時間：2022-02-18 07:43:40
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子系統(tǒng)設(shè)計，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
為適應(yīng)應(yīng)用型專業(yè)轉(zhuǎn)型的需要，促進(jìn)電子信息類專業(yè)課程向應(yīng)用型課程轉(zhuǎn)化，文章以“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程為例，從專業(yè)課程的課程理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等方面對適應(yīng)于應(yīng)用型人才教育的專業(yè)課程改革模式進(jìn)行了探索，給出了相應(yīng)的改革內(nèi)容，為其他應(yīng)用型課程改革提供了參考。
關(guān)鍵詞：
應(yīng)用型課程；電子信息類專業(yè)課程；教學(xué)模式
隨著信息化社會的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)對人才的需求方向也發(fā)生了改變，不僅僅需要學(xué)術(shù)研究性人才，同時更加需要應(yīng)用型人才和職業(yè)技能型人才，尤其是能將所學(xué)理論知識轉(zhuǎn)化為社會生產(chǎn)力的應(yīng)用型人才的需求比重最大。在這一背景下，各地方高校擔(dān)負(fù)起應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重任[1]，開始將高校人才培養(yǎng)目標(biāo)向應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)化，切實通過轉(zhuǎn)型發(fā)展促進(jìn)內(nèi)涵發(fā)展、特色發(fā)展，提高質(zhì)量，解決好急需人才不夠用、普通人才就業(yè)難問題。在專業(yè)轉(zhuǎn)型的大背景下，如何將人才培養(yǎng)從原來的學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)過渡到應(yīng)用型人才培養(yǎng)，切實對轉(zhuǎn)型過程中在人才培養(yǎng)方案、專業(yè)設(shè)置、課程體系、師資配備、教學(xué)管理機制等問題提出具體可行的方案，成為高校教育改革研究的新課題。目前本科院校的應(yīng)用型課程建設(shè)已成為當(dāng)前提高應(yīng)用型高校教育質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)，在課程建設(shè)中必須能夠突出應(yīng)用性知識的傳授與學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)[2]，這樣才能將課程的應(yīng)用性改造落到實處。電子信息類專業(yè)課程作為本科高等院校教學(xué)中應(yīng)用性較強的專業(yè)課程，由于其專業(yè)本身具有的技術(shù)更新快、實踐性和應(yīng)用性極強的特點，在課程的教學(xué)過程中必須注重新技術(shù)與工程性的結(jié)合、理論與實用的結(jié)合，所以在其教學(xué)開展中更應(yīng)對課程理念、課程教學(xué)設(shè)計的優(yōu)化、課程內(nèi)容、評價體系等方面進(jìn)行探討研究。文章從專業(yè)轉(zhuǎn)型的背景出發(fā)，以“電子系統(tǒng)設(shè)計”為例，在專業(yè)課程的課程理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等方面對適應(yīng)于應(yīng)用型人才教育的專業(yè)課程改革模式進(jìn)行了探索。
一、電子信息類專業(yè)課程現(xiàn)狀分析
目前國內(nèi)各高校都著眼于學(xué)生動手實踐能力培養(yǎng)、并不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性，但學(xué)生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中仍存在缺少創(chuàng)新精神和科學(xué)研究的主動性的問題。這也反應(yīng)了在專業(yè)課程的設(shè)置及教學(xué)活動開展過程中存在的問題，主要表現(xiàn)為理論教學(xué)學(xué)時長、側(cè)重于理論知識的傳授；課程教學(xué)活動設(shè)計單一，缺乏體驗式教學(xué)；課程內(nèi)容更新慢，與新技術(shù)脫節(jié)；實踐環(huán)節(jié)項目內(nèi)容缺乏實際性和趣味化，學(xué)生難以深入；考核方式單一，仍然是簡單的考核學(xué)生對理論知識點的掌握程度。這一情況的存在，使學(xué)生在面臨就業(yè)時，與用人企業(yè)的需求相脫離，不能滿足企業(yè)對于綜合素質(zhì)和實踐能力強的應(yīng)用型人才的需要。“電子系統(tǒng)設(shè)計”是一門綜合性、實踐性和應(yīng)用性很強的專業(yè)課程，面向電子信息類專業(yè)本科三年級開設(shè)的理論與實踐相結(jié)合課程[3]。課程系統(tǒng)地介紹電子系統(tǒng)分析、規(guī)劃、設(shè)計和工程實現(xiàn)的方法與步驟，并結(jié)合技術(shù)發(fā)展情況，介紹新技術(shù)、新方法、新器件在電子系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用。該課程是本科生了解當(dāng)前電子系統(tǒng)技術(shù)的窗口，是相關(guān)硬件與軟件設(shè)計結(jié)合、將所學(xué)理論知識付諸實踐、由書本走向?qū)嶋H的橋梁課程，因此其具有電子信息類專業(yè)課程的專業(yè)技術(shù)特點，通過對其向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型課程建設(shè)的研究具有一定的代表性。
二、課程改革內(nèi)容
“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程的改革主要從四個方面展開：課程理念的轉(zhuǎn)變、優(yōu)化教學(xué)模式、課程內(nèi)容的更新、建立多元的評價方式。
（一）課程理念的轉(zhuǎn)變
應(yīng)用型人才不僅需要具備專業(yè)知識素養(yǎng)，而且需要能夠應(yīng)用專業(yè)知識解決實際問題，因此必須對現(xiàn)有的課程理念進(jìn)行轉(zhuǎn)變來指導(dǎo)課程建設(shè)。專業(yè)課程作為專業(yè)人才培養(yǎng)的重要教學(xué)科目，是學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過學(xué)習(xí)專業(yè)知識來增長專業(yè)知識和專業(yè)能力的重要過程。而根據(jù)電子信息類專業(yè)課程的特點，更應(yīng)將學(xué)生作為課程的主體，由學(xué)生主動的發(fā)現(xiàn)知識、主動思考、積極地參與學(xué)習(xí)，同時根據(jù)課程特點，由教師在學(xué)生的主動學(xué)習(xí)過程中給予專業(yè)指引，不再局限于教師的“教”，而是拓展為教師的“引”與學(xué)生的“學(xué)”相結(jié)合，注重對學(xué)生主動性、參與性的培養(yǎng)。同時注重課程教學(xué)設(shè)計的優(yōu)化，課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置以及多元化的評價方式。以“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程來說，主要綜合模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、DSP處理等相關(guān)技術(shù)[4]，將理論教學(xué)內(nèi)容向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化，其教學(xué)理念主要更應(yīng)以學(xué)生的“學(xué)”為主，通過教師對相關(guān)技術(shù)及前沿發(fā)展的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的主動性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，在教學(xué)過程中除了理論知識講授外，增加課堂討論、項目實踐，使學(xué)生成為教學(xué)的主導(dǎo)。
（二）優(yōu)化教學(xué)模式
原有的專業(yè)課教學(xué)側(cè)重于理論知識的傳授，課程教學(xué)多采用理論講授，造成填鴨式、灌輸式課程教學(xué)方法，學(xué)生通過聽、記完成應(yīng)用型課程的學(xué)習(xí)，這必然導(dǎo)致僅僅對知識的掌握，而脫離實踐；同時，啟發(fā)式、研究式教學(xué)的運用少，也導(dǎo)致學(xué)生沒有學(xué)習(xí)的主動性。將CDIO工程教育理念[5]引入課程的專題項目教學(xué)中，通過對特定專題項目內(nèi)容的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作，讓學(xué)生以主動的、實踐的方式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團(tuán)體能力和工程系統(tǒng)能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。在“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程中，采用以項目設(shè)計為導(dǎo)向、基于項目、問題學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，通過讓學(xué)生通過對實際項目的構(gòu)思與設(shè)計來激發(fā)學(xué)生的興趣，利用所學(xué)知識來開展系統(tǒng)層次上的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)及運用。
（三）課程內(nèi)容的更新
若對應(yīng)于項目驅(qū)動教學(xué)模式[6]，原有的課程內(nèi)容必然不利用教學(xué)實踐的開展，同時課程內(nèi)容也應(yīng)與專業(yè)發(fā)展前沿相對應(yīng)，所以在課程模塊中增加技術(shù)前沿介紹等的相關(guān)板塊，并不斷更新課程內(nèi)容，使其與技術(shù)發(fā)展、專業(yè)應(yīng)用相適應(yīng)，既要考慮符合專業(yè)學(xué)習(xí)的邏輯，又要注重專業(yè)范圍的限定和課程內(nèi)容的順序安排，盡可能使課程內(nèi)容對學(xué)生有意義并具有合理性和綜合性，并且滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，適于課程教學(xué)活動的開展。在“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程中，將課程內(nèi)容整合優(yōu)化為電子系統(tǒng)設(shè)計方法、專題技術(shù)知識、項目設(shè)計與實踐三大模塊。其中電子設(shè)計方法主要介紹電子系統(tǒng)設(shè)計概論、模擬電子系統(tǒng)設(shè)計方法、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法、基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法、基于DSP系統(tǒng)設(shè)計方法及電子系統(tǒng)實現(xiàn)過程中可靠性設(shè)計；專題技術(shù)知識主要結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展和新器件應(yīng)用，將在專業(yè)基礎(chǔ)課程中所學(xué)的相關(guān)知識與實際應(yīng)用相聯(lián)系，介紹典型傳感器應(yīng)用、模擬信號變換、放大及濾波電路應(yīng)用設(shè)計、基于可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計、基于嵌入式平臺的系統(tǒng)設(shè)計、DSP系統(tǒng)應(yīng)用；項目設(shè)計與實踐要求學(xué)生完成具有工程應(yīng)用背景的項目的規(guī)劃、確定項目設(shè)計方案、項目設(shè)計與實踐。這里項目實踐配合課程設(shè)計實驗及學(xué)生的課外科技活動、開放式實驗室教學(xué)進(jìn)行，使課程的內(nèi)容改革不僅僅局限于課堂內(nèi)的教學(xué)，而是拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。
（四）建立多元的評價方式
現(xiàn)行的課程考核多以階段性考核（平時成績）和總結(jié)性考核（期末考試）構(gòu)成，而對于采用學(xué)生主動式學(xué)習(xí)的專業(yè)課程，這種考核方式不符合面向應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式，所以應(yīng)采取有效且具有多元性的考核評價方式，對學(xué)生的知識掌握、實踐能力、應(yīng)用素養(yǎng)等幾方面進(jìn)行綜合評價。也就是說需要對學(xué)生的知識點轉(zhuǎn)化為實踐能力、思維能力、課堂參與程度、作業(yè)及實踐活動完成質(zhì)量進(jìn)行考核。“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程的考核不僅要考核學(xué)生對課程基本理論知識的理解和掌握，還要考核學(xué)生對所學(xué)知識的吸收與應(yīng)用情況，同時考核還要體現(xiàn)學(xué)生實踐動手能力。因此，課程考核包括平時成績、開卷考試和實踐考核。平時成績主要考核學(xué)生對課程的參與程度，包括課堂討論成績、課后作業(yè)，其中課后作業(yè)一方面對課堂講授知識進(jìn)行復(fù)習(xí)，同時要求學(xué)生通過文獻(xiàn)檢索、網(wǎng)絡(luò)檢索對相關(guān)新器件、新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行學(xué)習(xí)，其占總成績的10%。開卷考試的命題過程中，從培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)出發(fā)，不再含有記憶型考題，而是采取應(yīng)用能力型考題。考題涵蓋器件應(yīng)用、電路模塊設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計，其占總成績40%。實踐考核通過學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計理論探討，撰寫小論文；完成電路設(shè)計、仿真及實現(xiàn)，遞交設(shè)計報告及作品；實踐考核題目可選固定命題，也可以自主命題，特別鼓勵同學(xué)大膽想象，自擬課題，經(jīng)教師確認(rèn)后，完成相應(yīng)任務(wù)。考核過程中設(shè)有答辯環(huán)節(jié)，學(xué)生以PPT形式向教師及全體同學(xué)展示項目研究及作品，并由教師進(jìn)行提問，學(xué)生給予作答。通過答辯環(huán)節(jié)主要完成知識點的檢查和研究作品的展示，考查學(xué)生在從事設(shè)計和撰寫論文中知識點的應(yīng)用情況和創(chuàng)新性。實踐考核占總成績50%。
三、結(jié)束語
經(jīng)過對“電子系統(tǒng)設(shè)計”課程改革的初探，在課程教學(xué)和課程理念的重構(gòu)方面進(jìn)一步拓展了思路；課程內(nèi)容的不斷更新使學(xué)生開拓了眼界；同時也可以將教師科研方面中應(yīng)用性較強、具有工程背景的課題項目引入教學(xué)；面向?qū)嵺`能力考核的多元化考核機制對提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性、積極性有一定推動作用。我國的信息化建設(shè)的不斷增強對信息化人才的需求也正在逐年增大。但電子信息類應(yīng)屆本科生的理論基礎(chǔ)較好，但動手實踐能力薄弱，使學(xué)生就業(yè)加大了難度，造成了應(yīng)用型人才的供給不足。通過對電子信息類專業(yè)課程的教學(xué)改革，提出適用于電子信息類應(yīng)用型人才學(xué)生培養(yǎng)的課程理念，建立既能夯實學(xué)生基礎(chǔ)實踐能力，又可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新實踐能力的平臺，建立多元化考核機制，有效地實現(xiàn)學(xué)生實踐能力的檢驗，同時與不斷追蹤信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，緊跟行業(yè)科技進(jìn)步，不斷更新課程內(nèi)容，將對學(xué)生的科技素養(yǎng)、應(yīng)用能力培養(yǎng)起到重要作用，且對其他應(yīng)用型課程改革具有一定的參考價值。
作者：馬利 張玉奇 牛斌 單位：遼寧大學(xué)
參考文獻(xiàn)
[1]甘瑤瑤，安立龍，喬玉香.地方應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)面臨的問題及對策研究———以廣東海洋大學(xué)人才培養(yǎng)專題調(diào)查為例[J].高教學(xué)刊，2016（15）.
