集成電路課程設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：集成電路課程設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：EDA；數(shù)字電路課程設(shè)計；多功能數(shù)字鐘

1.EDA技術(shù)[1]

EDA技術(shù)即電子設(shè)計自動化技術(shù)，英文全稱Electronic Design Automation，它是以功能強大的計算機為工具，在EDA軟件平臺上，對以硬件描述語言HDL為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件，自動完成邏輯編譯、簡化、分割、綜合、布局布線及邏輯優(yōu)化、仿真測試的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計過程。

利用EDA技術(shù)進行電子系統(tǒng)的設(shè)計，具有以下幾個特點：

（1）用軟件的方式設(shè)計硬件，且用軟件的方式設(shè)計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由相關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的；

（2）設(shè)計過程可用相關(guān)軟件進行各種仿真；

（3）系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；

（4）整個系統(tǒng)可以集成在一個芯片上，具有體積小、功耗低及可靠性高的特點。

2.用EDA技術(shù)改進數(shù)字電路課程設(shè)計的必要性

數(shù)字電路課程設(shè)計是建立在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)上的一門綜合實踐性課程[2]，有利于培養(yǎng)學生的系統(tǒng)綜合能力和創(chuàng)新能力，對提高辦學檔次，滿足社會對高素質(zhì)人才的需求，培養(yǎng)學生對未來社會的適應(yīng)能力都是受益匪淺的。通過這一課程的學習，學生能夠熟練地利用EDA技術(shù)掌握較復雜數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法，進一步增強學生分析問題、解決問題的能力，充分挖崛和激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能。

目前在數(shù)字電路實踐教學中，大部分學校仍然采用中小規(guī)模的集成電路來實現(xiàn)設(shè)計功能，當設(shè)計的系統(tǒng)比較復雜，需要多個集成芯片和大量連線時，就增加了設(shè)計電路板的難度和故障調(diào)試難度，延長了設(shè)計周期，降低了學生的學習興趣；同時，常用中小規(guī)模集成芯片的大量重復使用也大大增加了設(shè)計成本；因此，在數(shù)字電路課程設(shè)計中引入EDA技術(shù)，采用當前國際先進的設(shè)計方法和理念，改革傳統(tǒng)的課程設(shè)計方法，已經(jīng)成為一種趨勢[3]。用中小規(guī)模集成電路設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)存在以上諸多缺點，而運用EDA技術(shù)、可編程邏輯器件設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)就成為行之有效的方法。這種設(shè)計方法從系統(tǒng)總體要求出發(fā)，自上而下地將設(shè)計細化，將功能具體化、模塊化；直到最低層的模塊適合用硬件描述語言或原理圖描述為止，最后形成數(shù)字系統(tǒng)的頂層文件；再經(jīng)EDA軟件的自動處理而完成設(shè)計。

QuartusII是Altera公司的第四代EDA開發(fā)軟件，此軟件提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的全集成化環(huán)境，將設(shè)計、綜合、布局和布線、系統(tǒng)的驗證都整合到一個無縫的環(huán)境中，使設(shè)計者能方便地對Altera公司的PLD系列產(chǎn)品進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。是應(yīng)用廣泛的EDA開發(fā)軟件之一。CPLD/FPGA通稱為可編程邏輯器件，其中FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程邏輯器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。目前，QuartusII開發(fā)軟件和CPLD/FPGA器件作為EDA開發(fā)工具被越來越廣泛的應(yīng)用到大型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中。

3. EDA技術(shù)在數(shù)字電路課程設(shè)計中的應(yīng)用

多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計是數(shù)字電路設(shè)計中的一個典型應(yīng)用，用中小規(guī)模集成電路實現(xiàn)時，用到的器件較多，連線比較復雜，可靠性差。下面就以基于ALTERA公司的FPGA器件CycloneII240C8芯片和QuartusII9.0EDA開發(fā)系統(tǒng)進行多功能數(shù)字鐘的設(shè)計為例來介紹數(shù)字電路系統(tǒng)的一般設(shè)計方法。運用此種方法進行課程設(shè)計時，需要先掌握QuartusII軟件開發(fā)環(huán)境的使用和硬件描述語言VHDL語言的編程，掌握相關(guān)CPLD/FPGA實驗開發(fā)系統(tǒng)的使用。

（一）數(shù)字鐘的設(shè)計要求

（1）具有時，分，秒計數(shù)顯示功能，以24小時循環(huán)計時，由6個7段共陰極數(shù)碼管顯示；

（2）能夠通過手動按鍵實現(xiàn)清零和調(diào)節(jié)小時、分鐘功能；

（3）具有整點報時功能，當時鐘計數(shù)為59’51”、59’53”、59’55”、59’57”時，揚聲器發(fā)出頻率為1024Hz的聲音，在59’59”即到整點時，揚聲器發(fā)出最后一聲整點報時，頻率為4096Hz。

（4）用VHDL語言來完成上述電路功能的軟件設(shè)計和軟件仿真，仿真結(jié)果正確后，在實驗系統(tǒng)上進行由硬件電路的下載和調(diào)試。

（二）數(shù)字鐘的設(shè)計方案

多功能數(shù)字鐘電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，由系統(tǒng)時鐘、控制電路、秒計數(shù)器、分計數(shù)器、小時計數(shù)器、譯碼器、顯示器和揚聲器組成；控制電路負責控制計數(shù)器計時、校時和揚聲器報時，譯碼器將各計數(shù)器輸出的BCD碼計數(shù)值轉(zhuǎn)換成七段碼送到顯示器，顯示器顯示時、分、秒計時結(jié)果。

介于所使用的實驗系統(tǒng)中有現(xiàn)成的譯碼器和顯示器部分硬件電路，故只對圖1所示控制電路和時、分、秒計數(shù)器模塊進行軟件設(shè)計，由VHDL語言編寫源代碼來實現(xiàn)。

（三）數(shù)字鐘的實現(xiàn)

在設(shè)計過程中采用層次化設(shè)計方法進行設(shè)計，編寫源程序，為了簡化設(shè)計把控制計時和調(diào)時部分功能放到計數(shù)模塊中，報時部分專門用一個模塊，故將數(shù)字鐘的實現(xiàn)分成秒、分、時三個計數(shù)模塊和一個報時模塊構(gòu)成，報時模塊同時完成對報時輸入信號的分頻。

通過系統(tǒng)分析論證后，在QuartusII9.0環(huán)境下，用VHDL硬件編程語言編寫數(shù)字鐘的報時模塊、秒計數(shù)模塊、分計數(shù)模塊和時計數(shù)模塊源代碼，即分別對應(yīng)alert.vhd、second.vhd、minute.vhd、hour.vhd文本文件，對這四個模塊分別進行編譯、綜合和仿真測試無誤后，生成這四個模塊的符號圖，最后通過原理圖連接的方式把以上各模塊生成的圖形符號連在一起形成頂層的原理圖，實現(xiàn)多功能的數(shù)字鐘。下面給出通過原理圖的形式所設(shè)計的頂層原理圖如圖2所示，頂層設(shè)計文件為clock.bdf，頂層實體圖如圖3所示，當然也可以通過元件例化語句來生成頂層實體。

（四）功能仿真與下載

以上各個模塊設(shè)計好以后，都可以利用軟件進行仿真，得到正確的功能仿真結(jié)果后，在頂層的設(shè)計中調(diào)用各功能模塊，完成頂層原理圖或?qū)嶓w的設(shè)計，最后針對頂層的實體再進行功能仿真，仿真結(jié)果如圖4所示，從仿真結(jié)果的部分截圖中可以得到該數(shù)字鐘能夠?qū)崿F(xiàn)正常計時的功能。

仿真正確后，選定好所選用的實驗系統(tǒng)的配置芯片，鎖定引腳，完成引腳配置，重新進行編譯綜合后，即可生成下載文件clock.sof，將此文件下載到選定的目標芯片，接上器件，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。經(jīng)過在杭州康芯電子有限公司生產(chǎn)的GW48EDA/SOPC實驗開發(fā)系統(tǒng)下載驗證，該設(shè)計完全符合數(shù)字鐘的功能要求。

4.結(jié)束語

通過將EDA技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路課程設(shè)計提升了學生對數(shù)字電路的認識，在設(shè)計過程中可以預先進行仿真，仿真有誤可以修改設(shè)計，在這個過程中不必搭接電路，做到有錯就隨時修改，不用擔心設(shè)計實驗失敗的風險。通過EDA技術(shù)不僅可以很好地鍛煉學生的綜合設(shè)計開發(fā)能力和動手能力，從而激發(fā)他們的學習興趣，還可以大大節(jié)約數(shù)字電路課程設(shè)計實驗的成本，提高設(shè)計效率，培養(yǎng)了他們解決問題的綜合能力，因此，使用EDA技術(shù)必將是數(shù)字電路實踐課程改革的新動向。

參考文獻

[1] 潘松，黃繼業(yè). EDA技術(shù)實用教程.北京：科學出版社，2010.

