(shí)的電路狀態(tài)，并在下一個(gè)時(shí)間片的仿真開始時(shí)用它來設(shè)置電路的初始狀態(tài)，從而可以保持在整個(gè)仿真過程中電路狀態(tài)的連續(xù)。可以把第i個(gè)時(shí)間片的t時(shí)刻的電路狀態(tài)表示為：

sit=[αφ]，i∈[i，+∞]，t=[0，tb]其中 α=[α1，α2，…，αn]t 為各觸發(fā)器狀態(tài)，n為電路中的觸發(fā)器數(shù)，φ= [φ1，φ2，…，φm ] 為各輸入時(shí)鐘脈沖源的相位，m為電路中的輸入源數(shù)。那么時(shí)間片i中，t時(shí)刻的電路狀態(tài)與0時(shí)刻電路狀態(tài)的關(guān)系是：sit=f（si0，t），其中f是由實(shí)驗(yàn)電路決定的狀態(tài)變換函數(shù)。

3.用戶交互。上述仿真算法中，整個(gè)仿真過程被分割成一個(gè)個(gè)時(shí)間片來分段仿真，每一個(gè)時(shí)間片的仿真結(jié)果是在認(rèn)為這個(gè)時(shí)間片內(nèi)沒有用戶交互，實(shí)驗(yàn)電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)沒有發(fā)生變化的情況下得到的。然而，用戶有可能在一個(gè)時(shí)間片的任何時(shí)刻對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行操作，例如調(diào)整了信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)輸出頻率或者幅度、按下了電路板上的按鈕等。在發(fā)生了用戶交互的情況下，由于電路已經(jīng)發(fā)生了變化，有可能導(dǎo)致電路的輸出也發(fā)生變化，因此這個(gè)時(shí)間片中剩余的還沒有顯示的數(shù)據(jù)就將成為無效數(shù)據(jù)。所以當(dāng)發(fā)生用戶交互時(shí)，客戶端需要清空未顯示的數(shù)據(jù)隊(duì)列，向仿真引擎發(fā)送交互請(qǐng)求，并傳送交互時(shí)間t1，仿真引擎根據(jù)發(fā)生交互的時(shí)間點(diǎn)，可以根據(jù)當(dāng)前時(shí)間片的輸出數(shù)據(jù)計(jì)算出t1時(shí)刻的電路狀態(tài)st1i，其中i是發(fā)生交互的時(shí)間片編號(hào)。

四 結(jié)束語

篇4

關(guān)鍵詞：FPGA VHDL 模N計(jì)數(shù)器 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1.引言

隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)也不斷向超大規(guī)模、超高速和低功耗的方向發(fā)展。傳統(tǒng)數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)在許多方面都滯后于現(xiàn)代數(shù)字電路設(shè)計(jì)形勢(shì)的發(fā)展，如效率低、損耗大、電接觸不穩(wěn)定、實(shí)驗(yàn)裝置缺乏穩(wěn)定性和靈活性，成為創(chuàng)新和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的阻力，而FPGA具有設(shè)計(jì)技術(shù)齊全、效率高、易仿真、可移植性高等優(yōu)點(diǎn)［1］，通過對(duì)芯片的設(shè)計(jì)來完成大規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)，可以很好地解決上述問題。

2.FPGA概述

2.1FPGA的概念。

FPGA（Field Programmable Gate Array）又稱現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬于ASIC（專用集成電路）器件中的一種，具有可編程的特性和實(shí)現(xiàn)方案容易改動(dòng)等特點(diǎn)。FPGA采用的是SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）來構(gòu)成邏輯函數(shù)發(fā)生器，一個(gè)N輸入的LUT（可編程的最小邏輯構(gòu)成單元）可以完成N個(gè)輸入變量的邏輯功能，更適于完成觸發(fā)器豐富的時(shí)序邏輯電路。在現(xiàn)代集成電路設(shè)計(jì)中，數(shù)字系統(tǒng)所占的比例越來越大，F(xiàn)PGA設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、集成度高、設(shè)計(jì)制造成本低、開發(fā)工具先進(jìn)，將發(fā)揮越來越重要的作用［2］。

2.2VHDL介紹。

利用系統(tǒng)可編程邏輯器件FPGA芯片進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，是以硬件描述語言作為設(shè)計(jì)語言，目前最主要的硬件描述語言是：VHDL（Very High Speed Integrated Circuit HDL）和Verilog HDL。VHDL發(fā)展得較早，語法嚴(yán)格，主要利用軟件編程的方式來描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、行為。該語言具有功能強(qiáng)大的語言結(jié)構(gòu)，具有多層次的設(shè)計(jì)描述功能，與傳統(tǒng)的門級(jí)描述方式相比，它更適合大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3.在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中引入FPGA的必要性

將FPGA引入數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中是一種全新的實(shí)驗(yàn)手段，可以不斷修改電路和參數(shù)，及時(shí)觀察輸出結(jié)果，有效加深了學(xué)生對(duì)電子線路本質(zhì)的理解，提高學(xué)生現(xiàn)代化電子設(shè)計(jì)能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入FPGA有以下優(yōu)勢(shì)。

3.1實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增加，效率提高。

傳統(tǒng)數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少并普遍采用的是常規(guī)邏輯器件連接起來構(gòu)成不同功能的電路。由于電路板硬件決定了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不能隨意更改，功能單一，不利于學(xué)生綜合電路設(shè)計(jì)能力的提高。較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)學(xué)生很難在2個(gè)課時(shí)內(nèi)做完。采用FPGA技術(shù)，增加了綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需學(xué)會(huì)EDA工具軟件的使用方法，就可以在2個(gè)課時(shí)內(nèi)完成更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.2實(shí)驗(yàn)難度降低，成功率提高。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)主要裝置是面包板或?qū)嶒?yàn)箱。面包板連線時(shí)容易出現(xiàn)導(dǎo)線接觸不良、線路干擾等不穩(wěn)定的因素。實(shí)驗(yàn)箱雖然穩(wěn)定，但實(shí)驗(yàn)使用的邏輯器件功能較為單一，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字電路。采用FPGA設(shè)計(jì)硬件電路，對(duì)于比較復(fù)雜的硬件實(shí)驗(yàn)，不必編寫邏輯表達(dá)式和真值表，降低了設(shè)計(jì)難度，縮短了設(shè)計(jì)周期。也不必用通用的邏輯元器件來構(gòu)成邏輯電路，而是直接用語言描述其功能，根據(jù)電路的不同需要自行設(shè)計(jì)專用功能模塊，從而實(shí)現(xiàn)了“軟”硬件設(shè)計(jì)，降低了研發(fā)成本。程序具有良好的可讀性，支持對(duì)已有設(shè)計(jì)的再利用。并且電路的設(shè)計(jì)更加合理，提高了實(shí)驗(yàn)成功率，體積和功耗也大為減小。

3.3提高了學(xué)生的實(shí)踐和動(dòng)手能力。采用FPGA做數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，對(duì)同一電路模塊的設(shè)計(jì)有了多種不同的計(jì)方案。如采用不同的門電路或者使用語言對(duì)電路的功能進(jìn)行描述，得到功能模塊。此模塊還可被調(diào)用，使設(shè)計(jì)更具靈活性。

4.現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列在EDA設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

下面我以設(shè)計(jì)模為N的計(jì)數(shù)器電路課程設(shè)計(jì)為例，介紹使用FPGA在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中新的設(shè)計(jì)思路。

在對(duì)計(jì)數(shù)器電路進(jìn)行設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)是用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成，如圖1所示。