[2]王春霞.以應(yīng)用性為導(dǎo)向的《設(shè)計概論》課程教學(xué)改革研究[J].中國包裝工業(yè)，2015，16：102+104.
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[4]田良.綜合電子設(shè)計與實踐[M].東南大學(xué)出版社，2002.
【關(guān)鍵詞】綜合電子系統(tǒng)設(shè)計；開放式教學(xué)；教學(xué)模式
1.引言
綜合電子系統(tǒng)設(shè)計是電子信息類本科學(xué)生的一門專業(yè)核心課程，該課程是電路原理、模擬電路、數(shù)字電路、單片機原理、微機原理和嵌入式系統(tǒng)等多門課程的綜合運用，通過設(shè)計任務(wù)、查找參考資料、設(shè)計電路、計算機仿真、安裝調(diào)試和整理總結(jié)等環(huán)節(jié)，使學(xué)生初步掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐意識。其教學(xué)效果直接體現(xiàn)了學(xué)生利用現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計方法的創(chuàng)新和實踐能力。在教學(xué)過程中，筆者一直在思考和探索，試圖通過教學(xué)模式的改革，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)出自學(xué)能力強、適應(yīng)性強、具有創(chuàng)新意識和團(tuán)隊協(xié)作能力的人才。
2.教學(xué)現(xiàn)狀
目前該課程的教學(xué)模式采用傳統(tǒng)的理論授課與驗證性實驗相結(jié)合的方式，注重教學(xué)的系統(tǒng)性和完整性，習(xí)慣按照參考書的編排順序組織教學(xué)，這種教學(xué)模式可以使學(xué)生掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的各種理論和方法，但也存在一些明顯的不足。一是理論與實際脫節(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)過程中基本原理講解過泛，軟硬件應(yīng)用舉例過于簡單，沒有針對實際產(chǎn)品開發(fā)的案例或應(yīng)用，技術(shù)儲備的前瞻性低，學(xué)生往往也不了解所學(xué)理論在實際項目開發(fā)中的哪些環(huán)節(jié)可以應(yīng)用以及如何應(yīng)用。二是缺乏系統(tǒng)設(shè)計概念的培養(yǎng)。電子信息類的學(xué)生畢業(yè)后往往都從事于電子產(chǎn)品開發(fā)相關(guān)的工作，產(chǎn)品開發(fā)是一個整體的過程，即使了解每一個技術(shù)細(xì)節(jié)，需要較強的綜合、規(guī)劃能力，而傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法提供這樣的訓(xùn)練。三是缺乏團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法中理論的學(xué)習(xí)和實驗的操作都只是個體行為，而實際的產(chǎn)品開發(fā)中，往往是一個項目團(tuán)隊合作開發(fā)的集體行為，團(tuán)隊協(xié)作能力顯得尤為重要。因此，以團(tuán)隊協(xié)作為基礎(chǔ)，以具體應(yīng)用為導(dǎo)向并貫穿產(chǎn)品開發(fā)全過程的實踐教學(xué)模式將是課程改革的主要方向。
3.教學(xué)模式改革
3.1 實施開放式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的主動性和積極性
開放教學(xué)的時間和空間、拓寬教學(xué)的渠道，引導(dǎo)學(xué)生自主參與實踐活動，從知識的被動接受者變?yōu)橹R的主動建構(gòu)者，靈活地選取探索途徑和方法，為學(xué)生提供發(fā)展創(chuàng)造性思維和實踐的機會。教學(xué)過程的開放性主要體現(xiàn)在：
（1）選題開放
項目的選取以實踐項目為載體，有的來源于指導(dǎo)教師組的科研項目；有的是企業(yè)急需解決的實際問題；還有一些是歷年全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的題目。指導(dǎo)教師根據(jù)項目的難度和工作量確定項目的難度系數(shù)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選取不同的課題，或者自擬具有一定工程應(yīng)用價值的題目。
（2）學(xué)時開放
傳統(tǒng)的教學(xué)時間集中為兩周，學(xué)時安排較為緊張，很多問題來不及思考就在匆忙中結(jié)束。考慮到項目設(shè)計過程工作量較大，將項目設(shè)計過程分散到一學(xué)期內(nèi)完成，打破了教學(xué)周學(xué)時的限制，將學(xué)習(xí)的自交給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮其主動性，充分利用好課余時間，實現(xiàn)課內(nèi)與課外教學(xué)活動的統(tǒng)一。
（3）空間開放
由于綜合電子課程設(shè)計有著嚴(yán)格的驗收考核制度，因此，學(xué)生實踐的空間上不在限制，可以在宿舍、圖書館、機房或者網(wǎng)上預(yù)約開放實驗室，以進(jìn)行資料的查詢、硬件的安裝、調(diào)試等。在整個項目設(shè)計過程中，無論采取哪種方式，我們都尊重學(xué)生的選擇，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。
3.2 組建項目團(tuán)隊，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神
在教師指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生以項目組的形式開展自主學(xué)習(xí)、自主探究、自我評價，通過相互溝通、協(xié)作，高質(zhì)量、高效率的完成學(xué)習(xí)任務(wù)并共享學(xué)習(xí)成果，創(chuàng)建團(tuán)隊協(xié)作的良好氛圍。項目組通常以3人為一組，分成三個角色：項目經(jīng)理、硬件工程師和軟件工程師。學(xué)生可以自由組隊，自由選擇感興趣的角色，整個項目由項目經(jīng)理具體組織進(jìn)行。在課程教學(xué)項目化的基礎(chǔ)之上，以項目組為單位考核每個實踐項目，團(tuán)隊成員共享提問、仿真測試等過程學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的成績。
3.3 優(yōu)化考核評價體系，實現(xiàn)以評促學(xué)
制定及實施科學(xué)、合理的課程考核評價體系是課程教學(xué)模式改革的關(guān)鍵。針對綜合電子系統(tǒng)設(shè)計課程理論學(xué)習(xí)與實踐并重的特點，評價體系側(cè)重于學(xué)習(xí)過程、實踐及應(yīng)用能力的考核，主要構(gòu)成如下：平時成績占10%，理論考試占30%，項目制作占30%，課題驗收占30%。平時成績是指課堂表現(xiàn)，參與討論的程度，完成平時作業(yè)的情況；理論考試檢查學(xué)生對基本理論知識的掌握程度；項目制作包括電路設(shè)計、計算機仿真和硬件制作等方面；課題驗收是根據(jù)項目組完成課題的情況進(jìn)行綜合評價，主要由項目組自評、項目組互評和指導(dǎo)教師組評價三部分組成。
在整個項目的實施過程中，從信息的收集、方案的選擇、軟硬件的設(shè)計與制作、測試到成果的評價，學(xué)生全程參與了項目開發(fā)過程的每一個環(huán)節(jié)，成為教學(xué)活動的主體。一方面，在積極參與項目開發(fā)的過程中，學(xué)生的求知欲和興趣得到了提高；另一方面，通過與項目組成員的合作，鍛煉了學(xué)生的溝通能力與團(tuán)隊協(xié)作能力。
4.結(jié)束語
實踐結(jié)果表明，綜合電子系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)模式的改革，極大地解決了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的原動力，調(diào)動了學(xué)習(xí)的主動性、積極性，培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用知識的能力、系統(tǒng)設(shè)計能力、分析能力、工程實踐能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。當(dāng)然在教學(xué)改革的過程中也遇到了一些問題，例如項目工程化對指導(dǎo)教師的要求相應(yīng)提高，開放式教學(xué)的時間長，工作量也相應(yīng)的延長，如何評價開放后的教師工作量，如何合理考慮他們的崗位津貼等，需要制定一套合理規(guī)范的辦法；學(xué)校與企業(yè)聯(lián)系不夠，來源于企業(yè)一線的課題相對較少等。這些都是急需解決的問題，還有待在具體的實踐過程中不斷的總結(jié)和完善。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：電子系統(tǒng)設(shè)計；網(wǎng)絡(luò)課程；課程網(wǎng)站；教學(xué)改革
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）53-0120-02
一、引言
隨著電子信息產(chǎn)業(yè)對員工專業(yè)技術(shù)能力需求的提高，各高校電子信息類專業(yè)越來越重視學(xué)生的實踐能力和工程素養(yǎng)的培養(yǎng)[1]。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計綜合能力，我院專門開設(shè)了《電子系統(tǒng)設(shè)計與工程實踐》課程。教學(xué)過程包括理論授課和實踐環(huán)節(jié)兩部分，實踐環(huán)節(jié)主要以分散自主方式進(jìn)行，通過理論考試和實踐作品驗收形式進(jìn)行課程考核。該課程的主要目的是提高學(xué)生電子系統(tǒng)的設(shè)計和制作能力，但在教學(xué)過程中遇到了如下問題：（1）教學(xué)內(nèi)容綜合性強、知識點分散、信息量大，而有限的課堂教學(xué)學(xué)時難以滿足要求。（2）傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式側(cè)重于知識的灌輸，難于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，而自學(xué)能力則是一個優(yōu)秀工程師的必備素質(zhì)。（3）現(xiàn)有的教學(xué)模式不能為學(xué)生提供充分而有針對性的輔導(dǎo)，不利于創(chuàng)造互動討論平臺，限制了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流。（4）由于學(xué)生完成實踐課題以分散方式為主，不便于在學(xué)生實踐過程中進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)。
為解決上述問題，本文提出一種“以課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)課程相結(jié)合”的電子系統(tǒng)設(shè)計實踐教學(xué)方法，將網(wǎng)絡(luò)課程作為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的一種有效教學(xué)手段，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程信息量大、選擇性、自主性學(xué)習(xí)、易于創(chuàng)建交流平臺、打破時間和空間限制等優(yōu)勢，與課堂教學(xué)相互配合，更好地滿足該課程教學(xué)的需求。本文介紹了建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程的總體設(shè)計思想和原則、課程網(wǎng)站的架構(gòu)和實現(xiàn)方法以及基于該網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行的相關(guān)教學(xué)方法的改革和研究。
二、網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的設(shè)計思想與原則