第2篇：集成電路課程設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：Proteus仿真軟件；555時基電路；D觸發(fā)器；編碼器；譯碼器

一、引言

數(shù)字電路課程設(shè)計是電子專業(yè)類脈沖與數(shù)字電路課程的一個綜合運用，遵循中職“做中學、做中教，理實一體化”的指導思想，在這門課程的教學過程中，筆者采用了搶答器的設(shè)計來進行這門課程的課程設(shè)計，通過完成這個課程設(shè)計來提高學生的知識整合能力。因此，我們需要一種形式多樣、色彩豐富、能滿足學生動手欲望的教學方式，在教學中筆者引入了仿真技術(shù)進行教學。通過仿真，學生不僅整合了脈沖與數(shù)字電路知識，也提高了自己分析電路故障、了解電路工作原理的能力，為后續(xù)課程的學習提供了有力的保證。

二、PROTEUS仿真軟件的介紹

現(xiàn)代計算機應(yīng)用技術(shù)的高速發(fā)展，催生了多種應(yīng)用于電子電路設(shè)計的仿真軟件，Proteus軟件就是其中很成功的一種。該仿真軟件具有以下功能特點：

（一）組成。

包括ISIS、ARES 等模塊，ARES 模塊主要用來完成PCB的設(shè)計，而ISIS 模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其電路組成系統(tǒng)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真等功能；帶有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。

（二）功能。

Protues可以實現(xiàn)原理圖的捕獲、電路分析、交互式仿真、電路板設(shè)計、仿真測試、射頻分析、單片機等高級應(yīng)用。我們在實際應(yīng)用中，更多的是使用 Proteus ISIS 模塊完成數(shù)字電路中原理圖的繪制與仿真。是因為它具有以下兩大功能特點：

（1）具有強大的原理圖繪制功能。它有著直觀的操作界面，能方便快捷調(diào)整電路參數(shù)，Proteus能模擬真實的電路板在通電后工作情況是否正常，并且可以方便快捷的修改電路設(shè)計及參數(shù)及對電路進行調(diào)試，同時可以看到修改參數(shù)后的效果。它有著豐富的元器件庫、豐富的測試儀器儀表、完備的分析手段、強大的仿真能力、完美的兼容能力，Proteus 能提供數(shù)量龐大的電子元件（分立元件和集成電路、模擬和數(shù)字電路）的電路符號、仿真模型和外形封裝?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和spice分析于一體的仿真軟件，功能極其強大。

（2）提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)。同時支持第三方軟件繪編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil 51 uVisiin2等軟件。

Proteus VSM 的核心是 ProSPICE，這種仿真系統(tǒng)組合了 SPICE3f5 模擬仿真器核和基于快速事件驅(qū)動的數(shù)字仿真器。它主要的特點是能把微處理器軟件作用在處理器上并和連接該微處理器的任何模擬和數(shù)字器件協(xié)同仿真。SPICE 內(nèi)核的使用使用戶能采用 數(shù)目眾多的供應(yīng)廠商提供的SPICE 模型，它界面易學，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強大的功能。這特點針對單片機系統(tǒng)設(shè)計極為有利。

三、用PROTEUS仿真軟件進行課程設(shè)計的應(yīng)用實例

筆者在課程中引用仿真軟件進行這一課程綜合設(shè)計。下面以項目“四路搶答器”的 Proteus 仿真設(shè)計來進行這個課程設(shè)計。四路搶答器在PROTEUS7.8環(huán)境下設(shè)計并仿真，設(shè)計電路如圖1所示。

該電路包括四個部分：振蕩電路、觸發(fā)鎖存電路、編碼電路及譯碼顯示電路。電路由NE555、4D觸發(fā)器74LS175、4個搶答按鍵、4輸入或非門74LS20、2輸入與非門74LS00、CD4532編碼電路、74LS47譯碼顯示電路、1個清零復位按鍵和4個發(fā)光二極管、一個共陰極數(shù)碼管組成。搶答開始前，主持人按動“復位”鍵清零復位，作好搶答準備，搶答隊員開始搶答。若“SB1”鍵按下，對應(yīng)的指示燈LED1點亮，同時數(shù)碼管顯示“1”，此時，其它按鍵按下，均不改變顯示狀態(tài)，維持LED1燈亮，1隊回答完問題后，開始下一題搶答前，主持人必須按動“復位”健清零。

圖1四路搶答整機仿真電路圖

（一）單元電路的設(shè)計及元器件的選擇。

1.555振蕩電路。電路如圖2所示，采用一塊NE555及電阻、電容來實現(xiàn)，它的周期由圖中R10、R11以及C1的參數(shù)大小決定，它們的關(guān)系是T=0.7（R10+2R11）C。這個脈沖信號經(jīng)3腳輸出送到與非門7400的4腳，經(jīng)6腳送到4D觸發(fā)器的圖2555振蕩電路仿真CLK觸發(fā)端。由于74LS175是D觸發(fā)器，需要時鐘脈沖的上升沿觸發(fā)，所以電路中使用一片7400，使時序滿足觸發(fā)器的要求。從圖2的仿真中可以看出輸出信號的頻率是14Hz。該設(shè)計中取R10及R11的值為1KΩ，電容C1的電容量是33μF，經(jīng)計算周期大約是69ms，頻率是14.4Hz，與仿真得到的數(shù)值基本一致。該電路為搶答鎖存電路提供一個上升沿觸發(fā)信號。

2.搶答及鎖存電路。

（1）搶答準備。搶答及鎖存電路采用D觸發(fā)器74175、4輸入與非門7420、2輸入與非門7400構(gòu)成。接通電源時，輸入狀態(tài)為零，輸出顯示為零，但由于觸發(fā)器在電源接通瞬間，輸出狀態(tài)有不確定因素（由于本設(shè)計無開機復位電路），所以，在搶答前，主持人必須按一下“復位”鍵清零，作好搶答前的準備。在沒有按下?lián)尨鸢存I的情況下，D觸發(fā)器輸入全部為零，此時無時鐘脈沖信號，D觸發(fā)器仍保持原“0”狀態(tài)。

（2）搶答按鍵。四個隊分別控制四個搶答按鍵，對某一個問題進行搶答時，其中一個隊按下按鍵，如“SB1”鍵，D觸發(fā)器4腳輸入為“1”電平，對應(yīng)輸出2腳為“1”電平，而與其對應(yīng)的反相輸出3腳為“0”電平，為對應(yīng)的指示及鎖存作好了準備。

（3）邏輯電路。555振蕩電路為D觸發(fā)器提供一時鐘脈沖的上升沿觸發(fā)信號。當某一按鍵如“SB1”鍵按下，3腳“0”信號加入U2A的一個輸入端，其輸出“1”，經(jīng)U3A輸出“0”，封鎖了上升沿觸發(fā)信號，也就封鎖了其它選手的搶答按鍵，即使此時有鍵按下，對D觸發(fā)器沒有影響，不能改變輸出指示狀態(tài)。電路如圖3所示。

3.編碼電路。

在此電路中采用編碼器CD4532來實現(xiàn)，這是八——三編碼器，電路如圖4所示。輸入高電平有效，即在輸入數(shù)據(jù)端出現(xiàn)高電平時進行編碼。因為電路只是采用了四路進行搶答，所以在此設(shè)計中只采用D1到D4這四個輸入，其余沒有用到的四個輸入端做了接地處理，不能空著也不能接高電平。如果選手按了“SB1”按鈕，相應(yīng)的發(fā)光二極管LED1亮，同時CD4532的D1端（11腳）為“1”電平，對應(yīng)Q2Q1Q0輸出為“001”。

圖3搶答及鎖存電路仿真

圖4CD4532編碼電路

CD4532編碼的原理如表1所示：

表1CD4532邏輯功能真值表

4.譯碼及顯示電路。電路采用譯碼器74247及共陽數(shù)碼管構(gòu)成，電路如圖5所示。把編碼器的Q2Q1Q0分別與譯碼器74247的CBA相接，因為本電路只是用到四組搶答，顯示的數(shù)字只是“1、2、3、4”，對應(yīng)的編制碼是“0001、0010、0011、0100”，所以高位“D”接地，74247是低電平輸出有效，它的邏輯功能如表2所示。

表274247邏輯功能真值表

圖5七段譯碼與顯示仿真電器

（二）電路的仿真。

1.新建設(shè)計文件。打開Proteus ISIS工作界面，選擇菜單“文件”——“新建設(shè)計”命令，彈出選擇模板窗口，從中選擇“DEFAULT”模板，單擊“確定”按鈕。這樣一個新的設(shè)計文件就建立起來了。

2.元件選擇。在畫原理圖之前，應(yīng)將電路圖中所用元件從庫中選擇出來從庫中選擇元件時，可輸入所需元件的全稱或部分名稱，元件拾取窗口可以進行快速查詢。本設(shè)計要用到的器件有：元件中的555定時器、電阻 Resistor、地線 GROUND、電容 CAP、七段數(shù)碼顯示器、顯示譯碼器74247、與非門 7400、7420、按鈕、發(fā)光二極管。在模型選擇工具欄中選元件（默認），單擊 P 按鈕，出現(xiàn)挑選元件窗口，篩選出所需器件，雙擊將其放入元件列表中。

3.放置元件。（1）元件的放置。在元件列表中左鍵選取某元件，在原理圖編輯窗口中單擊左鍵，該元件就到原理圖編輯窗口中，同樣放置其他各元件。用鼠標右鍵單擊元件會出現(xiàn)該元件的快捷菜單，此快捷菜單中有移動、以各種方式旋轉(zhuǎn)和刪除命令。

（2）電源和地的放置。單擊元件工具箱中的終端按鈕圖標：則在對象選擇器中顯示各種終端，從中挑選出地 GROUND，電源POWER，并在原理圖編輯窗口中左擊放置到原理圖編輯窗口中。

（3）連線。將光標靠近一個對象的引腳末端，該處將自動出現(xiàn)一個紅色小方塊，單擊鼠標左鍵，拖動鼠標，放在另一個對象的引腳末端，該處再出現(xiàn)一個紅色小方塊，再單擊鼠標左鍵，就可以在兩個引腳間畫出一根線來，如果需要拐彎，則只需要拐彎處單擊一下鼠標左鍵即可。

4.仿真運行。電路原理圖畫好并檢查通過后，就可以仿真運行，仿真電路圖如圖1所示。仿真時，元件引腳上的紅色代表高電平，蘭色代表低電平，灰色代表懸空。電路中555定時器提供秒脈沖信號，其參數(shù)要經(jīng)過多次調(diào)試才能滿足設(shè)計要求。采用 Proteus 軟件仿真的方法體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。

四、結(jié)語

從上述課程設(shè)計可以看出，引入仿真技術(shù)之后，真正把課堂還給了學生，學生成了教學活動的主角，整個教學活動是學生在教師引導下的實踐、總結(jié)、分析、討論，沉悶的課堂變得生動，學生的動手欲望得到了滿足，學生的學習熱情被充分的調(diào)動起來。他們對知識有了較為全面的整合，分析電路故障的能力也有了極大的提高。

同時，通過虛擬實驗平臺上提供了大量的虛擬儀器和虛擬電子元件供學生使用，激發(fā)了學生的創(chuàng)造性，在數(shù)字電路課程設(shè)計中起到了極其重要的作用。

參考文獻：

[1]孔凡才， 周良權(quán).電子技術(shù)綜合應(yīng)用創(chuàng)新實訓教程[M].北京：高等教育出版社，2008.