但是當(dāng)模N比較大或者想改變N的值的時(shí)候，會(huì)感到物理硬件連接和改動(dòng)起來非常麻煩，而利用FPGA的可編程的特性，采用VHDL可以方便快捷地實(shí)現(xiàn)任意模N的計(jì)數(shù)器，并且容易發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的失誤，提高了設(shè)計(jì)的成功率。

上述電路采用VHDL語言描述如下。

…………

由程序可以看出，利用模12計(jì)數(shù)器的程序，只需修改計(jì)數(shù)器的狀態(tài)數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)任意模N計(jì)數(shù)器。通過上述電路設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)用VHDL語言設(shè)計(jì)電路，體會(huì)到用VHDL語言來描述復(fù)雜的控制邏輯具有簡(jiǎn)潔明了、良好的可移植性，以及不依賴特定器件的優(yōu)點(diǎn)。提高了學(xué)生自己研究問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，取得了良好的教學(xué)效果。

5.結(jié)語

隨著FPGA的普及和知識(shí)產(chǎn)權(quán)核IP日益重視，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的硬件將不再是主導(dǎo)因素，而是全面轉(zhuǎn)向軟設(shè)計(jì)，使得板級(jí)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單和模塊化。為了培養(yǎng)能適應(yīng)電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才，將FPGA技術(shù)引入數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能很好地鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)開發(fā)能力和動(dòng)手能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，提高教學(xué)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。因此，將FPGA技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)必將成為今后數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的新方向。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

>> 基于研究性教學(xué)的數(shù)字電路與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革 數(shù)字電路課程教學(xué)方式改革的探討 數(shù)字電路課程的教學(xué)改革與研究 脈沖與數(shù)字電路課程教學(xué)模式改革探討 數(shù)字電路課程教學(xué)方法研究 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法的改進(jìn)與探討 中職學(xué)校提高《數(shù)字電路》課程教學(xué)質(zhì)量的探討 中職《數(shù)字電路制作與調(diào)試》課程教學(xué)評(píng)價(jià)方案的探討與實(shí)踐 數(shù)字電路課程的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)初探 數(shù)字電路課程的教學(xué)案例分析 談“數(shù)字電路”課程的教學(xué)改革 數(shù)字電路課程教學(xué)體會(huì) 基于項(xiàng)目教學(xué)模式的數(shù)字電路課程設(shè)置研究 如何提高《數(shù)字電路》課程教學(xué)質(zhì)量的研究 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在數(shù)字電路課程教學(xué)中的研究與應(yīng)用 數(shù)字電路課程改革的思考 數(shù)字電路教學(xué)體系改革的研究 數(shù)字電路教學(xué)架構(gòu)的與時(shí)俱進(jìn) 基于項(xiàng)目教學(xué)的高職電子產(chǎn)品數(shù)字電路分析與制作課程教學(xué)研究 《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》課程教學(xué)內(nèi)容及方法的改革與研究 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：.

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The Exploration of Study-based Teaching Applying in Digital Circuit Course

ZHANG Dan, CHENG Shu-wei, JIE Long-mei

(Colloge of Computer Science & Information Technology, Daqing Normal University, Daqing 163712, China)

篇6

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真;數(shù)字電路;課程改革;教學(xué)方法

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)07―0147―04

一 前言

數(shù)字電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)及通信類專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力,因此,生動(dòng)形象的課堂教學(xué)和全面的實(shí)驗(yàn)體系對(duì)教學(xué)效果和知識(shí)的應(yīng)用能力有著非常重要的作用。然而,由于實(shí)驗(yàn)儀器的的老舊,數(shù)量有限,使得實(shí)驗(yàn)的開出率以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展都受到限制。為順應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展,實(shí)施的現(xiàn)代化遠(yuǎn)程開放教育,將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路教學(xué)中。其中理論教學(xué)結(jié)合多種教學(xué)方法和現(xiàn)代化的教育技術(shù),將基礎(chǔ)知識(shí)和理論形象地表現(xiàn)出來,有助于學(xué)生理解。課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件將所學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際,并加以應(yīng)用,在此研究基礎(chǔ)上提出了基于虛擬仿真技術(shù)的所有電子技術(shù)課程教學(xué)的新模式。

二 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù),簡(jiǎn)稱VR,涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域。它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境――虛擬環(huán)境,可以逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界(甚至是不存在的)的事物和環(huán)境,人投入到這種環(huán)境中,立即有“親臨其境”的感覺,并可親自操作,與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互[1]。

計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù),是在多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合,是一種更高級(jí)的仿真技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征,并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實(shí)體。實(shí)體可以是模擬器,也可以是其他的虛擬仿真系統(tǒng),更多的是計(jì)算機(jī)。實(shí)體在虛擬仿真軟件所提供構(gòu)建的環(huán)境中相互作用,以表現(xiàn)客觀世界的真實(shí)特征。虛擬仿真技術(shù)的這種集成化、虛擬化與網(wǎng)絡(luò)化的特征,可以滿足現(xiàn)代教育的發(fā)展需求[1]。

三 課程教學(xué)的若干問題及改革研究

對(duì)于理論教學(xué)環(huán)節(jié),首先是教學(xué)內(nèi)容陳舊。當(dāng)前大中專院校所用的教材內(nèi)容都是十幾年前的,即便是近幾年出版的教材,也只是內(nèi)容的深淺不同,體系結(jié)構(gòu)基本相同。比如教材中主要說明的74LS系列的芯片在目前實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)被淘汰,真正是學(xué)的沒用,用的沒學(xué)?，F(xiàn)在的學(xué)生在學(xué)習(xí)中,非常關(guān)注所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性,如果不能學(xué)以致用,就影響到學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。因而在課程教學(xué)中要及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,講解傳統(tǒng)芯片的同時(shí)多介紹一些現(xiàn)在普遍使用的芯片,當(dāng)然也要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)程度,最大可能激發(fā)學(xué)生的興趣[3]。

其次是教學(xué)方法。常用的教學(xué)方法無非就是這幾種:講授法、討論法、談話法、閱讀指導(dǎo)法。根據(jù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)要求,不能一成不變的套用傳統(tǒng)的教學(xué)方法。這些方法對(duì)有些課程很有效,但是對(duì)計(jì)算機(jī)課程不一定全部適合,因此需要探索適合本課程需求的新的教學(xué)方法。筆者在教學(xué)中通常有如下幾種方法:講授法,這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法,教師口述基本事實(shí)、原理和推理過程。部分定理,原理及產(chǎn)品采用講授法。例舉法,就是以典型例題說明某個(gè)定理或元件的應(yīng)用,這是本課程用的最多的一種方法。在數(shù)字電路課程中有很多芯片的實(shí)際應(yīng)用,有些是針對(duì)某部分內(nèi)容的很典型的例子,這些例子對(duì)于學(xué)生理解和掌握此部分知識(shí)非常有用。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,就是教師布置一些運(yùn)用某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的題目,要求學(xué)生在課堂上有限的時(shí)間里做出來,并檢查完成情況。這樣學(xué)生對(duì)該節(jié)課所學(xué)知識(shí)從理論到應(yīng)用有了一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí),而且對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握得都比較透徹,這是近年來比較流行的一種教學(xué)方法,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程特有的一種教學(xué)方法,對(duì)提升教學(xué)效果有顯著作用。