網(wǎng)絡(luò)課程的載體是課程網(wǎng)站，課程網(wǎng)站是課程建設(shè)的重要組成部分，可實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課程資源共享，確保教學(xué)質(zhì)量[2]。通過課程網(wǎng)站，既彌補了課堂教學(xué)的不足，促進(jìn)了課程教學(xué)水平的提高，也拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[3]。在課程網(wǎng)站設(shè)計過程中必須以課程教學(xué)活動為中心，以實際應(yīng)用為向?qū)ВY(jié)合計算機網(wǎng)站建設(shè)的相關(guān)技術(shù)，才能使所建設(shè)的網(wǎng)站真正與課堂教學(xué)相結(jié)合，融入課程教學(xué)體系[4]。通過研究，課程網(wǎng)站的設(shè)計需要遵循以下原則：（1）以學(xué)習(xí)者為中心的原則。學(xué)習(xí)網(wǎng)上資源的主體是學(xué)生，所選教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以學(xué)生為中心，強調(diào)通過自主學(xué)習(xí)掌握所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生探索知識的興趣和能力。另外，相比課堂教學(xué)，學(xué)生從被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃治稣撸鶕?jù)個人情況對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有選擇的學(xué)習(xí)，要考慮不同學(xué)生的個性化需求。（2）教學(xué)內(nèi)容與網(wǎng)站設(shè)計相結(jié)合的原則。網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)容是以網(wǎng)站的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，要重視網(wǎng)站的風(fēng)格、布局以及美工效果，有助于激發(fā)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的興趣。強調(diào)以人為本，便于學(xué)生在線學(xué)習(xí)和練習(xí)，具有良好的人機交互性。同時，要采取相關(guān)技術(shù)手段，使網(wǎng)站內(nèi)容便于更新和維護(hù)。（3）教學(xué)實用性原則。網(wǎng)站內(nèi)容不能是課堂知識的照搬，要注重與課堂所講述知識的聯(lián)系和區(qū)別，要注重知識的擴展，網(wǎng)站內(nèi)容應(yīng)盡可能豐富，為學(xué)生深入學(xué)習(xí)提供條件。
三、課程網(wǎng)站的設(shè)計
根據(jù)課程要求，對網(wǎng)站進(jìn)行模塊劃分、網(wǎng)頁布局和美工設(shè)計，所設(shè)計的網(wǎng)站總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過首頁進(jìn)入網(wǎng)站，在首頁中提供網(wǎng)站導(dǎo)航，整個網(wǎng)站主要設(shè)計了課程介紹、課堂教學(xué)、進(jìn)階學(xué)習(xí)、互動交流和實踐環(huán)節(jié)五個版塊，其中互動交流、實踐環(huán)節(jié)版塊需要進(jìn)行實名登陸才能使用，其他三個版塊可以自由瀏覽。
“課程介紹”版塊：使網(wǎng)站訪問者了解課程的整體情況，對課程內(nèi)容組織、教學(xué)要求和任課教師進(jìn)行介紹。主要提供課程基本情況、教學(xué)團(tuán)隊、教學(xué)大綱和教學(xué)日歷的網(wǎng)頁瀏覽功能。
“課堂教學(xué)”版塊：該版塊是網(wǎng)站的主要組成部分，提供課程教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)與復(fù)習(xí)，通過自測使學(xué)生對知識的掌握情況進(jìn)行評估，提供課程實驗內(nèi)容和設(shè)備的相關(guān)資料，實現(xiàn)鞏固課堂教學(xué)的作用。該版塊提供電子課件、自測評估的網(wǎng)頁瀏覽和實驗資料的下載功能。在教學(xué)內(nèi)容的選取方面，需要注意網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的內(nèi)容不能是課堂教學(xué)內(nèi)容的照搬，而是要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程的特點，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在本網(wǎng)站的教學(xué)內(nèi)容安排方面，結(jié)合任務(wù)驅(qū)動的思想組織網(wǎng)絡(luò)課堂內(nèi)容，首先對課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行概括和歸納，提供各章的重點和難點，將每一章的內(nèi)容量化為幾個相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)，每個學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)一步量化為多個小問題，從而突出相關(guān)知識的結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)，便于學(xué)生建立自己的知識體系，讓學(xué)生在解決具體問題的過程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
“進(jìn)階學(xué)習(xí)”版塊：該版塊在課堂教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計的深入學(xué)習(xí)，注重理論知識在實際應(yīng)用中的運用。主要包括專題講座、案例分析和應(yīng)用筆記。其中，專題講座為在線視頻方式，由相關(guān)教師就電子系統(tǒng)設(shè)計中某一實際問題進(jìn)行深入講解；案例分析部分以電子設(shè)計競賽題目和教師科研項目為基礎(chǔ)進(jìn)行整理，使學(xué)生了解電子系統(tǒng)設(shè)計的全過程，提高實際設(shè)計能力；應(yīng)用筆記部分主要從工程實際出發(fā)，提供典型器件的使用方法、設(shè)計經(jīng)驗與注意事項。
“互動交流”版塊：該版塊包括通知公告、在線答疑和學(xué)習(xí)交流三個部分，用于向?qū)W生課程通知，進(jìn)行教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的交流。在線答疑采取“聊天”的技術(shù)方式，由教師規(guī)定時間，解答學(xué)生的網(wǎng)上提問，并對共性問題進(jìn)行匯總，在課堂進(jìn)行統(tǒng)一講解。學(xué)習(xí)交流采取“留言”的技術(shù)方式，教師或?qū)W生建立討論主題，大家可對該主題發(fā)表觀點，進(jìn)行技術(shù)交流。通過教師合理的組織和引導(dǎo)，可充分發(fā)揮該版塊的作用，調(diào)動學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計的熱情和興趣。
“實踐環(huán)節(jié)”版塊：該版塊為本課程的實踐環(huán)節(jié)提供了一個規(guī)范化的管理平臺，主要包括實踐課題庫、開題申請（提交選題及總體方案）、實驗預(yù)約、設(shè)計文檔提交（規(guī)范化的設(shè)計報告、電路圖、程序代碼等）和驗收申請等部分，有助于教師及時了解學(xué)生實踐課題的實施情況，進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。同時，該版塊也加強了課題設(shè)計文檔的規(guī)范化管理。
四、基于網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)方法改革
為了充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程對課堂教學(xué)的輔助作用，使課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)真正的有機結(jié)合，不僅網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容要與課程體系相結(jié)合，而且要對傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行必要的改革。根據(jù)本課程的實際情況，在教學(xué)方法方面我們進(jìn)行了如下改革：（1）將課程網(wǎng)站管理和信息更新納入本課程的基本教學(xué)工作中，制定網(wǎng)站管理制度，安排任課教師作為網(wǎng)站管理員，及時進(jìn)行網(wǎng)站維護(hù)與內(nèi)容更新，做到與課程進(jìn)展同步。（2）對課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新安排，使課堂教學(xué)更加具有針對性，部分教學(xué)內(nèi)容要求學(xué)生利用課程網(wǎng)站進(jìn)行自學(xué)。（3）利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)鞏固課堂所學(xué)知識，根據(jù)教學(xué)重點設(shè)計網(wǎng)站自測評估的試題內(nèi)容，要求學(xué)生進(jìn)行階段性復(fù)習(xí)和自測。為促進(jìn)學(xué)生利用網(wǎng)站資源鞏固課堂所學(xué)知識的積極性，課程部分理論考試試題可借鑒網(wǎng)站自測評估中的內(nèi)容。（4）要求教師安排固定的在線答疑時間，并每天瀏覽專題討論情況，積極提出討論主題，與學(xué)生進(jìn)行交流，根據(jù)學(xué)生在論壇中的討論情況，反饋課堂教學(xué)，使課堂教學(xué)更有針對性。（5）利用課程網(wǎng)站對實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)合該網(wǎng)站制定相關(guān)的實踐環(huán)節(jié)管理辦法，促進(jìn)分散式實踐環(huán)節(jié)教學(xué)的規(guī)范化。
五、結(jié)語
本文針對《電子系統(tǒng)設(shè)計與工程實踐》課程教學(xué)中存在的不足，提出了一種將課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，充分發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)課程的優(yōu)勢，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足。對課程網(wǎng)站的基本設(shè)計思想和原則進(jìn)行了探究，結(jié)合實際情況設(shè)計出符合課程要求的網(wǎng)站，并對相關(guān)教學(xué)方法進(jìn)行了改革。經(jīng)教學(xué)實踐，取得了較好的教學(xué)效果。本文對相關(guān)課程網(wǎng)站建設(shè)及其教學(xué)方法的研究提供了參考，具有一定的借鑒作用。
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關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計；EDA技術(shù)；VHDL
中圖分類號：TP313 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）33-7609-04
畢業(yè)設(shè)計對于工科院校的學(xué)生來說是非常重要的一個學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計可檢驗學(xué)生在大學(xué)對所學(xué)知識、技能的掌握程度，運用理論指導(dǎo)實踐的能力，及分析問題、解決問題和知識創(chuàng)新的能力。對于電子類專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的選題即是電子系統(tǒng)的設(shè)計與制作。目前由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電子系統(tǒng)的設(shè)計已發(fā)生了革命性的變化，尤其是數(shù)字系統(tǒng)絕大部分設(shè)計已采用EDA技術(shù)完成，傳統(tǒng)設(shè)計的方法逐漸被淘汰。因此，掌握 EDA設(shè)計方法及設(shè)計工具對電子專業(yè)類學(xué)生來說非常重要。
1 EDA簡介及與傳統(tǒng)設(shè)計方法的比較