第3篇：集成電路課程設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：集成電路EDA 教學方法 拓展 培養(yǎng)

所謂“集成電路EDA”是通過設(shè)計、建模、仿真等手段搭建集成電路框架，優(yōu)化集成電路性能的一門技術(shù)，也是一名優(yōu)秀的集成電路工程師除了掌握扎實的集成電路理論基礎(chǔ)外，所必須掌握的集成電路設(shè)計方法。只有熟練掌握集成電路EDA技術(shù)，具備豐富的集成電路EDA設(shè)計實踐經(jīng)歷，才能設(shè)計出性能優(yōu)越、良品率高的集成電路芯片?？梢哉f，集成電路EDA是纖維物理學、微電子學等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課程。然而，目前集成電路EDA課程的教學效果并不理想，究其根本原因在于該課程存在內(nèi)容陳舊、知識點離散、概念抽象、目標不明確等不足。因此，通過課程建設(shè)和教學改革，在理論教學的模式下，理論聯(lián)系實踐、提高教學質(zhì)量，改善集成電路EDA課程的教學效果是必要的。

為了提高集成電路EDA課程的教學質(zhì)量，改善教學環(huán)境，為國家培養(yǎng)具備高質(zhì)量的超大規(guī)模集成電路EDA技術(shù)的人才，筆者從本校的實際情況出發(fā)，結(jié)合眾多兄弟院校的改革經(jīng)驗，針對教學過程中存在的問題，進行了課程建設(shè)目標與內(nèi)容的研究。

課程建設(shè)目標的改革

拓展學科領(lǐng)域，激發(fā)學生自主學習興趣 本校集成電路EDA課程開設(shè)于纖維物理學專業(yè)，但是其內(nèi)容包括物理、化學、電子等多個學科，教師可根據(jù)教學內(nèi)容，講述多個學科領(lǐng)域的專業(yè)知識，尤其是不同學科領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用，引導學生走出本專業(yè)領(lǐng)域，拓展學生視野，提高科技創(chuàng)新意識。與學生經(jīng)常進行互動，啟發(fā)式和引導式地提出一些問題，讓學生課后通過資料的查找和收集，在下一次課堂中參與討論。激發(fā)學生思考問題和解決問題的興趣。這樣課內(nèi)聯(lián)系課外、師生全面互動、尊重自我評價的新型教學方法可以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神，激勵自主學習，由被動式學習轉(zhuǎn)為主動式學習，拓寬學生的知識面。

完善平臺建設(shè)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力 在已有的實驗設(shè)備基礎(chǔ)上，打造軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等多位一體的集成電路EDA平臺，完善集成電路EDA實驗。通過集成電路EDA平臺的實踐環(huán)節(jié)，既培養(yǎng)了學生的仿真設(shè)計能力，加深了對集成電路EDA知識的掌握，又使學生掌握了科學的分析問題和解決問題的方法。引導學生參加項目研發(fā)，鼓勵學生參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和挑戰(zhàn)杯活動，以本課程的考核方式激勵學生寫出創(chuàng)新性論文，通過軟件仿真、實驗建模等方式設(shè)計出自己的創(chuàng)新性產(chǎn)品，利用集成電路EDA平臺驗證自己的設(shè)計，然后以項目的形式聯(lián)系企業(yè)，將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，將“產(chǎn)學研”一體化的理念進行實踐，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力。

課程教學內(nèi)容的改革

精選原版教材 教材是教學的主要依據(jù)，教材選取的好壞直接影響著教學質(zhì)量。傳統(tǒng)集成電路EDA課程的教材都以中文教材為主，內(nèi)容陳舊，即使是外文翻譯版教材，也由于翻譯質(zhì)量及時間的原因，仍然無法跟得上集成電路的革新。因此，在教材選取時應(yīng)當以一本英文原版教材為主，多本中文教材輔助。英文原版教材大多是國外資深集成電路EDA方面的專家以自己的實踐經(jīng)驗和教學體會為基礎(chǔ)，結(jié)合集成電路EDA的相關(guān)理論來進行編寫，既有豐富的理論知識，又包含了大量的設(shè)計實例，使學生更容易地掌握集成電路EDA技術(shù)。但是只選擇外文教材，由于語言的差異，學生對外文的理解和接受仍然存在一定的問題，為了幫助學生更好地學習，需要輔助中文教材，引導學生更好地理解外文教材的真諦。

更新教學內(nèi)容 著名的摩爾定律早在幾十年前就指出了當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18個月至24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。這條定律指引著集成電路產(chǎn)業(yè)飛速的發(fā)展，集成電路EDA課程是學生掌握集成電路設(shè)計的重點課程，因此必須緊跟時展，不斷更新教學內(nèi)容?，F(xiàn)有的集成電路EDA教材涉及集成電路新技術(shù)的內(nèi)容很少，大部分都以闡述基本原理為主，致使學生無法接觸到最新的內(nèi)容，影響學生在研究生面試、找工作等眾多環(huán)節(jié)的發(fā)揮。在走入工作崗位后，學生感覺工作內(nèi)容與學校所學的知識嚴重脫節(jié)，需要較長的時間補充新知識，來適應(yīng)新工作。為了改善這種狀況，需要以紙質(zhì)教材為主，輔助電子PPT內(nèi)容來進行教學。紙質(zhì)教材主要提供理論知識，電子PPT緊跟集成電路的發(fā)展，隨時更新和補充教學內(nèi)容，及時將目前主流的EDA技術(shù)融入課程教學中。還可以進行校企結(jié)合，把企業(yè)的專家引進來，把學校的學生推薦到企業(yè)，將課程教學和企業(yè)實際相結(jié)合，才能激發(fā)學生的學習興趣和積極性，提高教學效果。

參考文獻

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第4篇：集成電路課程設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:可編程器件;計數(shù)器;數(shù)字電路;VHDL

中圖分類號:TN47文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2009)19-189-02

Design of Digital Circuit Based on Programmable Logic Devices

LIU Caihong,CHEN Xiuping

(Northwest Minorities University,Lanzhou,730030,China)

Abstract:The traditional design method of digital systems has fundamentally changed because of the emergence of programmable logic devices,it is necessary to introduce the design of digital circuit based on the programmable logic device.The realization methods of counter as examples,described two ways to achieve counter by schematic and hardware description language as input methods.The method of compiled simulation was described,and given the simulation results.The design of digital circuit based on the programmable logic device easier to understand and grasp by the use of familiar device.

Keywords:programmable logic devices;counter;digital circuit;VHDL

0 引 言

可編程邏輯器件PLD(Programmable Logic Device)是一種數(shù)字電路,它可以由用戶來進行編程和進行配置,利用它可以解決不同的邏輯設(shè)計問題。PLD由基本邏輯門電路、觸發(fā)器以及內(nèi)部連接電路構(gòu)成,利用軟件和硬件(編程器)可以對其進行編程,從而實現(xiàn)特定的邏輯功能?？删幊踢壿嬈骷?0世紀70年代初期以來經(jīng)歷了從PROM,PLA,PAL,GAL到CPLD和FPGA的發(fā)展過程,在結(jié)構(gòu)、工藝、集成度、功能、速度和靈活性方面都有很大的改進和提高[1]。

隨著數(shù)字集成電路的不斷更新和換代,特別是可編程邏輯器件的出現(xiàn),使得傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法發(fā)生了根本的改變[2]?？删幊踢壿嬈骷撵`活性使得硬件系統(tǒng)設(shè)計師在實驗室里用一臺計算機、一套相應(yīng)的EDA軟件和可編程邏輯芯片就可以完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與生產(chǎn)[3]。

1 Max+plus Ⅱ簡介

Max+plus Ⅱ是一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的全集成化設(shè)計環(huán)境,使設(shè)計者能對Altera的各種CPLD系列方便地進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。Max+plus Ⅱ開發(fā)系統(tǒng)具有強大的處理能力和高度的靈活性,其主要優(yōu)點:與結(jié)構(gòu)無關(guān)、多平臺、豐富的設(shè)計庫、開放的界面、全集成化、支持多種硬件描述語言(HDL)等。

數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計采用自頂向下、由粗到細,逐步分解的設(shè)計方法,最頂層電路是指系統(tǒng)的整體要求,最下層是具體的邏輯電路的實現(xiàn)。自頂向下的設(shè)計方法將一個復雜的系統(tǒng)逐漸分解成若干功能模塊,從而進行設(shè)計描述,并且應(yīng)用EDA 軟件平臺自動完成各功能模塊的邏輯綜合與優(yōu)化,門級電路的布局,再下載到硬件中實現(xiàn)設(shè)計[4],具體設(shè)計過程如下。

1.1 設(shè)計輸入

Max+plus Ⅱ支持多種設(shè)計輸入方式,如原理圖輸入、波形輸入、文本輸入和它們的混合輸入。

1.2 設(shè)計處理

設(shè)計輸入完后,用Max+plus Ⅱ的編譯器編譯、查錯、修改直到設(shè)計輸入正確,同時將對輸入文件進行邏輯簡化、優(yōu)化,最后生成一個編程文件,這是設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。

1.3 設(shè)計檢查

Max+plus Ⅱ為設(shè)計者提供完善的檢查方法設(shè)計仿真和定時分析,其目的是檢驗電路的邏輯功能是否正確,同時測試目標器件在最差情況下的時延,這一查錯過程對于檢驗組合邏輯電路的競爭冒險和時序邏輯電路的時序、時延等至關(guān)重要。

1.4 器件編程

當電路設(shè)計、校驗之后,Max+plus Ⅱ的Programmer 將編譯器所生成的編譯文件下載到具體的CPLD器件中,即實現(xiàn)目標器件的物理編程[5]。

2 以計數(shù)器為例介紹具體的設(shè)計方法

計數(shù)器是非常常用的時序邏輯電路。計數(shù)器類型有多種,實現(xiàn)計數(shù)器的方法也有很多。可以買到大部分類型的中規(guī)模集成的計數(shù)器直接使用,也可以用觸發(fā)器搭建符合要求的計數(shù)器。但是采用以上方法實現(xiàn)的計數(shù)器靈活性不夠,不能隨時進行修改,通用性差。這里介紹基于可編程邏輯器件的實現(xiàn)方法。

2.1 設(shè)計輸入

采用原理圖輸入的思維方式比較適合一直采用傳統(tǒng)設(shè)計方法人的使用。原理圖輸入如圖1所示。

圖1 原理輸入圖

采用硬件描述語言輸入的方法對于沒有傳統(tǒng)設(shè)計方法經(jīng)驗的人更容易入門,修改起來也更方便。給出了一個可逆計數(shù)器的實現(xiàn)實例[6],程序的核心部分如下[7]:

PROCESS (clk)

VARIABLE cnt:INTEGER RANGE 0 TO 255;

VARIABLE direction:INTEGER;

BEGIN

IF(updown=′1′)THEN

direction:=1;

ELSE

direction:=-1;

END IF;

IF(clk′EVENT AND clk=′1′)THEN

cnt:=cnt+direction;