再次是教學(xué)手段,不是單純的使用多媒體課件,而是結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)特點(diǎn)引入現(xiàn)代化教育技術(shù)和手段,很多典型例題用計(jì)算機(jī)仿真軟件在課堂驗(yàn)證,讓學(xué)生直觀形象地了解電路的工作情況,從而掌握電路或芯片的應(yīng)用。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),首先是實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)陋。很多高校數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括我校仍然使用老式實(shí)驗(yàn)箱,即由固定數(shù)字電路芯片搭建的實(shí)驗(yàn),學(xué)生只能按實(shí)驗(yàn)教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)按步驟做固定的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是以芯片講解為主,目的是對(duì)芯片功能進(jìn)行驗(yàn)證。因此學(xué)生把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)完成任務(wù),實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)沒有促進(jìn)教學(xué),相反影響了教學(xué)效果。很多新的芯片不能認(rèn)識(shí)和實(shí)踐,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)際應(yīng)用的要求嚴(yán)重脫節(jié)。其次在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化,個(gè)別元件被損壞或接觸不良,導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,出現(xiàn)一些問題,電路連接完全正確,但是就是得不到正確結(jié)果,結(jié)果費(fèi)了很多時(shí)間去排除故障,這樣做實(shí)驗(yàn)當(dāng)然激發(fā)不了學(xué)生的興趣,相反還會(huì)阻礙他們進(jìn)一步探索。再次,由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只能停留在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)層次,學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合應(yīng)用能力都得不到提高,利用電子電路的計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件multisilm10就可以解決這個(gè)問題,利用這個(gè)軟件可以自行設(shè)計(jì)集成電路,綜合應(yīng)用各種芯片,完成所有的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)[4]。在教學(xué)實(shí)施中,根據(jù)學(xué)生情況分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

四 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用

1 課堂教學(xué)中的應(yīng)用

在課堂講到門電路的工作原理或集成電路的應(yīng)用時(shí),可以現(xiàn)場(chǎng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件演示電路的工作過程,使學(xué)生更好地理解門電路的工作原理和芯片的工作情況。從而掌握電路的應(yīng)用。這樣,教學(xué)過程是由原理到應(yīng)用,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由抽象到現(xiàn)實(shí),循序漸進(jìn)地完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。數(shù)字電路的基本單元是門電路,那么理解其工作原理非常重要,但是此部分對(duì)于大部分同學(xué)來說都是難點(diǎn),如何突破這個(gè)難點(diǎn)呢?利用軟件建立仿真電路,真實(shí)地展現(xiàn)輸出電壓隨輸入電壓的變化情況,就會(huì)獲得很好的效果。下面是利用仿真軟件說明TTL與非門工作原理的課堂實(shí)例:

(1) Vi=0V,輸入接低電平。那么Q1導(dǎo)通,Vb1=0.8V,Ib5

(2) Vi=3.6V,輸入高電平。那么Q1的發(fā)射極電流從發(fā)射極(0.852mA)流入,從集電極流出,Q1的發(fā)射極和集電極倒置狀態(tài)。Vb1=2.443V,Vb5=0.843V,Vbc1+Vbe2=2.443-0.843=1.6V,導(dǎo)致Q2、Q5導(dǎo)通。由于Vc2=0.886V,Q4、Q5截止。輸出Vo=0.018V。其電路仿真如圖2:

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

大學(xué)生需要有獨(dú)立的設(shè)計(jì)能力和對(duì)電子器件的綜合應(yīng)用能力,這就決定了本課程的實(shí)驗(yàn)體系應(yīng)該是三個(gè)層次,在簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上必須開設(shè)有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。然而實(shí)驗(yàn)室有限的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱只能做幾個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),無法滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)備要求。但是,利用電子電路的計(jì)算機(jī)仿真軟件就可以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室,提供所需要的一切電子元件和芯片,搭建任意難度,任意復(fù)雜的電路,并驗(yàn)證其正確性。同時(shí)利用仿真軟件的可配置性,配合適當(dāng)?shù)碾娐房勺龀龆喾N不同的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)課程中,提前給出了三種實(shí)驗(yàn)的一些題目和內(nèi)容,要求驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)必須都完成,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可選做一至兩個(gè),綜合性實(shí)驗(yàn)選做一個(gè)。下面簡(jiǎn)要說明學(xué)生利用仿真軟件選做的數(shù)字電子鐘邏輯電路的設(shè)計(jì)實(shí)例。

要求用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分秒的數(shù)字電子鐘,選用器材主要有:安裝有仿真軟件的計(jì)算機(jī)若干臺(tái),集成電路(CD4060、74LS74、74LS161、74LS248),晶振、電阻、電容若干,數(shù)碼顯示管,三極管、開關(guān)若干。

提示設(shè)計(jì)方案,包括數(shù)字電子鐘的電路框圖和四個(gè)主要模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),學(xué)生依據(jù)電路框圖和提示信息設(shè)計(jì)邏輯電路圖,并將其在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中用仿真電路實(shí)現(xiàn)。下面給出數(shù)字電子鐘的電路框圖。

篇幅所限,參考電路就不給出,但是通過這個(gè)實(shí)例可以看出虛擬仿真技術(shù)在課程實(shí)驗(yàn)中的重要作用。不但節(jié)省很多設(shè)備購置費(fèi)用,不受地點(diǎn)和環(huán)境的限制,而且和真實(shí)實(shí)驗(yàn)具有相同的效果。既然如此,為什么不廣泛應(yīng)用呢?

五 總結(jié)

論文對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)提出很多問題,在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中對(duì)這些問題進(jìn)行了探索,將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)引入教學(xué)中,采用現(xiàn)代化教育手段進(jìn)行課程改革。課堂教學(xué)提出了很多適合本課程并行之有效的教學(xué)方法,重要電路工作情況的計(jì)算機(jī)仿真演示,部分例題的計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證,增強(qiáng)其直觀性和真實(shí)性,加強(qiáng)學(xué)生的理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也利用計(jì)算機(jī)仿真軟件,采用虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,擴(kuò)充建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室,擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在無需花費(fèi)很大代價(jià)的情況下,滿足了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的條件,從而完成三個(gè)層次實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)。在本文的研究基礎(chǔ)上,可將虛擬仿真技術(shù)推廣應(yīng)用到所有電子技術(shù)課程教學(xué)中,引發(fā)電子技術(shù)課程改革的新局面。

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篇7

關(guān)鍵詞：時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換；環(huán)形門延時(shí)鏈；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列；集成電路設(shè)計(jì)

Design of Digital TDC Circuit Based on the Gate Time Delay

LI Da-peng1, XU Dong-ming1 , CHEN Wen-xuan2

（1.Xi‘a(chǎn)n University of Posts and Telcommunications Xi‘a(chǎn)n 710061,China;

2.Xi‘a(chǎn)n Supermicro Electronics Co., LTD Xi‘a(chǎn)n 710061,China）

Abstract: In order to improve the measuring range of the TDC circuit and its resolution ,to ensure that the measuring results are correct and effective ,this paper puts forward a kind of digital TDC circuit design method. It can reduce the circuit scale and can be easily ported to other systems. This paper uses the language of Veriolg HDL to design the circuit in RTL level and passes the timing simulation and FPGA verification at last. It achieves the requirements of wide range and high precision by using the gate time delay method and reduce the logic resources consumption. The count results are correct and stable.