EDA技術(shù)涉及面很廣，其中包括半導(dǎo)體工藝設(shè)計自動化，可編程器件設(shè)計自動化，電子系統(tǒng)設(shè)計自動化，印刷電路板設(shè)計自動化，仿真與測試、故障診斷、形式驗證自動化，內(nèi)容非常豐富。但我們從電子系統(tǒng)設(shè)計的角度看，則主要有以下四方面的內(nèi)容：1）大規(guī)模可編程邏輯器件；2）硬件描述語言；3）軟件開發(fā)工具；4）實驗開發(fā)系統(tǒng)。其中，大規(guī)模可編程邏輯器件是電子系統(tǒng)設(shè)計的載體，硬件描述語言是對電子系統(tǒng)進(jìn)行邏輯描述的主要表達(dá)方法，軟件開發(fā)工具是電子系統(tǒng)設(shè)計的智能化、自動化設(shè)計工具，實驗開發(fā)系統(tǒng)是電子系統(tǒng)設(shè)計的下載及硬件驗證工具。這門技術(shù)通過有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成了用軟件方法設(shè)計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的實現(xiàn)，，它的應(yīng)用解決了專用集成電路設(shè)計面臨的難度不斷提高設(shè)計周期不斷縮短的矛盾，大大的提高了電子系統(tǒng)的開發(fā)的速度。
EDA設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1）EDA采用 “自頂向下”的設(shè)計方法。“自頂向下”的設(shè)計方法是在頂層對整機電路系統(tǒng)進(jìn)行功能方框圖劃分和結(jié)構(gòu)設(shè)計，將數(shù)字系統(tǒng)的整體逐步分解為各個子系統(tǒng)和模塊，若子系統(tǒng)規(guī)模較大，還需將子系統(tǒng)進(jìn)一步分解為更小的子系統(tǒng)和模塊，層層分解，直至整個系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)關(guān)系合理，便于邏輯電路級的設(shè)計和實現(xiàn)止。并可逐層描述，逐層仿真，保證滿足系統(tǒng)指標(biāo)。這種設(shè)計方法有利于在設(shè)計的早期發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的錯誤，提高設(shè)計的一次成功率。而傳統(tǒng)設(shè)計通常采用“自下而上”的方法，結(jié)構(gòu)性設(shè)計錯誤則在設(shè)計末期才能發(fā)現(xiàn)。
2）EDA設(shè)計以硬件描述語言為主。用硬件描述語言進(jìn)行電路系統(tǒng)設(shè)計是EDA技術(shù)的一個重要特征。與傳統(tǒng)的原理圖設(shè)計方法相比較，硬件描述語言更適合規(guī)模日益增大的電子系統(tǒng)。硬件描述語言能使設(shè)計者在比較抽象的層次上描述設(shè)計的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特征。它的突出優(yōu)點是語言的公開性、設(shè)計與工藝的無關(guān)性、寬范圍的描述能力、便于組織大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計、便于設(shè)計的復(fù)用和繼承等。
3）EDA技術(shù)是基于芯片的設(shè)計方法。EDA技術(shù)的設(shè)計載體是可編程邏輯器件，EDA設(shè)計是對其內(nèi)部邏輯功能進(jìn)行設(shè)計。一個大規(guī)模可編程邏輯器件可將整個電子系統(tǒng)設(shè)計在其中，芯片設(shè)計完成即電子系統(tǒng)設(shè)計完成。 EDA設(shè)計重點是芯片設(shè)計，電路板僅起到信號連接的作用。傳統(tǒng)設(shè)計是基于電路板的設(shè)計，是以通用的邏輯元、器件為主體設(shè)計電路板，設(shè)計重點是構(gòu)成不同功能的電路板。
4）EDA設(shè)計方法是自動實現(xiàn)的。EDA技術(shù)通過有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成用軟件方法設(shè)計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的實現(xiàn)。其方案驗證與設(shè)計、系統(tǒng)邏輯綜合、布局布線、性能仿真、器件編程等都由EDA工具一體化完成。傳統(tǒng)設(shè)計的方法則以手工設(shè)計為主，對設(shè)計人員的要求較高，設(shè)計周期較長，難度也較大。
5）高速性能好。與以CPU為主的電路系統(tǒng)相比，基于FPGA/CPLD開發(fā)的純硬件系統(tǒng)的高速性能更好。因為CPU是通過順序執(zhí)行指令的方式來完成運算和控制步驟的，而用硬件語言描述的系統(tǒng)實現(xiàn)方式是硬件，是以并行方式工作的。例如，晶振工作頻率為12MHZ的MCS-51系列單片機對A/D控制的采樣頻率為20KHZ左右；若以工作頻率為100MHZ的FPGA來完成同樣的工作，則采樣速度可達(dá)50MHZ。
另外，EDA技術(shù)有強大的系統(tǒng)建模、電路仿真功能。能對所設(shè)計的電子系統(tǒng)從各種不同層次的系統(tǒng)性能完成一系列準(zhǔn)確的仿真與測試操作。同時由于開發(fā)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化。它的設(shè)計成果是通用的，具有規(guī)范的IP核接口協(xié)議。良好的可測試與可移植性，為高質(zhì)高效的設(shè)計開發(fā)提供了可靠保證。
鑒于EDA技術(shù)的優(yōu)越性，本技術(shù)已成為現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計和電子產(chǎn)品研制開發(fā)的有效工具，成為電子工程師應(yīng)具備的基本能力之一。電子類專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計中使用EDA技術(shù)一方面是對學(xué)生實際工作技能的訓(xùn)練，同時也解決了對制作實物有一定難度的，而難于對所設(shè)計的系統(tǒng)正確性、可靠性進(jìn)行驗證的問題，因EDA技術(shù)對系統(tǒng)電路設(shè)計正確性的驗證可通過計算機仿真和EDA實驗平臺進(jìn)行。下面我們通過一個具體實例介紹運用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計的方法與過程。
2 設(shè)計實例
多路彩燈控制器。
2.1設(shè)計任務(wù)
試設(shè)計一個十六路彩燈控制器，要求如下：
1）彩燈能做6種花型變化；2）有清零功能，可使十六路彩燈熄滅；3）彩燈循環(huán)有快慢兩種節(jié)拍。
2.2設(shè)計方案
根據(jù)設(shè)計要求，該系統(tǒng)應(yīng)有三個輸入信號：控制彩燈循環(huán)的基準(zhǔn)時鐘信號clk_in，系統(tǒng)清零信號clr和控制彩燈循環(huán)節(jié)奏快慢的選擇開關(guān)信號chose_key；并有16個輸出信號led[15…0]，分別用于控制十六路彩燈。
可考慮將該控制系統(tǒng)分為兩個模塊組成，分別為時序控制電路SXKZ和顯示控制電路XSKZ。其工作原理是，時序控制電路根據(jù)輸入信號clk_in、clr、chose_key產(chǎn)生符合一定要求的、供顯示控制電路使用的控制時鐘信號clk，而顯示控制電路則根據(jù)SXKZ輸出的控制時鐘信號clk，輸出6種花形循環(huán)變化的、控制十六路彩燈工作的控制信號led[15…0]。系統(tǒng)方框圖如圖1所示。
2.3系統(tǒng)設(shè)計
1） 時序控制模塊。在設(shè)計該模塊時，可利用計數(shù)器來產(chǎn)生所需的控制時鐘信號clk。具體實現(xiàn)過程為，在clk_in作用下，計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值達(dá)到分頻值時，對計數(shù)器進(jìn)行清零，同時使輸出信號反相，從而實現(xiàn)對clk_in的分頻。其VHDL源程序設(shè)計如下。
LIBRARY IEEE；
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL；
ENTITY sxkz IS
PORT（clk_in，clr，chose_key：IN STD_LOGIC；
clk：OUT STD_LOGIC）；
END sxkz；
ARCHITECTURE beh OF sxkz IS
SIGNAL cp： STD_LOGIC；
SIGNAL temp：STD_LOGIC_VECTOR（2 DOWNTO 0）；
BEGIN
PROCESS（clk_in，clr，chose_key）
BEGIN
IF clr='0' THEN — 當(dāng)時clr=0清零，否則正常工作
cp
temp
ELSIF clk_in'event AND clk_in='1'THEN
IF chose_key='1' THEN — 當(dāng)chose_key=1時，實現(xiàn)1/8分頻
IF temp="011" THEN
temp
cp
ELSE
temp
END IF；
ELSE — 當(dāng)chose_key=0時，實現(xiàn)1/16分頻
IF temp="111" THEN
temp
cp
ELSE
temp
END IF；
END IF；
END IF；
END PROCESS；
clk
END beh；
仿真波形如圖2所示。
2）顯示控制模塊。在設(shè)計該模塊時，可利用常數(shù)來定義輸出的6種花型，同時采用狀態(tài)機來設(shè)計六種花形的循環(huán)變化。其VHDL源程序設(shè)計如下。
LIBRARY IEEE；
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；
ENTITY xskz IS
PORT（clk，clr：IN STD_LOGIC；
led：OUT STD_LOGIC_VECTOR （15 DOWNTO 0））；
END xskz；
ARCHITECTURE beh OF xskz IS
TYPE state IS（s0，s1，s2，s3，s4，s5，s6）；
SIGNAL current_state： state；
SIGNAL flower： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）；
BEGIN
PROCESS（clk，clr）
CONSTANT f1： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）：="0001000100010001"；
CONSTANT f2： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）：="1010101010101010"；
CONSTANT f3： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）：="0011001100110011"；
CONSTANT f4： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）：="0100100100100100"；
CONSTANT f5： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）：="1001010010100101"；
CONSTANT f6： STD_LOGIC_VECTOR（15 DOWNTO 0）：="1101101101100110"；
BEGIN
IF clr='0' THEN
current_state
ELSIF clk'event AND clk='1' THEN
CASE current_state IS
WHEN s0=>flower
current_state
WHEN s1=>flower
current_state
WHEN s2=>flower
current_state
WHEN s3=>flower
current_state
WHEN s4=>flower
current_state
WHEN s5=>flower
current_state
WHEN s6=>flower
current_state
END CASE；
END IF；
led
END PROCESS；
END beh；
仿真波形如圖3所示。
2.3編程下載
頂層電路通過編譯仿真后，鎖定引腳，在引腳鎖定后再通過編譯器對文件重新進(jìn)行編譯，將引腳信息編入下載文件中，然后將設(shè)計文件編程/配置下載到芯片上，最后在實驗平臺上進(jìn)行硬件測試。
3 結(jié)束語
目前，在電子工程領(lǐng)域EDA技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，是電子產(chǎn)品開發(fā)研制的動力源和加速器，是現(xiàn)代電子設(shè)計的核心。電子類專業(yè)學(xué)生掌握EDA技術(shù)、應(yīng)用EDA技術(shù)是其必備技能之一。通過畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，使學(xué)生對該技術(shù)的應(yīng)用更加熟練。
參考文獻(xiàn)：
[1] 焦素敏.EDA應(yīng)用技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.