END IF;

qd

end process;

2.2 設(shè)計處理

原理圖或程序完成之后,選擇好器件并進行引腳定義,然后編譯優(yōu)化得到編程文件的界面如圖2所示[8]。

2.3 設(shè)計檢查

編譯結(jié)束后,建立波形文件進行仿真,注意波形文件需要先保存,保存文件名和源文件一致才能進行仿真[9]。結(jié)果如圖3所示。

圖2 編譯優(yōu)化得到編程文件的界面

圖3 仿真結(jié)果

仿真結(jié)果達到設(shè)計目的,符合設(shè)計要求。這時可以把編譯生成的*.pof文件下載到選定的器件使用。用以上方法實現(xiàn)的器件,修改起來非常方便,只需要修改程序重新編譯下載即可,任何類型的計數(shù)器都可以在可編程邏輯器件實現(xiàn)。

3 結(jié) 語

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,CPLD 和FPGA 器件在集成度、功能和性能(速度及可靠性)方面已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)場合的使用要求。用CPLD,FPGA等大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷〈鷤鹘y(tǒng)的標準集成電路、接口電路和專用集成電路已成為技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

可編程邏輯器件是邏輯器件家族中發(fā)展最快的一類器件,它出現(xiàn)使得產(chǎn)品開發(fā)周期縮短、現(xiàn)場靈活性好、開發(fā)風險變小,隨著工藝、技術(shù)及市場的不斷發(fā)展,PLD產(chǎn)品的價格將越來越便宜、集成度越來越高、速度越來越快,再加上其設(shè)計開發(fā)采用符合國際標準的、功能強大的通用性EDA工具,可編程邏輯器件的應(yīng)用前景將愈來愈廣闊[10]。

參考文獻

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第5篇：集成電路課程設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：課程體系改革；教學內(nèi)容優(yōu)化；集成電路設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）34-0076-02

以集成電路為龍頭的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的重要基礎(chǔ)性和先導性支柱產(chǎn)業(yè)。國家高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2000年，國務(wù)院頒發(fā)了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》（18號文件），2011年1月28日，國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，2011年12月24日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，我國集成電路產(chǎn)業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展。然而，我國的集成電路設(shè)計水平還遠遠落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2013年，全國進口產(chǎn)品金額最大的類別是集成電路芯片，超過石油進口。2014年3月5日，國務(wù)院總理在兩會上的政府工作報告中，首次提到集成電路（芯片）產(chǎn)業(yè)，明確指出，要設(shè)立新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺，在新一代移動通信、集成電路、大數(shù)據(jù)、先進制造、新能源、新材料等方面趕超先進，引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2014年6月，國務(wù)院頒布《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，加快推進我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，10月底1200億元的國家集成電路投資基金成立。集成電路設(shè)計人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。2010年，我國芯片設(shè)計人員達不到需求的10%，集成電路設(shè)計人才的培養(yǎng)已成為當前國內(nèi)高等院校的一個迫切任務(wù)[1]。為滿足市場對集成電路設(shè)計人才的需求，2001年，教育部開始批準設(shè)置“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)[2]。

我校2002年開設(shè)電子科學與技術(shù)本科專業(yè)，期間，由于專業(yè)調(diào)整，暫停招生。2012年，電子科學與技術(shù)專業(yè)恢復本科招生，主要專業(yè)方向為集成電路設(shè)計。為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，提出了集成電路設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式[3]。本文根據(jù)培養(yǎng)模式要求，從課程體系設(shè)置、課程內(nèi)容優(yōu)化兩個方面對集成電路設(shè)計方向的專業(yè)課程體系進行改革和優(yōu)化。

一、專業(yè)課程體系存在的主要問題

1.不太重視專業(yè)基礎(chǔ)課的教學。“專業(yè)物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”是集成電路設(shè)計的專業(yè)基礎(chǔ)課，為后續(xù)更好地學習專業(yè)方向課提供理論基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)不打扎實，將導致學生在學習專業(yè)課程時存在較大困難，更甚者將導致其學業(yè)荒廢。例如，如果沒有很好掌握MOS晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特性，學生在后面學習CMOS模擬放大器和差分運放電路時將會是一頭霧水，不可能學得懂。但國內(nèi)某些高校將這些課程設(shè)置為選修課，開設(shè)較少課時量，學生不能全面、深入地學習；有些院校甚至不開設(shè)這些課程[4]。比如，我校電子科學與技術(shù)專業(yè)就沒有開設(shè)“晶體管原理”這門課程，而是將其內(nèi)容合并到“模擬集成電路原理與設(shè)計”這門課程中去。

2.課程開設(shè)順序不合理。專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和寬口徑專業(yè)課之間存在環(huán)環(huán)相扣的關(guān)系，前者是后者的基礎(chǔ)，后者是前者理論知識的具體應(yīng)用。并且，在各類專業(yè)課的內(nèi)部也存在這樣的關(guān)系。如果在前面的知識沒學好的基礎(chǔ)上，開設(shè)后面的課程，將直接導致學生學不懂，嚴重影響其學習積極性。例如：在某些高校的培養(yǎng)計劃中，沒有開設(shè)“半導體物理”，直接開設(shè)“晶體管原理”，造成了學生在學習“晶體管原理”課程時沒有“半導體物理”課程的基礎(chǔ)，很難進入狀態(tài)，學習興趣受到嚴重影響[5]。具體比如在學習MOS晶體管的工作狀態(tài)時，如果沒有半導體物理中的能帶理論，就根本沒辦法掌握閥值電壓的概念，以及閥值電壓與哪些因素有關(guān)。

3.課程內(nèi)容理論性太強，嚴重打擊學生積極性?！皩I(yè)物理”、“固體物理”、“半導體物理”和“晶體管原理”這些專業(yè)基礎(chǔ)課程本身理論性就很強，公式推導較多，并且要求學生具有較好的數(shù)學基礎(chǔ)。而我們有些教師在授課時，過分強調(diào)公式推導以及電路各性能參數(shù)的推導，而不是側(cè)重于對結(jié)構(gòu)原理、工作機制和工作特性的掌握，使得學生（尤其是數(shù)學基礎(chǔ)較差的學生）學習起來很吃力，學習的積極性受到極大打擊[6]。

二、專業(yè)課程體系改革的主要措施

1.“4+3+2”專業(yè)課程體系。形成“4+3+2”專業(yè)課程體系模式：“4”是專業(yè)基礎(chǔ)課“專業(yè)物理”、“半導體物理”、“固體物理”和“晶體管原理”；“3”是專業(yè)方向課“集成電路原理與設(shè)計”、“集成電路工藝”和“集成電路設(shè)計CAD”；“2”是寬口徑專業(yè)課“集成電路應(yīng)用”、“集成電路封裝與測試”，實行主講教師負責制。依照整體優(yōu)化和循序漸進的原則，根據(jù)學習每門專業(yè)課所需掌握的基礎(chǔ)知識，環(huán)環(huán)相扣，合理設(shè)置各專業(yè)課的開課先后順序，形成先專業(yè)基礎(chǔ)課，再專業(yè)方向課，然后寬口徑專業(yè)課程的開設(shè)模式。

我校物理與電子科學學院本科生實行信息科學大類培養(yǎng)模式，也就是三個本科專業(yè)大學一年級、二年級統(tǒng)一開設(shè)課程，主要開設(shè)高等數(shù)學、線性代數(shù)、力學、熱學、電磁學和光學等課程，重在增強學生的數(shù)學、物理等基礎(chǔ)知識，為各專業(yè)后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課的學習打下很好的理論基礎(chǔ)。從大學三年級開始，分專業(yè)開設(shè)專業(yè)課程。為了均衡電子科學與技術(shù)專業(yè)學生各學期的學習負擔，大學三年級第一學期開設(shè)“理論物理導論”和“固體物理與半導體物理”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其中“固體物理與半導體物理”這門課程是將固體物理知識和半導體物理知識結(jié)合在一起，課時量為64學時，由2位教師承擔教學任務(wù)，其目的是既能讓學生掌握后續(xù)專業(yè)方向課學習所需要的基礎(chǔ)知識，又不過分增加學生的負擔。大學三年級第二學期開設(shè)“電子器件基礎(chǔ)”、“集成電路原理與設(shè)計”、“集成電路設(shè)計CAD”和“微電子工藝學”等專業(yè)課程。由于“電子器件基礎(chǔ)”是其他三門課程學習的基礎(chǔ)，為了保證學習的延續(xù)性，擬將“電子器件基礎(chǔ)”這門課程的開設(shè)時間定為學期的1～12周，而其他3門課程的開課時間從第6周開始，從而可以保證學生在學習專業(yè)方向課時具有高的學習效率和大的學習興趣。另外，“集成電路原理與設(shè)計”課程設(shè)置96學時，由2位教師承擔教學任務(wù)。并且，先講授“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計”的內(nèi)容，課時量為48學時，開設(shè)時間為6～17周；再講授“CMOS數(shù)字集成電路原理與設(shè)計”的內(nèi)容，課時量為48學時，開設(shè)時間為8～19周。大學四年級第一學期開設(shè)“集成電路應(yīng)用”和“集成電路封裝與測試技術(shù)”等寬口徑專業(yè)課程，并設(shè)置其為選修課，這樣設(shè)置的目的在于：對于有意向考研的同學，可以減少學習壓力，專心考研；同時，對于要找工作的同學，可以更多了解專業(yè)方面知識，為找到好工作提供有力保障。

2.優(yōu)化專業(yè)課程的教學內(nèi)容。由于我校物理與電子科學學院本科生采用信息科學大類培養(yǎng)模式，專業(yè)課程要在大學三年級才能開始開設(shè)，時間緊湊。為實現(xiàn)我校集成電路設(shè)計人才培養(yǎng)目標，培養(yǎng)緊跟集成電路發(fā)展前沿、具有較強實用性和創(chuàng)新性的集成電路設(shè)計人才，需要對集成電路設(shè)計方向?qū)I(yè)課程的教學內(nèi)容進行優(yōu)化。其學習重點應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路工作特性和電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導。

在“固體物理與半導體物理”和“晶體管原理”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學中，要盡量避免冗長的公式及煩瑣的推導，側(cè)重于對基本原理及特性的物理意義的學習，以免削弱學生的學習興趣。MOS器件是目前集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)，因此，在“晶體管原理”中應(yīng)當詳細講授MOS器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，而雙極型器件可以稍微弱化些。