Key words: TDC; RDL; FPGA; IC design 1引言

時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換（TDC）技術(shù)在航空航天、測(cè)距、計(jì)量、測(cè)量等領(lǐng)域中有著重要的地位和廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路可分為模擬、數(shù)字和數(shù)模混合三個(gè)類別?；谀M技術(shù)實(shí)現(xiàn)的TDC電路暴露出了其工作不穩(wěn)定、易受外界噪聲、溫度和電壓干擾等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，不適用于大量程高精度的測(cè)量[6]，限制了這種技術(shù)的發(fā)展。隨著數(shù)字集成電路技術(shù)和CMOS工藝的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)的TDC電路具有工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低、可移植性好、工作穩(wěn)定、電路面積小等優(yōu)點(diǎn)，很好地解決了上述問題，有效地提高了測(cè)量精度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍。本文提出一種基于門延時(shí)線的全數(shù)字TDC電路的設(shè)計(jì)方案，并通過ModelSim SE 6.2b軟件和FPGA芯片對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行時(shí)序仿真和硬件測(cè)試驗(yàn)證，介紹了該方案的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程。

2TDC測(cè)量原理

TDC是時(shí)間測(cè)量的基本手段和常用技術(shù)，其測(cè)量原理是將攜帶時(shí)間信息的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而完成時(shí)間信息的測(cè)量。數(shù)字TDC電路是以信號(hào)通過內(nèi)部門電路的傳播延遲來進(jìn)行高精度時(shí)間間隔[4]測(cè)量的。換句話說，就是它計(jì)算了在一定的時(shí)間間隔內(nèi)START測(cè)量信號(hào)在延時(shí)單元中通過反相器的個(gè)數(shù)，利用信號(hào)通過邏輯門的絕對(duì)時(shí)間延遲來精確量化時(shí)間間隔。圖1顯示了這種TDC測(cè)量時(shí)間的主要構(gòu)架。

TDC測(cè)量的時(shí)序如圖2所示：當(dāng)系統(tǒng)初始化結(jié)束后、START信號(hào)有效時(shí)，啟動(dòng)精細(xì)計(jì)數(shù)器單元和粗值計(jì)數(shù)器單元，開始計(jì)數(shù)，此時(shí)鎖存器單元不鎖存數(shù)據(jù)。當(dāng)STOP通道接收到了STOP信號(hào)，STOP通道里面的寄存器就會(huì)記錄下STOP信號(hào)進(jìn)入TDC時(shí)START信號(hào)經(jīng)過反相器的個(gè)數(shù)。鎖存器里保存的數(shù)據(jù)將作為精細(xì)計(jì)數(shù)部分的結(jié)果。START信號(hào)和STOP信號(hào)之間的參考時(shí)鐘有效沿的個(gè)數(shù)將作為粗值計(jì)數(shù)器的結(jié)果，表示START信號(hào)在環(huán)形延時(shí)線中所走過的圈數(shù)。由兩個(gè)計(jì)數(shù)結(jié)果和單個(gè)非門的延遲時(shí)間可計(jì)算出一次測(cè)量的時(shí)間間隔。這個(gè)測(cè)量結(jié)果往往存在較大的誤差，通常的處理方法是通過對(duì)TDC電路的校準(zhǔn)來補(bǔ)償由溫度和電壓變化而引起的誤差。校準(zhǔn)是通過測(cè)量一個(gè)和兩個(gè)參考時(shí)鐘的時(shí)鐘周期完成的。經(jīng)校準(zhǔn)后的測(cè)量結(jié)果如表達(dá)式（1）所示：T=Tref（Cc+（Fc1+Fc2））/（Cal2-Cal1） （1）。式中Tref為參考時(shí)鐘的時(shí)鐘周期，Cc為兩次測(cè)量之間看考時(shí)鐘的周期數(shù)，F(xiàn)c1為START信號(hào)到相鄰參考時(shí)鐘上升沿的間隔時(shí)間，F(xiàn)c2為STOP信號(hào)到相鄰參考時(shí)鐘上升沿的間隔時(shí)間，Cal2為兩個(gè)校準(zhǔn)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期，Cal1為一個(gè)校準(zhǔn)時(shí)鐘的時(shí)鐘周期。

3整體電路設(shè)計(jì)

目前，實(shí)現(xiàn)TDC的技術(shù)有時(shí)間放大、游標(biāo)卡尺、電流積分等多種技術(shù)，基于延時(shí)線的TDC技術(shù)[5]利用的是精細(xì)計(jì)數(shù)與基于時(shí)鐘的粗計(jì)數(shù)相結(jié)合的測(cè)量組合技術(shù)，測(cè)量精度可達(dá)到單個(gè)門的延時(shí)。

該TDC電路的原理如圖3所示。該圖包含了圖1的前三部分。該電路由環(huán)形門延時(shí)電路、鎖存器及異或電路和編碼器電路組成。

3.1 環(huán)形門延時(shí)電路

環(huán)形門延時(shí)電路[3]就是一個(gè)環(huán)形的延時(shí)線，它的功能是記錄START信號(hào)在該電路中的位置。傳統(tǒng)的線形延時(shí)線只適合小量程的測(cè)量，而對(duì)于大量程高精度的測(cè)量來說，線形延時(shí)電路所需的門電路的數(shù)量增大，導(dǎo)致電路規(guī)模龐大，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。將電路的首尾相接組成環(huán)路，利用環(huán)形延時(shí)的方式控制了電路的規(guī)模。該電路的第一個(gè)反相延遲采用的是二輸入的與非門，其中的一個(gè)端口與環(huán)形延時(shí)電路最后一個(gè)非門的輸出端相接，另一端接START信號(hào)，這樣處理可以讓START信號(hào)對(duì)整個(gè)測(cè)量進(jìn)行很好的控制。當(dāng)初始化結(jié)束后，START信號(hào)到來時(shí)，開始測(cè)量。START信號(hào)在環(huán)形延時(shí)線中進(jìn)行延遲傳輸，由于偶數(shù)個(gè)非門的輸出端口再接一個(gè)反相器，這樣環(huán)形延時(shí)電路最后的輸出端可進(jìn)行并行延時(shí)輸出，將結(jié)果寫入鎖存器及異或電路的寄存器當(dāng)中，記錄START信號(hào)走過的位置信息和走過的非門個(gè)數(shù)。當(dāng)STOP信號(hào)到來時(shí)，START信號(hào)到達(dá)的非門的輸出會(huì)與START信號(hào)同相，完成了START信號(hào)在該電路中的延遲傳輸。

3.2 鎖存器及異或電路

鎖存器及異或電路的功能是鎖定START信號(hào)在環(huán)形門延時(shí)電路中所到達(dá)的位置和走過的非門個(gè)數(shù)，并將鎖存器記錄的信息送給異或門組電路進(jìn)行處理，將異或門電路的輸出信息送給下面的編碼器電路。鎖存器使用的觸發(fā)信號(hào)與停止信號(hào)相同，即STOP信號(hào)，這樣處理保證了鎖存器的工作與時(shí)間測(cè)量是同步進(jìn)行的。

常用的鎖存器電路如圖4所示，它使用了一系列D觸發(fā)器，同時(shí)使用同一個(gè)STOP信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而本部分電路定義和使用了一個(gè)總線結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器來鎖定START信號(hào)的位置和記錄相關(guān)信息，這樣做減少了D觸發(fā)器單元的使用，避免初始化過程和測(cè)量過程中出現(xiàn)意外的結(jié)果，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3.3 編碼器電路

編碼器電路的功能是對(duì)鎖存器及異或電路的輸出進(jìn)行編碼。在前一部分電路中，START信號(hào)到達(dá)的那個(gè)非門所對(duì)應(yīng)的異或門的輸出為1，其它的異或門的輸出都為0，這樣可用一個(gè)編碼器電路對(duì)異或門組電路的輸出信號(hào)進(jìn)行編碼，通過編碼器輸出的編碼可以快速準(zhǔn)確地確定START信號(hào)所到達(dá)的位置和在環(huán)形門延時(shí)電路中走過非門的個(gè)數(shù)。同時(shí)，編碼器電路的編碼結(jié)果將作為精細(xì)計(jì)數(shù)的結(jié)果，也作為總計(jì)數(shù)值的低位輸出值。