關(guān)鍵詞：電子系統(tǒng) 自動化 控制
中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0001-02
1 應(yīng)用電子系統(tǒng)中自動化控制技術(shù)的發(fā)展
伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會對于科技技術(shù)的需求在不斷增大。電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展勢頭在現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)中起著至關(guān)重要的作用。從20世紀(jì)末以來，電子技術(shù)的飛速發(fā)展使得現(xiàn)代電子技術(shù)的核心日益趨向計算機管理的自動化控制。依賴于計算機強大的功能，自動地去實現(xiàn)邏輯化的分析、編譯、分割以及綜合等工作，以達(dá)到電子線路的系統(tǒng)化功能。然而在現(xiàn)代的電子系統(tǒng)發(fā)展中，容納的內(nèi)容更為廣闊，電子設(shè)計、數(shù)字處理、技術(shù)優(yōu)化等都包含在電子系統(tǒng)的自動化控制中。電子系統(tǒng)的發(fā)展是一個由淺入深的過程。從20世紀(jì)70年代開始，隨著一些中小規(guī)模的集成電路被不斷的開發(fā)和應(yīng)用，當(dāng)傳統(tǒng)手工的制圖設(shè)計已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代科技的設(shè)計精度以及工作效率時，計算機的二維平面輔設(shè)計由此而逐步發(fā)展起來。人們開始從傳統(tǒng)印刷電路板和集成電路繁雜機械的設(shè)計工作中解脫出來，走向了以計算機軟件工具等為核心內(nèi)容的現(xiàn)代化設(shè)計、生產(chǎn)以及分析和測試工作。而在20世紀(jì)90年代，電子系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的開始發(fā)展出現(xiàn)以計算機高級語言描述以及系統(tǒng)級仿真、系統(tǒng)綜合優(yōu)化技術(shù)為特征的新型電子系統(tǒng)自動化控制技術(shù)，使得電子系統(tǒng)工作的效率得到了極大的提高，同時也使得設(shè)計者們擁有了更多的時間做出更具創(chuàng)意的設(shè)計方案。
電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)最基本的特征是采用計算機的高級語言系統(tǒng)進(jìn)行語言描述，采用“自頂向下”的電子設(shè)計方法，對電子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計以及功能的劃分，然后通過對高層次和電子系統(tǒng)各種行為的語言描述進(jìn)行設(shè)計，通過計算機邏輯綜合的各類優(yōu)化工具的作用生成最終的目標(biāo)文件，然后通過系統(tǒng)的專用集成電路來實現(xiàn)[1]。電子系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的發(fā)展如今已有30年，大致分三個階段。即計算機的輔助設(shè)計階段、20世紀(jì)80年代以計算機的仿真和自動布線為主要核心技術(shù)的輔助工程階段、90年代后以計算機的高級語言描述以及電子系統(tǒng)仿真綜合技術(shù)為主要特征的概念驅(qū)動工程階段。電子系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，使得驅(qū)動工程的夢想得以實現(xiàn)，不僅利于工程早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計上的錯誤，同時也避免對設(shè)計工作的時間浪費，大大地提高了設(shè)計的效率。
2 應(yīng)用電子系統(tǒng)中自動化控制技術(shù)的基本特征及作用
在過去傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)中，其中手工設(shè)計占了相當(dāng)大的比例。然而手工設(shè)計的方法使得電子系統(tǒng)在調(diào)試的時候十分困難，而且手工設(shè)計的電路又十分的復(fù)雜，由于硬件系統(tǒng)無法進(jìn)行功能模仿，所以如果在設(shè)計的某一過程存在錯誤時，十分的難找同時也不方便修改。在設(shè)計的過程中還會產(chǎn)生大量的文檔，對于電子系統(tǒng)本身來說，十分的不方便管理。況且對于手工設(shè)計而言，很難完全實現(xiàn)將設(shè)計過程與具體的生產(chǎn)工藝相一致，因此手工設(shè)計存在可移植性差的因素影響。而應(yīng)用電子系統(tǒng)中自動化控制技術(shù)則可以在電子設(shè)計的各個層次和各個階段進(jìn)行模擬的驗證，對電子系統(tǒng)的抽象行為和各項功能都可以具體詳細(xì)的描述到內(nèi)部線路等的結(jié)構(gòu)，不但可以縮短電子設(shè)計的周期，并且可以降低設(shè)計的成本。其次，自動化控制技術(shù)擁有各類庫的支持，除了邏輯仿真的模擬庫和邏輯綜合的綜合庫以外，還有版圖綜合的版圖庫和測試綜合的測試庫。當(dāng)然，自動化控制技術(shù)的文檔語言也極大的簡化了電子設(shè)計文檔的管理工作。
電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)具有系統(tǒng)功能的仿真作用，即能夠驗證電子系統(tǒng)設(shè)計模塊的各項邏輯功能是否準(zhǔn)確到位。設(shè)計人員利用電子系統(tǒng)的自動化控制工具，對平臺進(jìn)行測試以此來進(jìn)行各種功能的驗證[2]。同時測試平臺也可以對被測試的單元輸入信號實現(xiàn)自動地測試矢量功能，并通過輸出的波形、文件的記錄與在測試平臺中所設(shè)定的輸出矢量進(jìn)行比較，以此來驗證仿真的結(jié)果。其次電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)具有邏輯的綜合與優(yōu)化作用，即就是所謂的邏輯綜合作用，是將設(shè)計中較高而抽象的層次描述進(jìn)行自動地轉(zhuǎn)換，從而形成較低且抽象層次描述的一種獨特的方法。現(xiàn)在的電子系統(tǒng)自動化控制技術(shù)工具可以提供良好的邏輯綜合功能和優(yōu)化功能，利用計算機的綜合器進(jìn)行綜合的優(yōu)化處理，從而將設(shè)計人員所設(shè)計的邏輯電路圖進(jìn)行自動化的轉(zhuǎn)化成為門級電路，之后生成相應(yīng)的計算機網(wǎng)絡(luò)表文件。
電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)具有系統(tǒng)時序的仿真作用，即計算機的驗證系統(tǒng)在設(shè)計模塊時的時序關(guān)系。可以對輸出的時序波形圖進(jìn)行分析處理，從而爭取到系統(tǒng)的延遲時間以此來符合設(shè)計的各項要求。經(jīng)過幾個設(shè)計的不同步驟之后，在確定計算機的設(shè)計系統(tǒng)基本下載成功后，即可進(jìn)行硬件驗證。伴隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，電子產(chǎn)品不斷發(fā)生著的日新月異的各項更新，電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)是各類電子產(chǎn)品開發(fā)以及研制動力源和加速器，同時也是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的核心內(nèi)容，尤其是21世紀(jì)以來，伴隨各類邏輯器件的不斷廣泛應(yīng)用，各類描述語言硬件的不斷普及，以及各項自動化技術(shù)的不斷完善，電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的應(yīng)用也越來越重要。
3 結(jié)語
21世紀(jì)以來，中國加入WTO以后，電子系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越重要，伴隨各類邏輯器件的不斷廣泛應(yīng)用，各類描述語言硬件的不斷普及，以及各項自動化技術(shù)的不斷完善，傳統(tǒng)的電子設(shè)計方法已經(jīng)無法滿足科技日益更新的需求，電子系統(tǒng)自動化控制成為發(fā)展的重要的發(fā)展趨勢，這對于我國電子工業(yè)在迎接世界競爭和挑戰(zhàn)時的發(fā)展都將起到重要的積極作用。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)可靠性；成本；可靠性優(yōu)化；系統(tǒng)工程
1系統(tǒng)可靠性優(yōu)化概念
通信和電子系統(tǒng)本身就是一個較為復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，其工程的設(shè)計和實現(xiàn)中存在多種復(fù)雜的關(guān)系和約束條件，因此其優(yōu)化問題就成為了通信和電子系統(tǒng)的重要設(shè)計基礎(chǔ)。系統(tǒng)可靠性指的是系統(tǒng)正常工作的概率，它取決于構(gòu)成該系統(tǒng)部件的可靠性以及系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)方式。主備用結(jié)構(gòu)是提高系統(tǒng)可靠性的一種常用方法。
圖1就是一個有備用部件的復(fù)雜通信系統(tǒng)的系統(tǒng)模型。其中每個方框表示由許多個元器件組成的子系統(tǒng)，N個子系統(tǒng)串聯(lián)組成一個可獨立工作的系統(tǒng)。圖1中用虛線方框表示的一個串聯(lián)系統(tǒng)為主用系統(tǒng)，其余M-1個串聯(lián)系統(tǒng)則為備用系統(tǒng)。顯然，只要這M個系統(tǒng)不同時發(fā)生故障，該通信系統(tǒng)就能正常工作。
圖1 具有主備用結(jié)構(gòu)的某通信系統(tǒng)模型
從管理角度看，對系統(tǒng)的規(guī)劃就是合理的安排各種資源在系統(tǒng)構(gòu)建中的分配和作用，對于大型的系統(tǒng)工程的實施作用明顯。系統(tǒng)越復(fù)雜其對其規(guī)劃的要求就越嚴(yán)格。同時在設(shè)計中還需要將可靠性作為系統(tǒng)規(guī)劃的前提，即在系統(tǒng)設(shè)計時不改變整個系統(tǒng)成本的前提下，實現(xiàn)最為可靠的運行配合，即合理的分配各個零部件的可靠度，保證其在各自功能范圍內(nèi)體現(xiàn)出最佳性能，并保證系統(tǒng)運行的可靠性。這里的可靠性設(shè)計還應(yīng)把經(jīng)濟(jì)指標(biāo)涵蓋在內(nèi)，即從技術(shù)角度、經(jīng)濟(jì)成本角度出發(fā)實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠與經(jīng)濟(jì)性雙贏。
2通信電子系統(tǒng)的最可靠性
通信和電子系統(tǒng)本身就是一個較為復(fù)雜的多層次系統(tǒng)，其復(fù)雜而精密的特點使其運行的可靠性成為了系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的首要條件。通信系統(tǒng)的可靠性主要的標(biāo)準(zhǔn)就是其通信的質(zhì)量，而系統(tǒng)可靠性具體的體現(xiàn)就是在正常工作中錯誤的概率最低，這個指標(biāo)的實現(xiàn)取決于構(gòu)成系統(tǒng)的各個部件的可靠性，以及系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)方式。
主要設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理是提高可靠性的重要基礎(chǔ)，也是提高可靠性的途徑之一。通信系統(tǒng)的主要作用就是輸入和輸出，在完成這個數(shù)據(jù)處理的過程中，需要多個電氣元件進(jìn)行參與，即一個主要設(shè)備中有多個子系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)組成一個工作系統(tǒng)。而主要系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)將構(gòu)成一個完整的通信系統(tǒng)，可見主要系統(tǒng)的可靠性將決定整個系統(tǒng)的可靠性，即只要主設(shè)備或者系統(tǒng)不出現(xiàn)故障該通信系統(tǒng)就正常。
在一個系統(tǒng)中，設(shè)計參數(shù)有兩種，一種為固定參數(shù)即系統(tǒng)需要滿足的基本性能，一種為設(shè)計參數(shù)，即待定的某些參數(shù)，固定參數(shù)是必須實現(xiàn)的，而待定參數(shù)則可以看做是優(yōu)化變量，也就是通過設(shè)計參數(shù)的改變來影響整個系統(tǒng)運行的效果。此時，各種參數(shù)的變化范圍就會成為影響系統(tǒng)運行的基本條件，可以理解為目標(biāo)函數(shù)中的設(shè)計指標(biāo)可以構(gòu)成優(yōu)化變量的約束條件。因此，尋求系統(tǒng)的最佳性能就是對目標(biāo)函數(shù)的最大或者最小。
3通信和電子系統(tǒng)的最優(yōu)化算法
通信電路或者通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實現(xiàn)都是在給定的技術(shù)指標(biāo)前提下進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)的，對這些參數(shù)產(chǎn)生影響的條件有很多，如幅值、相位、頻率等等。如果電路滿足技術(shù)指標(biāo)就可以看做為合格，否則為不合格。
盡管初始設(shè)計保證所有的系統(tǒng)元件都為標(biāo)準(zhǔn)，即電路滿足使用指標(biāo)要求，但是因為外部環(huán)境因素的影響，個元件的運行參數(shù)是在一個容差范圍內(nèi)隨機變化的。這種元件的容差就有可能使得批量產(chǎn)品的合格率小于需要。如何在設(shè)計中，根據(jù)指定的技術(shù)指標(biāo)要求，確定合理的電路元件的標(biāo)稱值和容差，使得產(chǎn)品合格率最大而成本最小，這就是優(yōu)化設(shè)計的核心問題，這也是可靠性最優(yōu)化計算需要解決的問題。
在對某通信系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化計算中發(fā)現(xiàn)，可變?nèi)莶罘ㄔ诮咏尚袇^(qū)域收斂速度明顯出現(xiàn)大幅下降，大量的時間都將被浪費在可行性修正上，目標(biāo)函數(shù)的下降較小，只能通過降低收斂精度才能實現(xiàn)收斂的目標(biāo)。即使這樣最后的結(jié)果也還是會出現(xiàn)某個部件可靠性大于1的不理想狀況。
實踐中SUMT法和乘子法均能得到滿意的結(jié)果，但是為了確保計算的穩(wěn)定性，前者的懲罰因素增速不能過大，因此相對采用的迭代次數(shù)就會增加，所以采用采用乘子法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，及時先沿著搜索方向向外推算出最小點所在的區(qū)間，然后在此范圍限定的情況下，二次插值，求得最優(yōu)步長。
因為某系統(tǒng)價格模型中包含了正切函數(shù)，當(dāng)完好率接近1的時候，函數(shù)值和導(dǎo)數(shù)值將急劇增加，尤其是導(dǎo)數(shù)值很有可能會溢出。通常采用的控制方法是：
（1）利用隨機格點搜索目標(biāo)函數(shù)值相對小的域內(nèi)點，進(jìn)行乘子法的改善點。隨機搜索時都對部件可靠性的上線進(jìn)行限制，即完好率在0.5-0.6之間。
（2）利用二點差分的近似計算價格函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，以防止其產(chǎn)生溢出效果。根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的梯度和函數(shù)自動調(diào)整差分步長，保證導(dǎo)數(shù)估計值的截斷誤差和舍入值誤差相近似相等。
利用前面的兩種方式，求得某通信系統(tǒng)的兩種價格模型的最大可靠性問題和最小成本問題。如下式：
將著這些參數(shù)代入到可靠性公式中，就可以得到某通信系統(tǒng)的最優(yōu)化結(jié)果。并根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行合理的修正。
4結(jié)語：
通信和電子系統(tǒng)是個復(fù)雜的特殊系統(tǒng)，其中包含著大量的優(yōu)化問題，它們都體現(xiàn)著最優(yōu)化方法的思想，即在一定客觀條件制約下，選取最優(yōu)路線（策略、方式、安排），以取得最好效益或?qū)崿F(xiàn)既定目標(biāo)。最優(yōu)化問題即為兼顧系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)成本的最優(yōu)設(shè)計問題。對于復(fù)雜的設(shè)計問題，初始點的選擇往往十分重要，它不但影響優(yōu)化速度和全局最優(yōu)點的獲得，有時甚至?xí)绊懙剿惴ǖ氖諗啃浴Ｊ紫龋仨毟鶕?jù)設(shè)計經(jīng)驗選擇盡可能合理的初始點。其次可采用二階段算法，即在第一階段用一個簡單的算法在較大的空間搜尋，求得一個改進(jìn)的初始點，第二階段再用比較高效的算法，從這個改進(jìn)后的初始點出發(fā)，搜索求得問題的最優(yōu)解。另外，選擇算法時也應(yīng)注意采用對初始點不很敏感的算法。
參考文獻(xiàn)
[1] 李建文.無線通信的電子系統(tǒng)可靠性設(shè)計方案優(yōu)化[J].科技風(fēng)，2010，（18）.