對于專業(yè)方向課程，教師不但要講授集成電路設(shè)計方面的知識，也要側(cè)重于集成電路設(shè)計工具的使用，以及基本的集成電路版圖知識、集成電路工藝流程，尤其是CMOS工藝等相關(guān)內(nèi)容的教學。實驗實踐教學是培養(yǎng)學生的知識應(yīng)用能力、實際動手能力、創(chuàng)新能力和社會適應(yīng)能力的重要環(huán)節(jié)。因此，在專業(yè)方向課程中要增加實驗教學的課時量。例如，在“CMOS模擬集成電路原理與設(shè)計”課程中，總課時量為48學時不變，理論課由原來的38學時減少至36學時，實驗教學由原來的10學時增加至12個學時。36學時的理論課包含了單級運算放大器、差分運算放大器、無源/有源電流鏡、基準電壓源電路、開關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)。12個學時的實驗教學中2學時作為EDA工具學習，留給學生10個學時獨自進行電路設(shè)計。從而保證學生更好地理解理論課所學知識，融會貫通，有效地促進教學效果，激發(fā)學生的學習興趣。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展與社會信息化的重要基礎(chǔ)，而集成電路設(shè)計人才是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文根據(jù)調(diào)研結(jié)果，分析目前集成電路設(shè)計本科專業(yè)課程體系存在的主要問題，結(jié)合我校實際情況，對我校電子科學與技術(shù)專業(yè)集成電路設(shè)計方向的專業(yè)課程體系進行改革，提出“4+3+2”專業(yè)課程體系，并對專業(yè)課程講授內(nèi)容進行優(yōu)化。從而滿足我校集成電路設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的要求，為培養(yǎng)實用創(chuàng)新型集成電路設(shè)計人才提供有力保障。

參考文獻：

[1]段智勇，弓巧俠，羅榮輝，等.集成電路設(shè)計人才培養(yǎng)課程體系改革[J].電氣電子教學學報，2010，（5）.

[2]方卓紅，曲英杰.關(guān)于集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)本科專業(yè)課程體系的研究[J].科技信息，2007，（27）.

[3]謝海情，唐立軍，文勇軍.集成電路設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式探索[J].電力教育，2013，（28）.

[4]劉勝輝，崔林海，黃海.集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系研究與實踐[J].教育與教學研究，2008，（22）.

第6篇：集成電路課程設(shè)計范文

【摘 要】 本文在分析《士官大專數(shù)字電路》學員具體情況、教學內(nèi)容和課程目標的基礎(chǔ)上，論述了該課程的教學目標設(shè)計、教學策略設(shè)計等問題，主張整合教學內(nèi)容，增大課堂信息量，改革教學方法，注重素質(zhì)教育，以期全面提高教學質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 士官大專；數(shù)字電路；課程目標；教學目標；教學設(shè)計

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是電類的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強的理論性和實踐性，傳統(tǒng)的教學方式重視理論而忽略實踐，因此在教學設(shè)計中應(yīng)突出實驗在學習過程中的作用；使學員形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業(yè)知識的學習和崗位任職的需要打下一定的基礎(chǔ)。

一、教學起點分析

1、學員情況

該教學班是有線通信技術(shù)、視訊通信專業(yè)，士官大專層次，總體基礎(chǔ)比較差，少數(shù)學員初中畢業(yè)，大部分學員高中畢業(yè)，學習態(tài)度和成績都較差。依據(jù)人才培養(yǎng)目標的要求，數(shù)字電子技術(shù)是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間的橋梁。通過本課程的學習建立認識和分析一般電子電路的能力，養(yǎng)成自主學習和勤于動手的良好習慣，為專業(yè)課程的學習打下良好的基礎(chǔ)。

2、教學內(nèi)容及教學目標

《數(shù)字電子技術(shù)》是士官大專學員一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學員知識體系的重要組成部分。學習本課程的目的是培養(yǎng)學員的邏輯思維方式，養(yǎng)成學員自主學習、獨立思考和實際動手的能力，為后繼專業(yè)課程的學習打下相應(yīng)的基礎(chǔ)。

（1）教學內(nèi)容及教學目標。 教學內(nèi)容主要包括七部分：數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、小規(guī)模時序電路及其應(yīng)用、中規(guī)模集成（MSI）時序模塊及其應(yīng)用、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器原理與應(yīng)用以及存儲器與可編程邏輯器件。

教學目標：通過本課程的學習，學會數(shù)字電路的基本原理和基本分析方法；感受實驗在學習過程中的作用；形成分析和解決實際問題的能力；為專業(yè)知識的學習和適應(yīng)崗位任職的實際需要打下基礎(chǔ)。養(yǎng)成獨立思考、刻苦鉆研、善于質(zhì)疑等良好習慣，形成嚴謹求實、一絲不茍的優(yōu)良作風。

（2）對教學內(nèi)容的理解。 數(shù)字電子技術(shù)在數(shù)字集成電路集成度越來越高的情況下，開發(fā)數(shù)字系統(tǒng)的實用方法和用來實現(xiàn)這些方法的工具已經(jīng)發(fā)生了變化。但是，在數(shù)字電子技術(shù)中作為理論基礎(chǔ)的基本原理并沒有改變，理解大規(guī)模集成電路中的基本模塊結(jié)構(gòu)仍然需要基本單元電路的有關(guān)概念。因此，作為數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程，介紹數(shù)字系統(tǒng)中常用的基本單元電路、基本功能模塊及基本的分析方法仍然是其基本內(nèi)容。

本課程的重點為：組合邏輯電路和時序邏輯電路。對于重點內(nèi)容，要以板書講解為主，盡可能結(jié)合工程實際多舉例題，講習題課，以達到強化基本概念、基本原理的目的。難點為：小、中規(guī)模時序電路及其應(yīng)用。對于難點內(nèi)容，要以板書和多媒體相結(jié)合來講解，便于學員理解，同時要通過多舉例題，講習題課、適當增加學生習題量等來鞏固。

3、經(jīng)驗提醒

（1）為了增加學員的學習興趣，教學中內(nèi)容應(yīng)減少理論部分增加應(yīng)用實例。在教學方法的處理上精講多練，運用仿真工具演示電路的工作過程提高學習的趣味性、可視性和效能性；加強課堂練習提高課堂的利用率。學員在學習過程中應(yīng)注意學習方法，提高自信心、主動性，多看書，多做練習、多做實驗。（2）數(shù)字電路是一門實踐性很強的課程，應(yīng)重點強調(diào)理論與實驗相結(jié)合。特別是本課程的重點內(nèi)容及難點內(nèi)容。通過實驗學員不僅可以加深理論知識的理解.而且還能鍛煉學生的動手能力。（3）總結(jié)歸納，在教學中要善于歸納，每次上完課應(yīng)對所講內(nèi)容進行歸納總結(jié)，使學員更加明確本次課的重點及難點內(nèi)容。（4）利用現(xiàn)代多媒體手段將一些不好理解的內(nèi)容形象地顯示出來。（5）要求學員通過做大量習題，掌握理論知識。

二、課程目標設(shè)計

1、總體目標

通過本課程的學習，熟悉數(shù)字電路的基本知識和基本分析方法；感受實驗在學習過程中的作用；形成一定的分析和解決簡單實際問題的能力。為專業(yè)知識的學習和崗位任職的需要打下一定的基礎(chǔ)。

2、課程目標

依據(jù)課程標準并結(jié)合本教學班的情況，確定各單元（章節(jié)）教學目標如下：

（1）知識與技能。①說出邏輯代數(shù)的基本公式。②知道常用組合邏輯電路的特點，歸納分析方法。③描述時序邏輯電路的工作原理和功能，歸納常用時序電路的分析方法。 ④說出PLD的工作原理和功能。

（2）過程與方法。①學會簡單邏輯函數(shù)的化簡方法。②學會常用的組合電路的分析方法。③學會同步時序電路的分析方法。④感受PLD器件的發(fā)展動態(tài)，了解科學前沿。⑤通過查找和閱讀數(shù)字集成電路芯片的資料，學會資料的查找和閱讀方法。⑥通過課堂演示Multisim2001軟件仿真數(shù)字邏輯電路工作過程，感受仿真軟件的基本使用方法。

（3）情感態(tài)度價值觀。養(yǎng)成獨立思考、刻苦鉆研、不斷學習、善于質(zhì)疑等良好習慣；形成嚴謹求實、一絲不茍的優(yōu)良作風。

三、教學策略設(shè)計

1、整合教學內(nèi)容，增大課堂信息量

隨著科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，新理論、新技術(shù)、新成果的不斷涌現(xiàn)，教學內(nèi)容在不斷增加，使原教學課時數(shù)相對減少，要保證有線通信、視訊通信專業(yè)對《電子技術(shù)基礎(chǔ)Ⅲ》課程的教學要求，就必須在課程體系、教學內(nèi)容和教學方法上加以改進，提高教學起點，增大課堂信息量，不斷提高課堂教學質(zhì)量，在有限的學時內(nèi)實現(xiàn)加強基礎(chǔ)、強化應(yīng)用、拓寬專業(yè)知識面的目標。

（1）根據(jù)課程標準精選教學內(nèi)容。根據(jù)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的課程標準要求和學時，精選教材中的教學內(nèi)容，其中的組合邏輯電路、小規(guī)模時序電路及其應(yīng)用、中規(guī)模時序模塊及其應(yīng)用應(yīng)作為主要講授內(nèi)容，同時適當介紹擴大知識面的內(nèi)容和學科前沿發(fā)展的趨勢，并融入一些具有工程實踐應(yīng)用的實例。

（2）根據(jù)學員的實際情況及課程標準，確定每節(jié)課的內(nèi)容。主要講述基本概念、基本原理及基本的分析方法等，同時適當擴大知識面并融入一些具有工程實踐應(yīng)用的實例；并通過課堂練習、課后作業(yè)加深對所學知識的理解。

（3）理論與實驗相結(jié)合，通過實驗使學生加深理論知識的理解同時鍛煉學生的動手能力。

（4）組織課堂討論，激發(fā)學員的學習興趣；了解學員學習過程中的疑難問題并及時講解，促進教學互動。

（5）板書與現(xiàn)代化教學手段相結(jié)合。根據(jù)教學內(nèi)容采用板書與多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學方法。對于重難點知識可以采用板書具體講解，再結(jié)合多媒體技術(shù)講解，使用現(xiàn)代化教學手段能夠?qū)⒊橄蟮膬?nèi)容形象化、直觀化，提高學生的學習興趣和效率，便于學員理解。