3.4 粗計(jì)數(shù)器電路

粗計(jì)數(shù)器電路的功能是對(duì)START信號(hào)之后的參考時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，STOP信號(hào)也是其停止信號(hào)，使用鎖存器及異或電路的部分存儲(chǔ)單元記錄計(jì)數(shù)的結(jié)果，保證計(jì)數(shù)器輸出的準(zhǔn)確性。該電路的輸出作為總計(jì)數(shù)值的高位，與編碼器的編碼結(jié)果即低位輸出值和起來即為總計(jì)數(shù)值，將得到的總計(jì)數(shù)值與單個(gè)非門的延遲時(shí)間相乘，經(jīng)校準(zhǔn)后得到最后的測(cè)量結(jié)果，這樣就完成了一次TDC的時(shí)間測(cè)量。

4仿真驗(yàn)證

本設(shè)計(jì)采用Verilog HDL語言對(duì)TDC電路進(jìn)行了RTL級(jí)的描述[1]，用ModelSim SE 6.2b對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真，經(jīng)過FPGA驗(yàn)證[2]后，各功能都得到正確的實(shí)現(xiàn)。圖5給出了TDC電路部分RTL級(jí)仿真波形。經(jīng)過FPGA驗(yàn)證，測(cè)量范圍可達(dá)到1.2μs，測(cè)量精度可達(dá)到60ps。

5結(jié)束語

本文結(jié)合目前TDC測(cè)量電路的設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)地提出了一種大量程高精度數(shù)字TDC電路的設(shè)計(jì)方法。該方法巧妙地運(yùn)用調(diào)用模塊和使用總線結(jié)構(gòu)的思想，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字TDC電路的測(cè)量。隨著TDC電路的不斷發(fā)展和完善，如何實(shí)現(xiàn)大量程和高精度的準(zhǔn)確測(cè)量成為今后發(fā)展的趨向。本文在詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，給出了時(shí)序仿真波形，經(jīng)過驗(yàn)證，滿足設(shè)計(jì)要求。

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作者簡(jiǎn)介

李大鵬，碩士生，通信專用集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)字；集成電路；構(gòu)成；系統(tǒng)；測(cè)試技術(shù)

高新技術(shù)的快速發(fā)展，帶來的是產(chǎn)品質(zhì)量的提升和成本的降低。對(duì)于現(xiàn)階段的工作而言，測(cè)試的具體流程、測(cè)試的具體方法，都對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本產(chǎn)生了較大的影響。數(shù)字集成電路系統(tǒng)作為現(xiàn)階段的主流系統(tǒng)，其基本的構(gòu)成涉及功能的實(shí)現(xiàn)，其測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步涉及產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為此，在分析數(shù)字集成電路系統(tǒng)的過程中，需要在不同的模塊，投入相應(yīng)的時(shí)間和精力，完成系統(tǒng)的階段性進(jìn)步。在此，本文主要對(duì)數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本構(gòu)成與測(cè)試技術(shù)展開討論。

1數(shù)字集成電路系統(tǒng)基本構(gòu)成

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在目前的應(yīng)用是比較廣泛的，其在很多方面都具有較大的積極作用。隨著時(shí)間的推移，現(xiàn)有的數(shù)字集成電路系統(tǒng)，集合了過去的很多優(yōu)點(diǎn)，在多方面均表現(xiàn)出了較大的積極作用。從構(gòu)成來看，數(shù)字集成電路系統(tǒng)主要是將元器件以及連線，有效地集成于同一個(gè)半導(dǎo)體的芯片之上，從而完成的數(shù)字邏輯電路或者系統(tǒng)。在劃分?jǐn)?shù)字集成電路系統(tǒng)的過程中，可根據(jù)數(shù)字集成電路中，包含的具體門電路、具體的器件數(shù)量，劃分為小規(guī)模的集成電路、中規(guī)模的集成電路、大規(guī)模的集成電路等。

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在組成方面主要包括2個(gè)內(nèi)容，分別為組合邏輯和寄存器（觸發(fā)器）。組合邏輯經(jīng)過分析后，發(fā)現(xiàn)其是由基本門組成的一系列函數(shù)，在輸出的工作中，僅僅與當(dāng)前的輸入具有密切的關(guān)聯(lián)。倘若表現(xiàn)為組合邏輯，那么在運(yùn)行的過程中，就只能完成邏輯的運(yùn)算。在時(shí)序電路方面，除了包含基本門之外，還包含存儲(chǔ)元件用例，保存過去的信息。因此，時(shí)序電路的穩(wěn)態(tài)輸出，不僅僅與當(dāng)前的輸入具有密切的關(guān)系，同時(shí)還與過去的輸入所形成的狀態(tài)具有比較密切的關(guān)系。在時(shí)序電路方面，其在有效完成邏輯運(yùn)算的同時(shí)，還可以將具體的處理結(jié)果進(jìn)行暫時(shí)的存儲(chǔ)，以此對(duì)下一次的運(yùn)算提供便利。

2數(shù)字集成電路系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)

對(duì)于數(shù)字集成電路系統(tǒng)而言，其在目前的發(fā)展中，除了基本構(gòu)成不斷豐富外，測(cè)試技術(shù)也在很大程度上取得了提升。目前，數(shù)字集成電路系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，不僅獲得了較多的數(shù)據(jù)和資料，同時(shí)在多方面實(shí)現(xiàn)了數(shù)字系統(tǒng)本身的進(jìn)步。

2.1功能測(cè)試

在數(shù)字集成電路系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)當(dāng)中，功能測(cè)試是比較重要的組成部分，其在很多方面都具有較大的積極作用。從客觀的角度來分析，功能測(cè)試的實(shí)施，其目的在于驗(yàn)證電路的設(shè)計(jì)和使用是否完成了預(yù)期的效果。功能測(cè)試在開展時(shí)，其基本過程如下：（1）從輸入端施加若干的激勵(lì)信號(hào)，也就是常說的測(cè)試圖形。（2）在操作當(dāng)中，需要按照電路規(guī)定的具體頻率，有效地施加到被測(cè)試的器件當(dāng)中，這一操作需要仔細(xì)進(jìn)行，避免出現(xiàn)任何形式上的紕漏。（3）要根據(jù)兩者的相同情況、差異情況等，對(duì)具體的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析，以此來更好地判定電路功能是否達(dá)到了正常的狀態(tài)。

測(cè)試圖形在應(yīng)用過程中是檢驗(yàn)器件功能的重要途徑，獲得了業(yè)內(nèi)的高度認(rèn)可。從理論上來分析，一個(gè)比較好的測(cè)試圖形，本身所具有的特點(diǎn)是非常突出的：（1）測(cè)試圖形必須具有較高的故障覆蓋率，這樣才能更好地測(cè)試不同類型的故障。（2）測(cè)試圖形必須具有較短的測(cè)試時(shí)間。以往的測(cè)試花費(fèi)大量的精力和時(shí)間，得到的結(jié)果卻不精確。因此，針對(duì)測(cè)試圖形的測(cè)試時(shí)間，要求是比較嚴(yán)格的。（3）測(cè)試圖形必須針對(duì)被測(cè)器件的故障、工藝缺陷進(jìn)行檢測(cè)，提高被測(cè)器件的功能測(cè)試準(zhǔn)確度。