[2] 高山杰.基于最優(yōu)化理論與算法的通信系統(tǒng)功能構(gòu)建[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，（18）.
關(guān)鍵字 FPGA；EDA技術(shù)；微波爐；定時系統(tǒng)
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1671-489X（2016）20-0047-03
1 前言
以EDA工具為開發(fā)環(huán)境，以硬件描述語言VHDL為編程語言，以可編程邏輯器件FPGA為設(shè)計載體，采用EDA技術(shù)自頂向下的電子系統(tǒng)設(shè)計，改進(jìn)傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計觀念。這種方法從系統(tǒng)級設(shè)計入手，在頂層、方框圖級、功能級、門級等分別進(jìn)行系統(tǒng)描述、功能設(shè)計、邏輯設(shè)計、電路設(shè)計等，由于設(shè)計的主要仿真和調(diào)試過程是在高層次上完成的，極大地提高了電子系統(tǒng)的設(shè)計效率、可靠性和靈活性。
下面以微波爐定時系統(tǒng)的設(shè)計為例，介紹在MAX+
PLUSⅡ軟件環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計、測試，基于FPGA芯片進(jìn)行硬件實現(xiàn)的設(shè)計過程。
2 設(shè)計要求
設(shè)計一種基于FPGA的微波爐定時系統(tǒng)。要求：系統(tǒng)通電后處于復(fù)位狀態(tài)。首先，系統(tǒng)讀入烹調(diào)時間，并顯示在數(shù)碼管上；然后按START鍵，系統(tǒng)進(jìn)入烹調(diào)狀態(tài)，剩余烹調(diào)時間在數(shù)碼管上實時刷新；烹調(diào)結(jié)束后，數(shù)碼管顯示烹調(diào)結(jié)束信息，系統(tǒng)回到復(fù)位狀態(tài)。在烹調(diào)過程中，按PAUSE鍵或RESET鍵，可使系統(tǒng)暫停工作或使系統(tǒng)回到復(fù)位狀態(tài)；在復(fù)位狀態(tài)下，按TEST鍵可測試數(shù)碼管工作是否正常[1]。
3 總體設(shè)計方案
從系統(tǒng)設(shè)計要求出發(fā)，自頂向下地將設(shè)計細(xì)化，使功能具體化、模塊化。微波爐定時系統(tǒng)由狀態(tài)控制器、數(shù)據(jù)裝載器、烹調(diào)計時器和動態(tài)顯示電路等模塊構(gòu)成。將各模塊連接起來，用圖形輸入法形成頂層模塊，微波爐定時系統(tǒng)頂層模塊連接如圖1所示。
4 設(shè)計實現(xiàn)
首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，劃分各個功能模塊，然后借助于EDA工具進(jìn)行具體的模塊設(shè)計。采用VHDL語言對各模塊進(jìn)行編程，在MAX+PLUSⅡ環(huán)境下對各程序進(jìn)行編譯和仿真驗證，創(chuàng)建各模塊的器件符號，待建立整體系統(tǒng)頂層文件時調(diào)用。
狀態(tài)控制器 狀態(tài)控制器的功能是根據(jù)輸入信號和微波爐所處的狀態(tài)控制自身工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，并輸出相應(yīng)的控制信號。仿真波形如圖2所示，測試信號TEST=‘1’時，則LD_8888=‘1’，指示數(shù)據(jù)裝載器裝入用于測試的數(shù)據(jù)“8888”；置位端SET_T=‘1’時，則LD_CLK=‘1’，指示數(shù)據(jù)裝載器裝入設(shè)置的烹調(diào)時間數(shù)據(jù)；啟動信號START=‘1’時，則COOK=‘1’，指示烹調(diào)正在進(jìn)行之中，并提示計時器進(jìn)行減計數(shù)；直到DONE=‘1’時，則LD_ DONE=‘1’，指示數(shù)據(jù)裝載器裝入烹調(diào)完畢的狀態(tài)信息“donE”，才使COOK=‘0’。中間信號量CURR_STATE指示出狀態(tài)控制器的5種狀態(tài)，分別用0、1、2、3、4來代表。
數(shù)據(jù)裝載器 數(shù)據(jù)裝載器的功能是在狀態(tài)控制器輸出信號的控制下選擇定時時間、測試數(shù)據(jù)或烹調(diào)完成等信息的裝載。利用3個裝載信號的組合LD_8888&LD_DONE&LD_CLK賦給變量TEMP，巧妙地解決裝載數(shù)據(jù)的選擇問題。仿真波形如圖3所示，當(dāng)LD_8888=‘1’時，輸出測試數(shù)據(jù)，DATA2=“8888”；當(dāng)LD_CLK=‘1’時，輸出設(shè)置的烹調(diào)時間數(shù)據(jù)，DATA2=“2453”；當(dāng)LD_DONE=‘1’時，輸出烹調(diào)完畢的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，DATA2=“ABCD”，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)碼管顯示，應(yīng)為“donE”；當(dāng)LOAD=‘1’時，表示烹調(diào)計時器正處于數(shù)據(jù)裝入狀態(tài)。
烹調(diào)計時器 烹調(diào)計時器的功能是實現(xiàn)烹調(diào)過程中的時間遞減計數(shù)，且當(dāng)計時結(jié)束時向狀態(tài)控制器提供狀態(tài)信號，以便狀態(tài)控制器產(chǎn)生烹調(diào)完成信號。烹調(diào)計時器的內(nèi)部組成原理圖如圖4所示，利用兩個減法十進(jìn)制和兩個減法六進(jìn)制計數(shù)器的級聯(lián)，可實現(xiàn)59′59″數(shù)之間的計時和初始數(shù)據(jù)的裝載。LOAD=‘1’時完成裝入功能，COOK=‘1’時執(zhí)行逆計數(shù)功能，DATA3為來自于數(shù)據(jù)裝載器的輸出數(shù)據(jù)；MIN_H、MIN_L、SEC_H和SEC_L為完成烹調(diào)所剩時間，PLUS和MINUS為控制MIN_L進(jìn)行加‘1’和減‘1’的信號輸入端；當(dāng)數(shù)碼管顯示信息為DONE時，指示烹調(diào)完成。
動態(tài)顯示電路 動態(tài)顯示電路的功能是以動態(tài)掃描的方式將各種顯示信息顯示在4個LED數(shù)碼管上，4個數(shù)碼管的8個數(shù)據(jù)端是分別并聯(lián)的，由片選信號控制各數(shù)碼管輪流顯示。該模塊由片選、掃描、顯示譯碼子模塊整合實現(xiàn)。
對整個系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計和功能劃分，對各模塊VHDL程序進(jìn)行編寫、編譯和仿真驗證。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的行為要求和功能要求，對各模塊調(diào)用各模塊的器件符號，按照圖1所示邏輯功能連接起來，形成整體系統(tǒng)頂層文件；通過編
譯、功能仿真后，設(shè)置芯片的管腳位置，最后將執(zhí)行文件下載到FPGA芯片中，與電路一起構(gòu)成微波爐定時系統(tǒng)的硬件電路，并進(jìn)行實際測試。
微波爐定時系統(tǒng)的仿真波形圖如圖5所示。將測試信號TEST置為‘1’時，數(shù)碼管上顯示字形“8888”，在置位的過程中，置位端SET_T要始終保持高電平直到置位完成。置入的數(shù)為“2828”，當(dāng)開始信號START為高電平時，整個系統(tǒng)開始工作，進(jìn)入倒數(shù)計時狀態(tài)。當(dāng)PAUSE置為‘1’時，暫停工作，仿真波形圖中系統(tǒng)暫停時的烹調(diào)剩余時間是“2821”；PAUSE回到電平時，繼續(xù)工作。
5 結(jié)語
EDA設(shè)計工具和可編程邏輯器件是現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ)。以VHDL硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計，將微波爐定時系統(tǒng)的核心部分集成在一片F(xiàn)PGA芯片內(nèi)，可以通過軟件編程的方法對其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，使得硬件的設(shè)計可以如同軟件設(shè)計那樣方便快捷，為電子系統(tǒng)的設(shè)計帶來極大的靈活性和通用性。
1.1皮衛(wèi)星可靠性
單粒子效應(yīng)對衛(wèi)星星上電子設(shè)備的影響是皮衛(wèi)星設(shè)計必須要面對和解決的另一個重要問題。星上電子設(shè)備隨時面臨宇宙射線破壞的威脅,有時單個高能粒子便可導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。有證據(jù)表明:衛(wèi)星或空問飛行器事故中有39%是由電子元器件故障造成的,而各種高能宇宙射線粒子對元器件的福射損傷是造成電子元器件故障的主要原因之一[2]。宇宙射線對電子元器件最常見的影響表現(xiàn)為單粒子翻轉(zhuǎn)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,在1971年至1986年間,國外發(fā)射的39顆同步衛(wèi)星中,由各種原因造成的故障統(tǒng)計共1589次,其中與空間福射環(huán)境有關(guān)的故障有112 9次,占故障總數(shù)的71%,由單粒子效應(yīng)造成的故障有621狀,占空間福射環(huán)境有關(guān)故障的55%[9]。國內(nèi)外在這方面都進(jìn)行了大量的研究,其中最具代表性的是由英國薩瑞大學(xué)利用其設(shè)計、制造和運營的UoSat系列小衛(wèi)星。英國薩瑞大學(xué)利用其設(shè)計、制造和運營的UoSat系列小衛(wèi)星對單粒子翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象進(jìn)行了研究,試驗涉及的存儲器包括NMOSDRAMs、CMOS SRAM等。實驗結(jié)果表明:幾乎所有存儲器對南大西洋異常區(qū)射線中質(zhì)子都非常敏感;單粒子翻轉(zhuǎn)率隨著存儲容量增大而增大;所有CMOS SRAM器件上都發(fā)現(xiàn)了多位翻轉(zhuǎn),較低密度的CMOS SRAM發(fā)生多位翻轉(zhuǎn)的幾率相對較高密度的CMOS SRAM更高[3]。表1. 1和表1. 2分別給出了 UoSat-3衛(wèi)星和lJoSat-5衛(wèi)星存儲器在軌單粒子翻轉(zhuǎn)的情況。
國內(nèi)利用“實踐四號”和“實踐五號”衛(wèi)星對空間福射單粒子效應(yīng)做了一些探索。“實踐四號” [4]從2月8日入軌以后1個月內(nèi)共檢測到132次單粒子翻轉(zhuǎn),總翻轉(zhuǎn)次數(shù)和時間的相對關(guān)系如圖1.2所示。從圖1.2的結(jié)果可以看出,單粒子翻轉(zhuǎn)是一個持續(xù)頻繁發(fā)生的事件,翻轉(zhuǎn)次數(shù)足以對系統(tǒng)運行產(chǎn)生重大的影響。“實踐五號” [5]的系列實驗證明了工業(yè)級和商業(yè)級器件能在空間環(huán)境下可靠運行,但必須經(jīng)過嚴(yán)格而有效的簡選,其檢測到SRAM和DRAM在空間環(huán)境下單粒子翻轉(zhuǎn)發(fā)生的概率分別約為0. 5-4次/(Mb*天)和0. 2-1次/(Mb*天)。這證明了單粒子翻轉(zhuǎn)的頻繁性和普遍性,同時表明,經(jīng)過嚴(yán)格的控制和相應(yīng)的設(shè)計,工業(yè)級器件可以在航天上得到應(yīng)用。