（6） 鼓勵學員樹立自信心。士官學員，部分學員基礎(chǔ)差，膽子小，不善于參與課堂交際。教員應(yīng)對這類學員暗含期望，多給他們一次表現(xiàn)的機會，及時表揚、肯定與鼓勵，來激發(fā)他們學習的興趣。

（7）幫助學員學習，充分利用課余時間進行輔導。及時了解學員在學習本課程時遇到的問題，利用課余時間加強對輔導。鼓勵學員互相幫助，通過“小老師”推動學員進步。

2、改革教學方法，注重素質(zhì)教育

目前在高等教育中還存在著偏重理論學習忽視實踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)象。不少學生處于被動學習的狀態(tài)，缺乏主動性和創(chuàng)新精神，教員教得很辛苦，但教學效果卻不理想。原因是課堂教學中強調(diào)了教員的主導作用，而學生的主體作用卻未能體現(xiàn)。因此要把學生培養(yǎng)成具有創(chuàng)新精神和較強實踐能力的高素質(zhì)人才，必須改革教學方法，注重素質(zhì)教育和學習能力的培養(yǎng)。

（1）探索課堂教學方法。課堂教學方法應(yīng)貫徹由簡到繁、循序漸進、深入淺出的原則，并給學生留下思考的空間。在應(yīng)用知識解題方面，一般是學生最薄弱的環(huán)節(jié)，如組合邏輯電路的分析和時序邏輯電路的分析，學生普遍感到不易掌握，教學時應(yīng)通過典型例題著重講清分析思路，讓學生學會舉一反三，能夠觸類旁通。引導學員開展積極的發(fā)散思維活動，師生之間應(yīng)不斷進行情感交流，保持心靈上的溝通，營造平等、寬松的課堂氛圍，使學生處于心情舒暢、思維活躍的心理狀態(tài)，從而獲得較好的教學效果。

（2）采用啟發(fā)式教學，啟迪學生思維。人的思維活動常常是由提出問題開始的，因此，在教學過程中，教員要善于提出問題，引導和鼓勵學生去發(fā)現(xiàn)疑難，提出問題，啟迪學生去積極思考，尋求答案。教員要善于啟發(fā)引導，調(diào)動學員的學習主動性，重視培養(yǎng)學員的參與意識。在講課中應(yīng)注意體現(xiàn)本課程的工程性和實踐性，結(jié)合教學內(nèi)容介紹一些生活中的典型應(yīng)用實例，從而激發(fā)學生對本課程產(chǎn)生濃厚的學習興趣。

（3）運用討論式教學，培養(yǎng)分析能力。在教學進行了幾個單元后，可以組織學員開展課堂討論，以提高學員學習的主動性。由教員和學生共同分析作業(yè)中出現(xiàn)的概念問題，鼓勵學員積極參與，充分發(fā)表自己的觀點，大膽地提出疑問。并通過精選的典型例題，引導學員積極思維，引導學員尋求解題思路，最后由教員講評。通過課堂討論既可啟迪學生的智慧，又能提高學員的分析問題的能力。

第7篇：集成電路課程設(shè)計范文

該設(shè)備為改進型產(chǎn)品，增加了微機相連的接口，利用普通微機及一塊CAE-98板卡（另購），即可取代長余輝示波器、超低頻信號發(fā)生器、X-Y紀錄儀等附屬設(shè)備?？煞奖阃瓿蓪嶒?。為配合基礎(chǔ)教學的需要，增添了數(shù)字電路、模擬電子技術(shù)實驗線路。這一嶄新的實驗設(shè)備實現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)課（模擬、數(shù)字電路）、專業(yè)課(自動控制原理)二合為一，做到一機多用，大大節(jié)省實驗室，節(jié)省管理人員，節(jié)省資金。該設(shè)備是學校上規(guī)模、上檔次的理想選擇。

主要特點：自動控制原理實驗系統(tǒng)自動化專業(yè)設(shè)計，整機結(jié)構(gòu)合理，單元電路設(shè)置符合控制原理實驗要求，參數(shù)改變靈活，排題方便；選用進口高精度運算放大器OP07，它具有高增益，輸入失調(diào)電壓、電流較一般產(chǎn)品小，由它組成的加法器、積分器的“零點”和“積分漂移”較小；操作面板上設(shè)置了“復位”鍵，能方便地消除積分器電容上的殘余電荷，從而提高了本機重復運算的精度；自帶雙面雙量程電壓表，測量、調(diào)整方波；具有計算機接口，可方便連接計算機，組成數(shù)字/模擬實驗系統(tǒng)。

數(shù)電、模電實驗在實驗臺中央九孔通用電路板上進行，根據(jù)實驗電路在其上任意拼插元件盒成實驗電路，元件盒盒體透明、直觀，內(nèi)裝元件一目了然，盒蓋印有永不褪色元件符號，盒蓋與盒體結(jié)合采用較科學的壓卡式結(jié)構(gòu)，維修拆裝方便。

功能與結(jié)構(gòu):

一、實驗臺部分:

1、電源

1.1電源輸入:工作電壓220V±5%(50Hz)，輸入時指示燈亮。

1.2電源輸出：有保險絲和漏電保護開關(guān)二級保護功能。

A組:低壓交流電壓3-24V分七檔可調(diào)，輸出電流1.5A。

B組:二組互相獨立的0-30V連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，輸出電流1.5A，具有短路保護功能。

C組:低壓直流穩(wěn)壓電源，電壓+5V，+14V，電流0.5A，有表指示。

D組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。

2·函數(shù)發(fā)生器

2.1波形:輸出正弦波、三角波、方波。

2.2頻率范圍:5Hz-550KHz，有頻率表指示。

3·單元脈：每撥一次鈕子開關(guān)輸出一組正負脈沖。

4·七段譯碼器及對應(yīng)譯碼顯示數(shù)碼管。

5·自動控制原理部分：由模擬運算單元、信號源、電壓表、計算機接口組成。

6·外測交直流二用電流表:精度0.5級，三位半數(shù)字式顯示，測量范圍:0～999mA。

7·外測交直流二用電壓表:精度0.5級，三位半數(shù)字式顯示，測量范圍:0～99V。

二、學生實驗桌:一桌為二座，桌面中央設(shè)置通用電路插板，元件盒在其上接插成實驗

電路完成實驗。桌子左右各有一個柜，柜中存放元器件、貯存板及電腦，中間上層放置鍵盤、下層抽屜存放工具、萬用表、導線等。桌面尺寸:160×68cm。

三、器材配備（以24座為例，詳見發(fā)貨清單）

12臺實驗臺、12張學生實驗操作桌、l臺主控演示臺、13只MF500萬用表、13只數(shù)字萬用表、39只指針式1.5級直流電流表，25套電烙鐵及烙鐵架,13套實驗所需的電阻、電位器、電感線圈、變壓器、二極管、三極管、場效應(yīng)管、集成、可控硅、邏輯電平開關(guān)、邏輯電平指示等元件盒。13套剝線鉗、螺絲刀、尖嘴鉗等工具。

四、用戶自備器材:長余輝示波器（型號不限），毫伏表，滑線變阻器。

五、實驗項目：

（一）模電、數(shù)電部分

模擬部分

1·二極管的正、反相特性11·變壓器耦合推挽功率放大器

2·晶體三極管的輸入、輸出特性12·OTL功率放大器

3·晶體管共射極單管放大器13·集成功率放大器

4·兩級阻容耦合放大電路14·單相橋式整流電路

5·負反饋對放大器性能的影響15·串聯(lián)型晶體管直流穩(wěn)壓電源

6·場效應(yīng)管放大器(設(shè)計性實驗)

7·差動放大電路16·集成直流穩(wěn)壓電源

8·運算放大器指標測試17·單結(jié)晶體管特性

9·集成運算放大器的基本應(yīng)用18·單結(jié)晶體管觸發(fā)電路

(多種模擬運算電路)19·晶閘管簡單測試

10·集成運算放大器非線性應(yīng)用20·晶閘管可控整流電路

（多種波形發(fā)生器）

利用上述20項實驗元器件還可完成下面實驗項目

l·電壓負反饋偏置電路36·模擬二階微分方程電路

2·分壓式電流負反饋偏置電路37·基本對數(shù)運算電路

3·用二極管穩(wěn)定工作點38·實用微分電路

4·共基極放大電路39·反對數(shù)放大基本電路

5·共集電極放大電路40·簡單的過零比較電路

6·共源極基本放大電路41·利用二級管作為上限檢測幅度選擇電路

7·場效應(yīng)管共漏極電路42·下限幅度選擇電路

8·場效應(yīng)管共柵極電路43·RC無源網(wǎng)絡(luò)的低通濾波電路

9·單管阻容放大電路44·同相輸入一階低通濾波電路

10·變壓器耦合放大電路45·反相輸入一階低通濾波電路

11·甲類功率放大電路46·簡單的二階RC濾波電路

12·串聯(lián)電流負反饋電路47·典型二階RC有源低通濾波電路

13·串聯(lián)電壓負反饋電路48·典型二階高通有源濾波電路

14·并聯(lián)電壓負反饋電路49·基本帶通濾波電路

15·并聯(lián)電流負反饋電路50·典型帶通濾波電路

16·共基共射極放大電路51·矩型波振蕩電路

17·自舉射極輸出電路52·寬度可調(diào)的矩形波發(fā)生器

18·NPN一PNP直接耦合放大電路53·幅頻可調(diào)的鋸齒波發(fā)生器

19·用負反饋消除自激振蕩54·單相半波整流電路

20·晶體管開關(guān)作用55·單相全波整流電路

21·變壓器反饋式振蕩電路56·電容濾波電路

22·電容三點式振蕩電路57·電容濾波帶電阻負載

23·電感三點式振蕩電路58·RC濾波電路

24·差動放大電路的基本形式59·基本LC濾波電路

25·長尾式差動放大電路60·二倍壓整流電路

26·雙電源長尾式差動放大電路61·三倍壓整流電路

27·運放用作交流比例放大62·基本穩(wěn)壓電路

28·反相輸入保護措施63·基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路

29·同相輸入保護措施64·具有放大環(huán)節(jié)的穩(wěn)壓電路

30·電源極性錯接的保護65·單相半波可控硅整流

31·RC高通電路66·電子調(diào)壓電路

32·利用三極管來保護器件67·電子催眠器一一趣味性實驗一

33·差動輸入運算電路68·電子門鈴電路一一趣味性實驗二

34·快速積分電路N69·電子報警電路一一趣味性實驗三

35·模擬一階微分方程電路

數(shù)字電路：

l·TTL集成邏輯門的參數(shù)測試16·MSI數(shù)據(jù)選擇器及邏輯設(shè)計

2·CMOS邏輯門的參數(shù)測試17·微分型單穩(wěn)態(tài)電路

3·TTL集成電極開路門與三態(tài)輸出門的應(yīng)用18·環(huán)形多諧振蕩器

4·與、非、或、與非門電路實驗19·利用門電路構(gòu)成編碼器分配器、選擇器

5·半加器電路實驗20·組合電路的設(shè)計之一一一編碼轉(zhuǎn)換

6·全加器電路實驗21·組合電路的設(shè)計之二一一顯示電路

7·RS觸發(fā)器實驗22·同步時序電路的設(shè)計

8·D觸發(fā)器實驗23·計算機時序電路的設(shè)計

9·JK觸發(fā)器實驗24·集成定時器測試及應(yīng)用

1O·T觸發(fā)器實驗25·CMOS集成A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路實驗

11·JK型觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器26·二極管非門、或非門電路

12·D型觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成JK觸發(fā)器27·三極管非門、與非門、或非門電路