由此可見，在功能測(cè)試過程中，測(cè)試電路的具體質(zhì)量，會(huì)與測(cè)試矢量的精度具有比較密切的關(guān)系。例如，組合電路測(cè)試生成算法，其主要包括窮舉法、代數(shù)法等等?？筛鶕?jù)實(shí)際的需求，選擇合理的方法來完成。

2.2直流參數(shù)的測(cè)試

數(shù)字集成電路系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)還能夠針對(duì)較多的重要指標(biāo)，完成相應(yīng)的測(cè)試工作。直流參數(shù)的測(cè)試是目前比較關(guān)注的問題。從測(cè)試技術(shù)的角度來分析，直流測(cè)試是用來確定器件點(diǎn)參數(shù)的穩(wěn)態(tài)，確保器件可以更加穩(wěn)定的運(yùn)行。從方法上來分析，直流參數(shù)的測(cè)試方法比較多樣化，目前常用的包括接觸測(cè)試、漏電電流測(cè)試、轉(zhuǎn)換電平測(cè)試等。

接觸測(cè)試在應(yīng)用過程中，雖然操作比較簡(jiǎn)單，但需要在細(xì)節(jié)上有所把握。例如，該測(cè)試在具體的應(yīng)用當(dāng)中，需要充分的保證測(cè)試的接口與器件可以正常的連接。同時(shí)，在測(cè)量輸入和輸出方面，應(yīng)根據(jù)管腳保護(hù)二極管的具體壓降情況，觀察連接性是否達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的要求。如果要求未滿足，則要重新連接。

漏電測(cè)試是一種比較特殊的測(cè)試方法，其在應(yīng)用過程中表現(xiàn)出了很大的優(yōu)異性。在實(shí)際的工作當(dāng)中，漏電流的出現(xiàn)，主要是由于器件內(nèi)部和輸入管腳之間出現(xiàn)了問題，多數(shù)情況下，二者的絕緣氧化膜在生產(chǎn)過程中，表現(xiàn)為特別薄的狀態(tài)，進(jìn)而引起了類似短路的情況。最終，導(dǎo)致電流通過，形成漏電流。漏電測(cè)試的方法會(huì)針對(duì)該項(xiàng)參數(shù)的具體測(cè)試，以此來更好地對(duì)器件輸入、輸出的負(fù)載特性進(jìn)行較好的分析，實(shí)現(xiàn)從源頭測(cè)試。

轉(zhuǎn)換電平測(cè)試在目前的應(yīng)用中，隸屬于針對(duì)性較強(qiáng)的一類測(cè)試方法。轉(zhuǎn)換電平測(cè)試在應(yīng)用當(dāng)中，會(huì)通過反復(fù)的運(yùn)行功能測(cè)試的方法，針對(duì)導(dǎo)致功能測(cè)試失效的臨界電壓值進(jìn)行測(cè)試和分析，確定轉(zhuǎn)換電平。從技術(shù)上來分析，轉(zhuǎn)換電平測(cè)試的應(yīng)用，在很多方面都充分反映了器件抗噪聲的能力水平，是一項(xiàng)非常重要的測(cè)試技術(shù)。

2.3交流參數(shù)的測(cè)試

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在現(xiàn)階段的研究中，獲得了很多的積極成果，將成果廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試技術(shù)的較大提升。交流參數(shù)的測(cè)試，是數(shù)字集成電路系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的重點(diǎn)表現(xiàn)，其在很多方面都是非常重要的一項(xiàng)指標(biāo)。

從具體的測(cè)試層面來分析，交流參數(shù)的測(cè)試工作主要是測(cè)量器件晶體管轉(zhuǎn)換狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)出的時(shí)序關(guān)系。執(zhí)行該項(xiàng)測(cè)試的目的在于，確保器件能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)生正常的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。操作過程中，比較常用的交流測(cè)試方法、包括傳輸延時(shí)測(cè)試的方法、建立和保持時(shí)間測(cè)試的方法等。

3測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字集成電路系統(tǒng)在基本構(gòu)成獲得不斷的深化后，測(cè)試技術(shù)也獲得了較大的提升。二者互相輔助造成了良性循環(huán)，并且創(chuàng)造出了較大的價(jià)值。相對(duì)而言，測(cè)試技術(shù)在獲得了深化后，應(yīng)在具體的應(yīng)用上作出足夠的努力，僅僅在理論上進(jìn)行研究，并不能創(chuàng)造太多的價(jià)值。我國目前對(duì)技術(shù)的研究是非常重視的，很多工作都達(dá)到了較為重要的階段。數(shù)字集成電路系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)作為影響多領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)，必須得到廣泛的應(yīng)用。

例如，現(xiàn)在使用的泰瑞達(dá)（Teradyne）公司生產(chǎn)的J750，HILEVEL生產(chǎn)的ETS770。這些都是非常先進(jìn)的半導(dǎo)體自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。其中泰瑞達(dá)可為半導(dǎo)體電路提供測(cè)試解決方案，它擁有模擬、混合信號(hào)、存儲(chǔ)器及VLSI器件測(cè)試所有領(lǐng)域的測(cè)試設(shè)備。并且該機(jī)器是低成本高性能并行測(cè)試機(jī)，采用windows操作系統(tǒng)，人機(jī)界面友好、簡(jiǎn)單；基于板卡的硬件架構(gòu)，維護(hù)性好；配上MSO，基本能滿足SoC的測(cè)試需求，有著較高的測(cè)試性價(jià)比。而HILEVEL生產(chǎn)的ETS770的優(yōu)點(diǎn)是器件可以通過測(cè)試小板很方便地與測(cè)試系統(tǒng)相連，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片進(jìn)行快速的邏輯功能驗(yàn)證，測(cè)試編程界面全為窗口式，快速簡(jiǎn)捷，易于掌握。總之，每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)都有各自的硬件配置和程序開發(fā)環(huán)境，需要測(cè)試工程師根據(jù)每個(gè)測(cè)試器件的邏輯結(jié)構(gòu)和電特性制定合理的測(cè)試流程，最大限度地發(fā)揮每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的資源優(yōu)勢(shì)。

由此可見，數(shù)字集成電路系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)在應(yīng)用層面，表現(xiàn)出了較大的積極作用，總體上創(chuàng)造出的價(jià)值是非常值得肯定的。今后，應(yīng)該在多方面針對(duì)數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本構(gòu)成，針對(duì)測(cè)試技術(shù)，開展深入的研究。一方面要不斷地健全數(shù)字集成電路系統(tǒng)的基本組成，豐富內(nèi)容；另7y面需健全測(cè)試技術(shù)體系，從多個(gè)方面來提高技術(shù)的功能性和可操作性。

篇9

一、元數(shù)據(jù)自動(dòng)采集需求分析

元數(shù)據(jù)是描述文件背景、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及其整個(gè)管理過程的數(shù)據(jù)。不同于傳統(tǒng)意義上的著錄,元數(shù)據(jù)內(nèi)涵更豐富,功能更全面,要求更嚴(yán)格,不可能由檔案管理人員在文件歸檔后進(jìn)行著錄,更不可能由形成機(jī)構(gòu)文件管理人員或業(yè)務(wù)人員手工錄入。元數(shù)據(jù)需要全程規(guī)劃,需要嵌入系統(tǒng),需要實(shí)時(shí)自動(dòng)采集,需要真實(shí)、動(dòng)態(tài)地再現(xiàn)電子文件管理的背景信息及過程信息。實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,是元數(shù)據(jù)自身管理的要求,也是形成機(jī)構(gòu)實(shí)際業(yè)務(wù)的需求。