1.2綜合電子系統(tǒng)可靠性
綜合電子系統(tǒng)是以星務(wù)計算機為基礎(chǔ),融合星載其他計算機(如測控與姿軌控計算機等)功能,使用能力較強的商用處理器,通過數(shù)據(jù)總線連接并管控星載電系統(tǒng),將傳統(tǒng)意義上各分系統(tǒng)的任務(wù)集中處理,為衛(wèi)星平臺與有效載荷提供可靠的包括測控、數(shù)傳、數(shù)管、姿軌控等在內(nèi)的廣義數(shù)據(jù)采集、處理與交換服務(wù)。采用綜合電子系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行皮衛(wèi)星設(shè)計,可大幅度減少電子元器件種類與數(shù)量,從而在滿足需求的同時,降低硬件復(fù)雜度,提高系統(tǒng)可靠性f6_7]。如1.1節(jié)所述,綜合電子系統(tǒng)同樣面臨工作環(huán)境復(fù)雜和不可維護(hù)兩個難題,可靠性無疑是綜合電子系統(tǒng)設(shè)計最為關(guān)心的指標(biāo)之一。皮衛(wèi)星大量使用商用器件,經(jīng)過輝選,目前商用器件完全可以滿足皮衛(wèi)星環(huán)境溫度變化需求;但商用器件不具備抗福射能力,如何通過設(shè)計來降低單粒子效應(yīng)的影響成為綜合電子系統(tǒng)可靠性研究的重要方面。目前應(yīng)對單粒子效應(yīng)的設(shè)計措施主要有兩種:第一,通過屏蔽減少單粒子效應(yīng)發(fā)生的概率,但受體積、重量等制約,不能完全消除;第二,通過容錯技術(shù)避免或降低單粒子效應(yīng)對系統(tǒng)的影響。
2基于三模冗余的綜合電子系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1時鐘同步三模冗余系統(tǒng)的設(shè)計要求及其實現(xiàn)
典型三模冗余系統(tǒng)的框架如圖2.1所示,該系統(tǒng)由3個相同的處理器、冗余判定模塊和故障恢復(fù)模塊組成。3個相同處理器中運行相同的程序,冗余判定模塊對3個處理器的輸出進(jìn)行判斷,當(dāng)其中1個處理器發(fā)生故障,產(chǎn)生錯誤的輸出時,冗余判定模塊可屏蔽該處理器輸出,保證系統(tǒng)給出正確的輸出,從而提高系統(tǒng)可靠性。當(dāng)某個處理器持續(xù)出現(xiàn)故障時,可以通過故障恢復(fù)模塊來對其進(jìn)行修復(fù),使系統(tǒng)恢復(fù)到三摸冗余狀態(tài)。冗余判定模塊要能對3個處理器的輸出進(jìn)行判定,首先要保證3個處理器運行同步,即在同一時刻3個處理器給出相同程序運行結(jié)果,否則冗余判定模塊將給出錯誤判斷。基于時鐘同步的三模冗余系統(tǒng)3個處理器使用相同的時鐘源,并且保持嚴(yán)格的同步運行,因此軟件設(shè)計中無需作其他的考慮,從而降低軟件的設(shè)計要求,增加軟件的通用性。但時鐘同步要求3個處理器使用相同的時鐘源,電路保持硬件高度一致,并且在完成程序加載后3個處理器嚴(yán)格同步啟動。這對硬件設(shè)計提出了較高的要求。本文在方案設(shè)計中,采用3個相同的處理器作為綜合電子系統(tǒng)的運算單元,處理器電路設(shè)計完全一致,采用FPGA實現(xiàn)冗余判定模塊,同一個晶振輸出信號經(jīng)FPG內(nèi)鎖相環(huán)處理后作為同源時鐘提供給3個處理器使用;在PCB布板時,盡量保證3個處理器均勻分布在FPGA周圍,從FPGA輸出的3根時鐘線走線形狀一致。
3 綜合電子系統(tǒng)調(diào)試........... 24
3.1 供電鏈路調(diào)試........... 24
3.2 關(guān)鍵器件調(diào)試........... 25
3.2.1 FPGA 調(diào)試........... 25
3.2.2 DSP 調(diào)試........... 26
3.3 虛擬DMA調(diào)試........... 27IV
3.4 綜合電子系統(tǒng)調(diào)試 ...........28
3.4.1 溫度傳感器和RTC芯片調(diào)試........... 28
3.4.2 復(fù)位芯片調(diào)試 ...........28
3. 4. 3 EEPROM 和 NAND FLASH 調(diào)試........... 29
3.5 整星聯(lián)合調(diào)試........... 29
3.6 小結(jié) ...........33
4 三棋冗余系統(tǒng)時鐘同步研究 ...........34
4.1 時鐘同步試驗設(shè)計 ...........34
4.2 時鐘同步試驗及結(jié)果........... 36
4.2.1 DSP程序片內(nèi)運行時鐘同步試驗........... 36
4.2.2 DSP程序片外運行時鐘同步試驗........... 37
4.3 冗余判定模塊的 實驗驗證........... 38 4.4 時鐘不同步原因探究........... 39
4.5 小結(jié)...........41
結(jié)論
本文對基于時鐘同步的三模冗余系統(tǒng)進(jìn)行研究,主要取得以下成果:
1、根據(jù)三模冗余系統(tǒng)要求,結(jié)合皮衛(wèi)星工程應(yīng)用需求,完成了高可靠綜合電子系統(tǒng)方案設(shè)計及硬件實現(xiàn)。經(jīng)測試表明設(shè)計的綜合電子系統(tǒng)滿足皮衛(wèi)星應(yīng)用需求。
關(guān)鍵詞：航空系統(tǒng)工程 航空電子 雙層任務(wù)調(diào)度模型 分區(qū)調(diào)度 分區(qū)設(shè)計
中圖分類號：V247 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0094-01
目前，我國航空電子技術(shù)中，相關(guān)航空電子軟件、機械電子等都有很大的發(fā)展，特別是關(guān)于航空電子軟件開發(fā)和使用，我國航空系統(tǒng)航空電子已經(jīng)由電子機械相關(guān)的技術(shù)和系統(tǒng)逐步向著航空電子軟件技術(shù)和系統(tǒng)方向過渡發(fā)展，比如，在航空電子應(yīng)用的航空軟件導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達(dá)等。在航空電子軟件的應(yīng)用上，根據(jù)相關(guān)軟件的安全等級的區(qū)別，并按照航空軟件的分組策略進(jìn)行分區(qū)。在ARNC 653標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，MA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由兩層任務(wù)調(diào)度的策略，以實現(xiàn)各個分區(qū)應(yīng)用軟件的執(zhí)行。在這些分區(qū)應(yīng)用的軟件的正常執(zhí)行工作和使用的過程中，相關(guān)的航空電子科技研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)特別需要注意對分區(qū)任務(wù)調(diào)度的研究，為了達(dá)到分區(qū)應(yīng)用軟件在執(zhí)行時的正確性，就需要保證分區(qū)任務(wù)調(diào)度的可行性。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料和科研資料中，可以了解到，對航空電子雙層任務(wù)分區(qū)的調(diào)度，可以基于單調(diào)速率任務(wù)分配的調(diào)度模型，并通過這一調(diào)度模型可以得到航空電子分區(qū)設(shè)計相關(guān)的一些參數(shù)或者是一些表達(dá)式等重要的數(shù)據(jù)；還有的是根據(jù)最早時限優(yōu)先調(diào)度模型進(jìn)行分區(qū)調(diào)度。
1 基于ARNC 653標(biāo)準(zhǔn)，研究航空電子雙層任務(wù)分區(qū)調(diào)度模型設(shè)計
在研究航空電子雙層任務(wù)分區(qū)調(diào)度模型設(shè)計方面上，提高航空電子系統(tǒng)的精度，航空系統(tǒng)工程相關(guān)設(shè)計科研人員通常基于ARNC 653標(biāo)準(zhǔn)研究分析，對于分區(qū)管理的概念特別強調(diào)。
在航空系統(tǒng)上，一般情況下，一個或者多個航空電子應(yīng)用軟件可以對應(yīng)一個核心模塊，因此，在這個對應(yīng)的核心模塊上可以針對多個航空電子應(yīng)用軟件進(jìn)行相應(yīng)的分區(qū)處理，通過對分區(qū)應(yīng)用的管理可以提高航空電子系統(tǒng)的容錯能力。在分區(qū)處理應(yīng)用中，一般一個或者多個并發(fā)執(zhí)行的進(jìn)程組成對應(yīng)了一個分區(qū)。
在航空電子系統(tǒng)的實際操作中，輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式的應(yīng)用可以很好的對分區(qū)模塊應(yīng)用軟件的每一個分區(qū)進(jìn)行全部激活；在航空電子系統(tǒng)航空應(yīng)用軟件的各個分區(qū)中，根據(jù)調(diào)度策略實現(xiàn)模塊內(nèi)所有分區(qū)之間的互不影響，就應(yīng)當(dāng)使激活的分區(qū)可以被執(zhí)行，而沒有激活的分區(qū)就不能夠被執(zhí)行，這樣才能夠滿足航空電子系統(tǒng)核心模塊分區(qū)管理的有效性，且保證各個分區(qū)之間互不影響與相對獨立。當(dāng)然，航空系統(tǒng)航空電子相關(guān)工作科研設(shè)計人員在操作系統(tǒng)層對航空電子雙層任務(wù)分區(qū)的調(diào)度設(shè)計不僅僅可以采用輪轉(zhuǎn)調(diào)度策略，還可以采用一些其它方面的調(diào)度策略，從有關(guān)資料可以了解到相關(guān)調(diào)度策略，可以采用分層EDF調(diào)度方法。分層EDF調(diào)度方法在航空電子系統(tǒng)的應(yīng)用來看，并不算是非常合理有效的調(diào)度方法，主要是因為這中調(diào)度方法是基于寬帶服務(wù)思想、且必須要有非常多的周期任務(wù)，周期任務(wù)繁多這一特點對于航空電子系統(tǒng)來說就不太實用了。
在航空電子雙層任務(wù)分區(qū)調(diào)度設(shè)計中，一般情況下，當(dāng)采用單處理器系統(tǒng)的時候，在K個不同的分區(qū)里，由于所有的分區(qū)都有不同的任務(wù)，而且在相同的分區(qū)里面也會有不同的幾個任務(wù)，針對第k個分區(qū)其所包含的任務(wù)往往使用Γk進(jìn)行表示，Γk={Τki/1≤i≤nk}，其中，Τki中ki的意思指的是在第k個分區(qū)里面的第i個任務(wù)，這些任務(wù)都具有相對的獨立性。對于航空電子系統(tǒng)中所采用的輪轉(zhuǎn)調(diào)度的策略需要一輪Trl時間長度的訪問，任務(wù)執(zhí)行系數(shù)αk，αk介于0～1之間，分區(qū)Pk的執(zhí)行時間為Trl*αk，調(diào)度模型總結(jié)為圖1。
該文就EDF調(diào)度策略的調(diào)度模型進(jìn)行相關(guān)的探討和研究，對于這種調(diào)度策略僅僅憑借函數(shù)表達(dá)式來進(jìn)行調(diào)度是不夠的，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對不同時間時刻的調(diào)度，把Γk中的任務(wù)進(jìn)行合理排序，以實現(xiàn)任務(wù)的順利執(zhí)行。
2 根據(jù)分區(qū)調(diào)度設(shè)計，對可調(diào)度性進(jìn)行研究和探討