13·計數(shù)器實驗28·異步十進制減法計數(shù)器

14·MSI移位寄存器及其應(yīng)用29·異步十進制加法計數(shù)器

15·譯碼器及其變換方式30·綜合能力培訓實驗一一電子秒表

（二）、自動控制實驗系統(tǒng)部分：

1、典型線性環(huán)節(jié)的模擬5、控制系統(tǒng)的校正

2、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)6、典型非線性特性

第8篇：集成電路課程設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計;集成系統(tǒng);本科專業(yè);創(chuàng)新型人才;課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）35-0049-03

一、引言

集成電路產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是推動信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源泉和動力。國務(wù)院于2000年6月25日頒發(fā)了《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策（18號）》，大力支持和鼓勵我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國家政策的扶持下，我國集成電路設(shè)計業(yè)發(fā)展迅猛，伴隨著國內(nèi)集成電路的發(fā)展，對集成電路設(shè)計相關(guān)人員的需求也日益增加。教育部于2003年開始批準設(shè)置“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”目錄外本科專業(yè)，2012年普通高等學校本科專業(yè)目錄中調(diào)整為特設(shè)專業(yè)，以適應(yīng)國內(nèi)對集成電路設(shè)計與應(yīng)用人才的迫切需求，截止2014年，全國已有28所高校設(shè)置“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”本科專業(yè)。國務(wù)院于2011年1月28日頒發(fā)了《進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策（新18號）》，要求高校要進一步深化改革，加強集成電路設(shè)計相關(guān)專業(yè)建設(shè)，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求及時調(diào)整課程設(shè)置、教學計劃和教學方式，加強專業(yè)師資隊伍、教學實驗室和實習實訓基地建設(shè)，努力培養(yǎng)國際化、復合型、實用型人才。

“集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)”專業(yè)涉及的新概念、新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，是一個工程性和實踐性很強的本科專業(yè)。集成電路領(lǐng)域技術(shù)和管理人才嚴重不足、人才質(zhì)量普遍不高已成為制約我國集成電路產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展的瓶頸。國家集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃提出加強人才培養(yǎng)，著力發(fā)展芯片設(shè)計業(yè)，2014年6月，國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》進一步指出，要著力發(fā)展集成電路設(shè)計業(yè)，加大人才培養(yǎng)力度。因此，研究適合本專業(yè)的理論與實踐并重融合的課程體系，培養(yǎng)創(chuàng)新型集成電路設(shè)計人才具有十分重要的現(xiàn)實意義和歷史意義。

二、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)的特點

集成電路是推動當前經(jīng)濟發(fā)展的重要技術(shù)，由于集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展迅速且新知識、新技術(shù)層出不窮，多學科交叉融合，畢業(yè)生就業(yè)具有國際性，要求教學體系和實踐平臺建設(shè)必須跟上最新的產(chǎn)業(yè)需求，才能培養(yǎng)出適合社會和企業(yè)需要的集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)創(chuàng)新型人才。在進行集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才培養(yǎng)時我們需要緊緊抓住以下幾點。

1.集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)是新興專業(yè)，國內(nèi)還沒有形成該專業(yè)的人才培養(yǎng)規(guī)范，目前國內(nèi)各高校該專業(yè)的教學計劃是從國外或者相關(guān)專業(yè)延伸來的，系統(tǒng)性、完備性差，還沒有形成完整的知識體系。

2.集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領(lǐng)域的交叉學科，因此要利用綜合性學科知識為該類人才的素質(zhì)培養(yǎng)服務(wù)，從注重單一知識和能力的培養(yǎng)，要轉(zhuǎn)變到注重綜合知識和能力的培養(yǎng)。

3.集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)是國家特設(shè)專業(yè)，根據(jù)高校自身辦學特色和市場需求設(shè)置的專業(yè)，需要針對企業(yè)對該類人才的需求，將企業(yè)需求融入課程體系，與企業(yè)聯(lián)合制定培養(yǎng)方案，建立核心課程體系，實時調(diào)整專業(yè)課程教學內(nèi)容。

4.集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)具有較強的工程性和實踐性，不僅要具有較強理論知識基礎(chǔ)，而且要具有較好的工程實踐能力以及一定的創(chuàng)新能力，需要建立一種基于項目驅(qū)動的多層次的實踐教學體系，保障四年工程實踐訓練不斷線，逐步提升學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

三、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)課程體系的構(gòu)建

根據(jù)集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)特點，按照通信、計算機和集成電路融合發(fā)展的科學規(guī)律，結(jié)合我校學科專業(yè)優(yōu)勢特色，確立了本專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系。

（一）人才培養(yǎng)目標

2006年全國科技大會上提出，到2020年，我國將建成創(chuàng)新型國家，使科技發(fā)展成為經(jīng)濟社會發(fā)展的有力支撐。具有較強的自主創(chuàng)新能力是創(chuàng)新型國家的主要特征之一，只有培養(yǎng)具創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的人才，才能提升自主創(chuàng)新能力。集成電路產(chǎn)業(yè)是關(guān)系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局的基礎(chǔ)性、先導性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是最能體現(xiàn)科技進步對創(chuàng)新型國家貢獻率的行業(yè)。

因此，本專業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)和信息領(lǐng)域發(fā)展需要，掌握寬廣的人文知識、堅實的自然科學知識以及扎實的專業(yè)知識，具備工程實踐能力和創(chuàng)新能力，具有自主學習集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域前沿理論和技術(shù)的能力，能在集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域從事研究、設(shè)計、實現(xiàn)、應(yīng)用的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，為全面實現(xiàn)創(chuàng)新型國家提供強有力的支撐。

（二）人才培養(yǎng)規(guī)格

集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)是一個涵蓋通信、計算機、集成電路等多領(lǐng)域的交叉學科，如圖1所示。其中，圖1中①就是通信算法（應(yīng)用）的直接IC（實現(xiàn)）化的ASIC、FPGA電路或者可重構(gòu)電路;②就是算法（應(yīng)用）的指令集合（體系結(jié)構(gòu)）化的目標程序;③就是指令集合（體系結(jié)構(gòu)）的IC（實現(xiàn)）化的處理器;④就是集成電路技術(shù)發(fā)展推動的先進處理器。

根據(jù)多學科融合發(fā)展和人才培養(yǎng)目標定位，確定了本專業(yè)知識、能力、素質(zhì)的人才培養(yǎng)規(guī)格如下。

1.知識結(jié)構(gòu)要求。（1）具有堅實的自然科學理論基礎(chǔ)知識、電路與系統(tǒng)的學科專業(yè)知識、必要的人文社會科學知識和良好的外語基礎(chǔ)。（2）具有通信系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信號處理等相關(guān)學科領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識。（3）掌握集成電路與集成系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和工程理論。（4）掌握集成電路與集成系統(tǒng)電子設(shè)計自動化（EDA）技術(shù)。

2.能力結(jié)構(gòu)要求。（1）具有使用電子設(shè)計自動化（EDA）工具進行集成電路與集成系統(tǒng)設(shè)計的能力。（2）具有較強的科學研究、工程實踐及綜合運用所學知識解決實際問題的能力。（3）具有了解本專業(yè)領(lǐng)域的理論前沿、發(fā)展動態(tài)和獨立獲取知識的能力。（4）具有自主學習能力、創(chuàng)新能力、協(xié)同工作與組織能力。

3.素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求。（1）具有良好的思想道德修養(yǎng)、職業(yè)素養(yǎng)、身心素質(zhì)。（2）具有奉獻精神、人際交往意識和團結(jié)協(xié)作精神。（3）具有一定的文學藝術(shù)修養(yǎng)、科學的工程實踐方法。（4）具有一定的國際化視野、求實創(chuàng)新意識。

（三）課程體系

集成電路系統(tǒng)設(shè)計涵蓋“系統(tǒng)設(shè)計、邏輯設(shè)計、電路設(shè)計、版圖設(shè)計”四個設(shè)計層次，課程體系應(yīng)覆蓋四個設(shè)計層次需要的所有知識點，各知識點之間要具有連貫性、系統(tǒng)性和完備性。集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)具有很強的工程性和實踐性，通過計算機應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力、集成電路設(shè)計能力以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強化學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)是一個多學科的交叉新興專業(yè)，課程體系中應(yīng)該包含通信、計算機和集成電路的相關(guān)知識點，各知識點之間要具有交叉融合性。集成電路系統(tǒng)設(shè)計是一個高速發(fā)展的學科領(lǐng)域，知識和技術(shù)更新速度非?？?，課程體系應(yīng)該體現(xiàn)先進性，使得學生能夠接近先進的技術(shù)前沿，同時課程體系中也應(yīng)該包含一些面向企業(yè)的工程設(shè)計與實踐的實用性課程，進一步提高學生的就業(yè)競爭力和工程創(chuàng)新能力。

因此，根據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)格和特點以及課程體系的連貫性、系統(tǒng)性、完備性、融合性、先進性和實用性，結(jié)合我校自身優(yōu)勢特色，構(gòu)建了如下頁圖2所示的知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的理論與實踐并重融合的課程體系。課程體系以能力培養(yǎng)為導向，集中實踐環(huán)節(jié)為支撐，核心課程為基礎(chǔ)，一組集中實踐環(huán)節(jié)和核心課程培養(yǎng)一種能力。同時，設(shè)置綜合素質(zhì)教育模塊和課外科技創(chuàng)新活動模塊，提升學生的工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