(1)元數(shù)據(jù)管理要求

國際標(biāo)準(zhǔn)《信息與文獻(xiàn)電子辦公環(huán)境中文件管理原則與功能要求》(ISO 16175 1-3)一再強(qiáng)調(diào),文件管理元數(shù)據(jù)(metadata)包括“識(shí)別、認(rèn)證文件和文件背景關(guān)聯(lián)等信息以及生成、管理、維護(hù)和使用文件的人員、流程和系統(tǒng)的信息,文件管理政策”。只有伴有界定了關(guān)鍵特征元數(shù)據(jù)的文件才是真實(shí)有效的文件,這些特征必須被清晰地記錄下來。元數(shù)據(jù)在文件捕獲點(diǎn)上對(duì)文件進(jìn)行詳細(xì)說明,固化文件與其業(yè)務(wù)背景的關(guān)聯(lián),對(duì)文件實(shí)施管理控制。在整個(gè)生命周期中,新的元數(shù)據(jù)不斷伴隨業(yè)務(wù)的開展、提供利用而持續(xù)增加,以長(zhǎng)期保證真實(shí)性、完整性、可靠性、可用性,使得對(duì)文件的管理成為可能。

在電子文件管理系統(tǒng)中必須實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的有效管理。電子文件管理系統(tǒng)(ERMS)作為專門用于對(duì)文件的維護(hù)和處置予以管理的系統(tǒng),具有如下屬性:在背景中生成文件;管理和維護(hù)文件;依據(jù)要求的時(shí)間長(zhǎng)度維護(hù)文件;文件管理元數(shù)據(jù)要可以設(shè)定。

作為描述文件背景、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及其整個(gè)管理過程的數(shù)據(jù),元數(shù)據(jù)最大的特征是動(dòng)態(tài)性,動(dòng)態(tài)地再現(xiàn)文件生成、流轉(zhuǎn)、管理的全過程,在整個(gè)生命周期中為電子文件(包括由此轉(zhuǎn)化而成的電子檔案)的真實(shí)、完整、可靠、可用保駕護(hù)航。元數(shù)據(jù)的重要價(jià)值在于還原文件的背景信息,反映其所生成的政策法規(guī)和技術(shù)環(huán)境,顯示與其他文件以及業(yè)務(wù)行為責(zé)任者等的各種關(guān)系,克服電子文件虛擬存在的局限?？梢?元數(shù)據(jù)記錄和反映的這些錯(cuò)綜復(fù)雜、動(dòng)態(tài)變化的信息已經(jīng)無法僅僅依靠手工進(jìn)行記錄,必須嵌入系統(tǒng),由系統(tǒng)自動(dòng)判斷、計(jì)算與識(shí)別,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)采集元數(shù)據(jù)是元數(shù)據(jù)自身管理的要求。

(2)機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)需求

電子文件的特點(diǎn)決定了對(duì)元數(shù)據(jù)的采集必須前置,由前端形成機(jī)構(gòu)伴隨業(yè)務(wù)活動(dòng)的開展和其間文件的形成進(jìn)行采集與管理?！段臅愲娮游募獢?shù)據(jù)方案》(以下簡(jiǎn)稱《元數(shù)據(jù)方案》)給出了88項(xiàng)元數(shù)據(jù)元素,其中80%需要形成機(jī)構(gòu)進(jìn)行采集,而且過程性元數(shù)據(jù)需要反復(fù)著錄,側(cè)重記錄電子文件生成的技術(shù)環(huán)境與業(yè)務(wù)過程信息,所涉問題難度大且較復(fù)雜。特別是《元數(shù)據(jù)方案》中規(guī)定的一些元數(shù)據(jù)項(xiàng)存在“宏觀”或“籠統(tǒng)”的情況,比如元數(shù)據(jù)中“日期”項(xiàng),如不結(jié)合文件生成、運(yùn)轉(zhuǎn)、處置的流程予以細(xì)化,則無法確定采集節(jié)點(diǎn)和采集方式;僅從文件生成流程來看,面臨著起草、會(huì)商、審核、簽發(fā)等諸多“日期”,哪些日期最為關(guān)鍵、哪些應(yīng)作為元數(shù)據(jù)予以采集、在文件生命周期中是否重復(fù)元數(shù)據(jù)以及如何采集等,都需要結(jié)合機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)流程和相關(guān)規(guī)范深入研究,并實(shí)施精細(xì)化管理。對(duì)文件形成機(jī)構(gòu)(即業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu))而言,因?yàn)樵獢?shù)據(jù)管理而徒增繁重手工著錄工作量,造成人力物力財(cái)力的巨大浪費(fèi),進(jìn)而影響機(jī)構(gòu)工作效率與績(jī)效。需要指出的是,元數(shù)據(jù)并不是獨(dú)立的,而是與機(jī)構(gòu)自身電子文件管理基礎(chǔ)密不可分。沒有科學(xué)的電子文件、檔案一體化全程管理流程,沒有完備的電子文件元數(shù)據(jù)管理功能要求,便無法構(gòu)建完善的元數(shù)據(jù)管理方案。因此,本文的研究?jī)?nèi)容是綜合性的,從狹義來講是電子公文元數(shù)據(jù)自動(dòng)采集方案;從廣義來講是機(jī)構(gòu)電子文件管理方案。

二、元數(shù)據(jù)自動(dòng)采集原則

(1)基于檔案管理的基本原則

1.來源原則。元數(shù)據(jù)采集雖然通過對(duì)電子文件信息加以采集、提煉、分析和組織,揭示文件、檔案的內(nèi)容及其產(chǎn)生規(guī)律,但是仍然以尊重檔案的本質(zhì)屬性和規(guī)律為前提,在采集時(shí)注重體現(xiàn)電子文件來源,使機(jī)構(gòu)中同一來源的電子文件通過元數(shù)據(jù)采集得到集中反映,使元數(shù)據(jù)與檔案的來源相聯(lián)系,以此通過元數(shù)據(jù)揭示同一來源的檔案、文件之間的各種聯(lián)系,為檔案、文件的理解與利用提供來源方面的背景信息。

2.有機(jī)聯(lián)系原則。有機(jī)聯(lián)系原則也是檔案管理的基本原則,是指系統(tǒng)中文件及組成系統(tǒng)的諸要素之間需保持時(shí)空上的相互聯(lián)系。由于電子文件是以二進(jìn)制代碼的形式分散存在于計(jì)算機(jī)之中,因此保持文件之間的有機(jī)聯(lián)系顯得尤為重要,而要保持這種有機(jī)聯(lián)系,必須依賴于元數(shù)據(jù)。以此原則為導(dǎo)向的元數(shù)據(jù)采集實(shí)質(zhì)上就是電子文件信息的系統(tǒng)化增值過程,其目的是把分散的文件信息轉(zhuǎn)化為互相聯(lián)系、系統(tǒng)的信息流,形成！更高級(jí)的信息產(chǎn)品,滿足用戶的特定利用需求。通過元數(shù)據(jù)采集與管理過程,使大量文件特征信息加以系統(tǒng)化和組織化,有效控制檔案、文件信息揭示的數(shù)量和質(zhì)量,克服檔案、文件查詢和利用的困難,提高檢索效率,節(jié)省查詢成本和精力耗費(fèi),實(shí)現(xiàn)價(jià)值增益。

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)專業(yè) 課程進(jìn)度 數(shù)字電路與設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.132