課程體系主要突出計算機應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力、集成電路設(shè)計能力以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，進行分學年重點培養(yǎng)。第一學年主要培養(yǎng)學生的計算機應(yīng)用能力，第二學年主要培養(yǎng)學生的電子技術(shù)應(yīng)用能力，第三學年主要培養(yǎng)學生的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力和集成電路設(shè)計能力，第四學年主要培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新能力，通過設(shè)置“數(shù)字集成電路”、“混合信號集成電路”、“嵌入式系統(tǒng)”三個方向課程模塊，實現(xiàn)人才的個性化培養(yǎng)。

通過嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力、集成電路設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中的集中實踐環(huán)節(jié)和核心課程設(shè)置，將集成電路設(shè)計與通信/計算機相結(jié)合，體現(xiàn)課程體系的交叉融合性。將集成電路系統(tǒng)設(shè)計層次中的“系統(tǒng)設(shè)計”貫穿于工程創(chuàng)新能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力培養(yǎng)，“邏輯設(shè)計”體現(xiàn)在電子技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)中，通過“電路設(shè)計”與“版圖設(shè)計”實現(xiàn)集成電路設(shè)計能力的培養(yǎng)，實現(xiàn)了課程體系的系統(tǒng)性和完備性，通過教學內(nèi)容的組織實現(xiàn)知識的連貫性。

課程體系設(shè)置了一系列集中實踐環(huán)節(jié)和獨立設(shè)課實驗（集成電路EDA技術(shù)實驗、微處理器設(shè)計實踐）以及課內(nèi)實驗，在教學內(nèi)容的組織上將軟件無線電（SDR）系統(tǒng)（包括算法、體系結(jié)構(gòu)、集成電路）設(shè)計與實現(xiàn)的科研成果融入教學過程，實現(xiàn)四年工程實踐訓練不斷線，體現(xiàn)課程體系的工程性和實踐性。同時通過下一代無線通信系統(tǒng)的核心器件――SDR系統(tǒng)處理芯片設(shè)計為牽引，設(shè)置通信集成電路系統(tǒng)工程設(shè)計與實踐相關(guān)課程，采用世界主流EDA廠家先進EDA工具完成集成電路EDA技術(shù)實驗以及集成電路系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)課程體系的先進性和實用性。

（四）教學內(nèi)容組織思路

以“高級語言程序匯編語言程序機器指令序列計算機組成（CPU、存儲器、輸入輸出、數(shù)據(jù)通路與控制單元）計算機部件設(shè)計計算機部件（FPGA和專用集成電路）實現(xiàn)整機（FPGA或?qū)Ｓ眉呻娐罚崿F(xiàn)面向通信、信號處理領(lǐng)域系統(tǒng)（嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字集成電路、模擬集成電路）設(shè)計與應(yīng)用”為主線組織教學內(nèi)容，體現(xiàn)知識的連貫性，培養(yǎng)學生的計算機應(yīng)用能力、電子技術(shù)應(yīng)用能力、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計能力、集成電路設(shè)計能力。通過通信集成電路系統(tǒng)工程設(shè)計與實踐（包括數(shù)字集成電路工程設(shè)計與實踐、嵌入式SoC工程設(shè)計與實踐、模擬集成電路工程設(shè)計與實踐等），將軟件無線電（SDR）系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的科研項目成果融入課堂教學，貫徹我校“教研統(tǒng)一”辦學理念，突顯我校信息通信行業(yè)優(yōu)勢特色，培養(yǎng)學生的工程創(chuàng)新能力。

四、結(jié)論

課程體系設(shè)置是專業(yè)建設(shè)中的關(guān)鍵核心問題，對人才的培養(yǎng)質(zhì)量起決定性的作用。本文充分考慮了集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)多學科交叉融合、工程實踐性強等特點，結(jié)合我校本專業(yè)在通信專用集成電路設(shè)計、專用處理系統(tǒng)設(shè)計方面的優(yōu)勢特色，形成了通信、計算機與集成電路設(shè)計相結(jié)合、理論教學與項目實踐相結(jié)合的課程體系。以能力培養(yǎng)為導向，以集成電路設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計融合為主線組織教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的集成電路設(shè)計與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計（計算機應(yīng)用、電子技術(shù)應(yīng)用、微系統(tǒng)設(shè)計）能力，通過面向通信領(lǐng)域的集成電路與嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計與實踐，提高學生的工程創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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第9篇：集成電路課程設(shè)計范文

[關(guān)鍵詞] 實踐導向；課程模式；教學設(shè)計

【中圖分類號】 G42 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1007-4244（2013）02-092-2

當今時代是一個信息化、數(shù)字化的時代，電子產(chǎn)品幾乎遍及我們生活的每一個角落，為了更好地掌握電子知識、了解電子線路的構(gòu)成，開設(shè)電子線路課程就顯得非常必要了。與過去相比，電子線路課程的知識更為豐富、系統(tǒng)，對實踐的指導作用更強，但是我們同樣也應(yīng)該清晰地看到我國開設(shè)的電子線路課程仍然存在著不足，對我國電子行業(yè)的指導作用仍然無法滿足需要。

一、電子線路課程存在的不足

發(fā)展到今天，電子線路課程仍然存在著很多不足之處，主要表現(xiàn)為：

（一）課程分布不合理

當前電子線路課程的教學基本上都以理論課為主，只有很少一部分的實踐課程。而電子線路課程是一門較為復雜的學科，其知識體系非常龐大，且不易理解。單純的理論教學很難講清楚這些復雜的知識，更無法梳理出清晰的結(jié)構(gòu)，致使很多學生都無法理解所學的知識，而只是坐在教堂里自己去想象整個電子線路的結(jié)構(gòu)。在學習過程中，學生普遍認為這門課抽象、難學，學習興趣不高，使本來就無法理解的知識更難被消化吸收。

值得一提的是，很多學習成績優(yōu)秀的學生雖然考試都可以得到很好的分數(shù)，可是卻在真正看到電子線路時卻不知所措，所學的知識一點都用不上，使理論與實踐嚴重分離。

（二）教學設(shè)備不完善，教學活動開展受限

在電子線路課程的教學過程中，需要有相關(guān)的設(shè)備和儀器作為輔助工具，以此來讓學生充分地了解這些抽象的知識。然而，很多高校的教學設(shè)施不完善，甚至極度缺乏。沒有先進的設(shè)備，只有幾組簡單的線路小儀器。這不但嚴重阻礙了教學活動，更讓學生無法獲取更為專業(yè)的知識。加上實踐課本來就少，實踐資源有限，讓本來就捉襟見肘的實踐課更加的難以開展，進而大大影響了學生學習知識的積極性。

（三）師資力量缺乏，教師缺乏實踐理論

教師是教授學生知識的重要媒介，是學生獲取知識的重要來源。因此，教師自身素質(zhì)的好壞以及知識結(jié)構(gòu)的多少直接影響著學生能夠獲取知識的數(shù)量。然而，當前高校在電子線路教學的師資力量是非常缺乏的，這直接影響了學生獲取知識的好壞。不僅如此，當前的教師的知識構(gòu)成大多也都是從課堂上獲取的，他們并沒有豐富的實踐經(jīng)驗。他們的理論在傳授給學生時，學生獲取的也僅僅是沒有實踐基礎(chǔ)的理論知識。很多著名的教授甚至也沒有相關(guān)的實踐知識，而只是自己在實驗室進行研究，對實踐中的電子線路并不能了解透徹，這使得學生無法獲取更為有效的資源。

除此之外，高校的教師選拔體系存在著極大的不足，理論考核是教師能否入職的重要標準。而那些實踐知識豐富的電子工人、工程師因為無法通過理論考試或者學歷受限而被擋在了高校的大門外，這使得學校浪費了一批有非常寶貴的經(jīng)驗豐富的教學人才。

二、完善電子線路課程的幾點建議

基于當前電子線路課程存在的諸多問題，為了更好地與實踐相結(jié)合，能夠使理論知識可以更好地指導實踐，高校應(yīng)該大力完善電子線路課程，具體說來，可以從以下幾點完善：

（一）合理分配教學課程在，增加實踐課的比重

在教學過程中應(yīng)該增加實踐課的比重，讓學生在實踐中更好地獲取知識，而不是只一味的在課堂中講抽象的專業(yè)理論。高?？梢赃m當削減理論課的次數(shù)，相應(yīng)地增加到實驗室中去鼓勵學生親身試驗，只有這樣，學生才能夠更好地掌握知識。

不僅如此，高校還應(yīng)該增加一些社會課程，鼓勵學生們“走出去”，到電子廠進行學習，以此增加他們的實踐經(jīng)歷，讓他們了解自己知識的不足，從而使他們學習更有方向性。

（二）大力完善教學設(shè)施

高校應(yīng)該完善學校的教學設(shè)施，為教師教學提供一個更為有效、方便的教學條件，從而使其可以更好地教授知識。高校應(yīng)該加大對教學設(shè)備更新完善的力度，提高教學設(shè)備的先進性，使設(shè)備能夠滿足教學內(nèi)容以及社會發(fā)展的需求，進而提高學生學習這門抽象、復雜知識的效率。

（三）完善師資隊伍，鼓勵專業(yè)人員開展教學活動

高校應(yīng)該致力于提高教師隊伍的素質(zhì)水平，保證教師的專業(yè)知識儲備。與此同時，高校還應(yīng)該鼓勵教師多參加相關(guān)的實踐活動，以此來提高教師的實踐理論，進而保證其教學水平，使學生可以掌握更多的專業(yè)知識。

不僅如此，高校還應(yīng)該放寬對社會的專業(yè)人員的準入門檻，要積極引進相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)性人才來課堂授課。通常情況下，這些專業(yè)性人才都有非常豐富的實踐經(jīng)驗，其經(jīng)驗與教師的理論體系相結(jié)合，可是使學生能夠更為系統(tǒng)地學習知識，提高學生的學習效率。而在專業(yè)性人才進行授課時，教師也可以從中掌握更多的實踐知識，使自己的知識結(jié)構(gòu)更為完善，進而提高自己的教學水平，保證學生獲取更為有效的知識。

結(jié)論：

理論知識是需要指導實踐工作的，這樣才能夠體現(xiàn)出知識的作用。電子線路課程是與實踐聯(lián)系非常緊密的課程，需要以實踐為導向，因此，高校應(yīng)該大力完善電子線路課程，使其可以更好地指導實踐工作。

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