“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是電氣信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程是后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的先修課程和基礎(chǔ)，是學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動(dòng)的必備知識(shí)，是解決工程實(shí)際問題的重要理論和方法，結(jié)合目前的實(shí)際情況，對(duì)數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行改革。

1 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的本質(zhì)

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)必修的一門重要課程。該課程中介紹了與數(shù)字系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)，體系等。設(shè)置這門課程的重要性在于讓學(xué)生能夠更好地了解數(shù)字計(jì)算機(jī)和其他系統(tǒng)的基本邏輯電路，能夠熟練運(yùn)用課程中所學(xué)到的知識(shí)并在實(shí)際操作中對(duì)案例進(jìn)行分析，客觀地提出要求。

通過這門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，可以加強(qiáng)同學(xué)的邏輯思維能力，落實(shí)到具體工作中，可以解決具體問題，可以對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行檢測(cè)，并有一定的創(chuàng)新能力。數(shù)字電路課程教學(xué)之所以進(jìn)行改革是為了提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施的了解，為日后的學(xué)習(xí)做鋪墊。我們從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度劃分，可以把其課程分為：分析電路，數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)，微機(jī)原理等。從這些課程不難看出，數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)起的是承上啟下的作用。

2 電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用加快了數(shù)字電路的發(fā)展

現(xiàn)階段，是科技的時(shí)代，電子技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用廣泛，電子元素是計(jì)算機(jī)和電路不可缺少的構(gòu)成元素。國民經(jīng)濟(jì)和國防各領(lǐng)域的逐漸滲透，使得數(shù)字電子技術(shù)在相關(guān)專業(yè)的地位越來越重要。通過探討，認(rèn)為要對(duì)以前的教程進(jìn)行革新，減少理論性過強(qiáng)的內(nèi)容，著重掌握數(shù)字集成電路器的特性與實(shí)際運(yùn)用，將重點(diǎn)放在學(xué)生的實(shí)際操作上面。

此外要加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生們多進(jìn)行課外實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生們把課堂上所學(xué)的知識(shí)用于實(shí)踐，這樣讓學(xué)生們?cè)趯?shí)踐中總結(jié)理論知識(shí)，有利于學(xué)生們知識(shí)的全面掌握。多媒體技術(shù)可以形象并明了地展示復(fù)雜的圖表，便于老師課堂上的教學(xué)，還方便了學(xué)生們觀看和理解。更重要的一點(diǎn)是，它節(jié)約了課堂信息量，增加了課堂上的教學(xué)內(nèi)容。以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為主線，堅(jiān)持“三個(gè)結(jié)合”，實(shí)現(xiàn)“二個(gè)轉(zhuǎn)變”，達(dá)到“一個(gè)提高”。堅(jiān)持實(shí)踐內(nèi)容與理論知識(shí)相結(jié)合，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與科學(xué)研究相結(jié)合，課堂教學(xué)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)型實(shí)驗(yàn)向創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變；達(dá)到學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的提高。提高教學(xué)的工作環(huán)境，利于開展實(shí)踐教學(xué)，從而有利于人才的培養(yǎng)和教學(xué)質(zhì)量的提高。圍繞實(shí)踐這個(gè)中心，增加新的教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)電子信息技術(shù)的專業(yè)特點(diǎn)，制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程，在內(nèi)容中多以實(shí)驗(yàn)為主，增加教學(xué)模板，提高教學(xué)方法，總結(jié)出一套科學(xué)性、系統(tǒng)性的教學(xué)體系。

3 數(shù)字電路教學(xué)的改革方向

由于數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的實(shí)踐性很強(qiáng)，所以，在實(shí)際的教學(xué)改革中要做到周全考慮，針對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容都要做出調(diào)整。還需要注意的是，做到書本上所學(xué)的知識(shí)配套進(jìn)行實(shí)踐。理論結(jié)合實(shí)際，多結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行訓(xùn)練。其內(nèi)容包括：工具運(yùn)用能力，繪制電路，電路分析能力，項(xiàng)目綜合能力等。

3.1 課程體系的調(diào)整

為了更好地適應(yīng)電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)的總體要求出發(fā)，進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)，使數(shù)字電路與邏輯課程內(nèi)容體系具有系統(tǒng)性，科學(xué)性，先進(jìn)性等。

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)從課程內(nèi)容上被分為兩大塊。數(shù)字電路介紹了數(shù)字系統(tǒng)的組成，數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)等；在內(nèi)容上先邏輯電路，邏輯部件，先單元電路后系統(tǒng)電路等等。數(shù)字電路多以理論為重點(diǎn)，在講解中多涉及外部邏輯功能。數(shù)字電路部分多以運(yùn)用為主。這樣的課程組合可以讓學(xué)生對(duì)數(shù)字電路更加了解。

3.2 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)的課程很多，為了讓學(xué)生在有限的實(shí)踐內(nèi)把課程學(xué)好，要求教師掌握基本理論的同時(shí)有效地組織課程教學(xué)。在介紹運(yùn)用時(shí)，要根據(jù)其不同的側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)教學(xué)從隨堂實(shí)驗(yàn)到改革教學(xué)后進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，這其中包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等。

通過有效的組織，可以增加學(xué)生們的實(shí)踐操作，調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性，從而有助于知識(shí)能力的提高。

3.3 加大實(shí)踐的內(nèi)容與次數(shù)

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)在教學(xué)中需要增加實(shí)踐內(nèi)容，這有利于課程的安排，更提高了學(xué)生們的動(dòng)手能力。在實(shí)踐中發(fā)揮良好的教學(xué)效果，要合理地拆分實(shí)踐內(nèi)容：①基本實(shí)驗(yàn)；②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。我們來了解一下這兩種實(shí)驗(yàn)的概念：基本實(shí)驗(yàn)室使用電子儀器的能力；而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)則是為了實(shí)現(xiàn)邏輯功能，而采用的是數(shù)字系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中鼓勵(lì)學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，并將課外活動(dòng)結(jié)合進(jìn)來，使學(xué)生的思維更加廣闊。

目前的電子大賽就是為高校的改革服務(wù)，它是結(jié)合了電子信息的專業(yè)內(nèi)容，這種比賽在教學(xué)改革中起到了引導(dǎo)的作用。這十多年來，在全國開展了很多電子計(jì)算機(jī)的競(jìng)賽，這些競(jìng)賽對(duì)高校體系改革幫助十分明顯，它有助于有才能的年輕人展示自己的能力與專業(yè)水平。在電子竟賽出題中增大數(shù)字電路EDA的內(nèi)容可以引導(dǎo)高校建設(shè)EDA的實(shí)驗(yàn)室，例如：SOPC（系統(tǒng)集成芯片）是我國“十一五”制定的重大專項(xiàng)，目前全國已在12個(gè)高校中成立了集成電路人才培養(yǎng)基地。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段是電子化的時(shí)代，科學(xué)的進(jìn)步帶動(dòng)了電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。大量的可編程器件被采用，這使得傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯方法明顯變化。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍越來越高，使得人們對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)識(shí)逐漸深刻，計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念開始突破原有的范圍。數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)在各種現(xiàn)代技術(shù)的合力推動(dòng)之下，得到了明顯的提升，可以做到使學(xué)生緊跟在市場(chǎng)的前沿。所以，數(shù)字電路和邏輯設(shè)計(jì)的改革加快了這門科學(xué)的發(fā)展，提高了學(xué)生們解決實(shí)際問題的能力，給學(xué)生們的就業(yè)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]曹魏，徐東風(fēng).計(jì)算機(jī)教育[J].