針對分區(qū)Pk，別的分區(qū)對Pk分區(qū)的阻塞可以理解為周期任務(wù)，這個周期任務(wù)用Τk0{0，Trl，Trl（1-αk），Trl（1-αk）}對Pk任務(wù)搶占造成的，（對Τk0的解釋說明，釋放抖動0，周期Trl，執(zhí)行和截止時間Trl（1-αk））。按照此模型，Γk中的各任務(wù)和Τk0都能夠調(diào)度成功，Τk0模擬了別的分區(qū)對Pk的周期搶占影響。
3 結(jié)語
隨著我國的科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國航空電子技術(shù)中，相關(guān)航空電子軟件、機械電子等都有很大的發(fā)展，特別是關(guān)于航空電子軟件開發(fā)和使用，我國航空系統(tǒng)航空電子已經(jīng)由電子機械相關(guān)的技術(shù)和系統(tǒng)逐步向著航空電子軟件技術(shù)和系統(tǒng)方向過渡發(fā)展。在航空電子雙層任務(wù)分區(qū)調(diào)度設(shè)計中，一般情況下，往往會參考ARNC 653標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，根據(jù)兩層任務(wù)調(diào)度的策略，以實現(xiàn)各個分區(qū)應(yīng)用軟件的執(zhí)行。分區(qū)應(yīng)用的軟件的正常執(zhí)行工作和使用對分區(qū)設(shè)計都有很大的影響。在我國的相關(guān)的航空電子系統(tǒng)航空電子雙層任務(wù)分區(qū)調(diào)度設(shè)計中，相關(guān)的航空電子科技研發(fā)人員會特別需要注意對分區(qū)任務(wù)調(diào)度的研究，以達(dá)到分區(qū)應(yīng)用軟件在執(zhí)行時的正確性，并保證分區(qū)任務(wù)調(diào)度的可行性。
參考文獻(xiàn)
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在過去的數(shù)年里，電子市場，確切地說是存儲器市場，經(jīng)歷了巨大的變化。在2000年電子工業(yè)低迷時期之前，電子系統(tǒng)設(shè)計師很少考慮他們下一個設(shè)計中元器件的成本，而更關(guān)注它們能夠達(dá)到的最高性能。
今天，競爭的加劇以及利潤率的下降迫使系統(tǒng)設(shè)計師在降低下一代產(chǎn)品成本的同時，保持、甚至提高系統(tǒng)的性能。作為這種轉(zhuǎn)變的結(jié)果，有一個工業(yè)部門經(jīng)歷了實質(zhì)性的增長，它就是DRAM存儲器，尤其是雙倍數(shù)據(jù)速率(DDR) SDRAM存儲器。
不同存儲器類型的讀/寫率的比較
DDR存儲器最初是一種高性能、低成本的存儲器解決方案，主要用于個人計算機和其它成本敏感的消費品市場。近來，由于施加在整個電子工業(yè)上的經(jīng)濟(jì)壓力，非消費產(chǎn)品也開始采用DDR存儲器了。
DDR是一種基于SDRAM的革命性的存儲器技術(shù)。DDR SDRAM的存取速度是SDRAM的兩倍，因為DDR的數(shù)據(jù)傳送發(fā)生在時鐘的所有兩個邊沿。而SDRAM僅在時鐘的上升沿傳送數(shù)據(jù)。因此，DDR能夠傳送數(shù)據(jù)的速度高達(dá)2133MB/s。與傳統(tǒng)的SDRAM相比，DDR還具有更低的功耗。它的工作電壓是直流2.5V，而SDRAM是直流3.3V。
市場分析表明，在當(dāng)今所有的電子系統(tǒng)中，超過50%采用了DDR存儲器，并且預(yù)計在接下來的幾年中將增長到80%。DDR不是，并且永遠(yuǎn)也不會是一種針對所有設(shè)計的技術(shù)。DDR存儲器非常適用于那些高讀寫比率的設(shè)計。而諸如四倍數(shù)據(jù)速率存儲器，適用于50%讀寫比率的應(yīng)用。在左圖中確定了多種頂尖的存儲器技術(shù)以及它門各自所屬的讀/寫曲線。
關(guān)鍵詞：EDA；數(shù)字系統(tǒng)；VHDLEDA技術(shù)
就是以計算機為工具，通過有關(guān)的開發(fā)軟件，用VHDL硬件描述語言完成設(shè)計，自動完成編譯、分割、布局和仿真等工作，用軟件完成設(shè)計電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的一門技術(shù)。
1電子設(shè)計自動化技術(shù)的內(nèi)容及特點
1.1電子設(shè)計自動化技術(shù)
電子設(shè)計自動化（ElectronicsDesignAutomation，EDA）是一門實現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品自動設(shè)計的技術(shù)。EDA吸收了計算機科學(xué)領(lǐng)域的最新研究成果，以高性能的電子計算機作為工作的平臺，促進(jìn)電子工程的發(fā)展。所以說，EDA是電子產(chǎn)品和系統(tǒng)設(shè)計的綜合技術(shù)，也是每個電子工程師都應(yīng)該了解和掌握的一門技術(shù)。EDA是在20世紀(jì)60年代中期從計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的，用硬件描述語言VHDL完成設(shè)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(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。
1.2EDA技術(shù)的基本特征
EDA技術(shù)是指以計算機為工作平臺，利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機自動處理完成。EDA技術(shù)的基本特征：按照“自頂向下”（Top-Down）全新設(shè)計方法，對系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是用印刷電路板或者專用集成電路來實現(xiàn)的，然后采用硬件描述語言（HDL）對系統(tǒng)硬件進(jìn)行功能的實現(xiàn)，最后用綜合優(yōu)化工具生成最終的理想器件。以下介紹相關(guān)的幾個方面。1.2.1“自頂向下”的設(shè)計方法很長一段時間里，電子設(shè)計的思路基本就是“自底向上”的設(shè)計方法，這種設(shè)計方法就好像一塊塊大石頭堆建起來的瓦房，不僅效率低、成本高，而且還非常容易出錯，缺點顯而易見。于是，人們發(fā)明了如今所用的一種全新的設(shè)計方法“自頂向下”，這種設(shè)計方法首先是系統(tǒng)設(shè)計，在頂層進(jìn)行功能方框圖的劃分和結(jié)構(gòu)的設(shè)計。自頂向下的設(shè)計方法使系統(tǒng)被分解為各個模塊的集合之后，可以對設(shè)計的每個獨立模塊指派不同的工作小組，這些小組可以工作在不同的地點，甚至可以分屬不同的單位，最后將不同的模塊集成為最終的系統(tǒng)模型，并對其進(jìn)行綜合測試和評價。它較先前的“自頂向上”無論是在設(shè)計的時間上，還是過程中錯誤的減少，都得到了很大的提升。1.2.2ASIC設(shè)計集成電路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC），在集成電路界被認(rèn)為是一種為專門目的而設(shè)計的集成電路。利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計的最后目標(biāo)是完成專用集成電路ASIC的設(shè)計與實現(xiàn)。ASIC分為全定制和半定制，全制定是基于晶體管設(shè)計方法，設(shè)計成本高，周期長；而半定制則是一種約束性的設(shè)計方法，其設(shè)計簡化，周期短，提高了芯片的成品率；和通用的集成電路相比，ASIC的體積更小、功耗更低、性能的提升也相當(dāng)高；從保密性來講，其保密性還是相當(dāng)高的，而且它還具有成本節(jié)約等優(yōu)點。可編程ASIC是專用集成電路的一種，也是應(yīng)用最為廣泛的。可編程邏輯器件的密度高、集成度高、生產(chǎn)方便。1.2.3硬件描述語言硬件描述語言（HardwareDescriptionLanguage，HDL）是一種用形式化的方法來描述數(shù)字電路和系統(tǒng)的語言，它是EDA開發(fā)中的很重要的設(shè)計工具，也是EDA技術(shù)的重要組成部分。HDL是對電子系統(tǒng)硬件設(shè)計的一種高級計算機語言，用HDL語言，數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計可以逐層展示自己的設(shè)計思路，一些復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)可以用一系列分層次的模塊來表達(dá)。早期的硬件描述語言，由不同的廠商和開發(fā)商開發(fā)，彼此之間互不兼容，且不支持多層次的設(shè)計，這些層次之間的翻譯工作就要由人工完成。而利用VHDL語言的可讀性強，更加容易修改和發(fā)現(xiàn)錯誤。VHDL即超高速集成電路硬件描述語言，它作為IEEE標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語言和EDA的重要組成部分，經(jīng)過十幾年的發(fā)展、應(yīng)用和完善，正逐漸被眾多設(shè)計者所接受，這種高層次的方法已經(jīng)被廣泛采用。VHDL即超高速集成電路硬件描述語言，是一種面向設(shè)計的多領(lǐng)域、多層次的全方位的硬件描述語言，這種語言幾乎覆蓋了以往各種硬件描述語言的功能。VHDL具有以下幾個優(yōu)點：（1）強大的硬件描述能力。可以用來描述系統(tǒng)級電路，也可以用來描述門級電路，設(shè)計描述具有多層次。（2）支持廣泛、易于修改。VHDL已經(jīng)成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)，目前，多數(shù)EDA工具都支持VHDL語言，這種高層次的方法已經(jīng)被廣泛采用。（3）作用強大、設(shè)計靈活。它具有作用強大的語言結(jié)構(gòu)，能用簡潔明了的源代碼來描述復(fù)雜的邏輯控制。（4）移植能力強。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的硬件描述預(yù)言，同樣一個設(shè)計描述可是被多種不同的工具所支持，這樣就使得設(shè)計描述的移植得以實現(xiàn)。（5）工藝轉(zhuǎn)換方便。它的設(shè)計不依賴于特定的器件，工藝轉(zhuǎn)換方便。
2、EDA技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)如今，EDA技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)在教學(xué)應(yīng)用、科研應(yīng)用、產(chǎn)品設(shè)計與制造等方面占據(jù)一席之地，發(fā)揮著巨大的作用。
2.1教學(xué)應(yīng)用
大部分理工科院系都開設(shè)EDA課程。讓學(xué)生在校期間了解EDA技術(shù)的基本原理、HDL硬件描述語言描述系統(tǒng)邏輯的方法，模擬仿真電子電路設(shè)計，通過實踐提升學(xué)生的動手與自主能力，為今后從事的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
2.2科研應(yīng)用
電路設(shè)計與模擬仿真主要使用EWB等工具進(jìn)行，舉個例子，在CDMA無線通信系統(tǒng)中，移動手機和無線基站都工作在相同的頻率，每部手機都有自己唯一的序列碼，用來區(qū)分電話的呼叫。而CDMA的BTS必須能識別這些不同的碼序列才能辨別傳呼進(jìn)程，這是通過在輸入數(shù)據(jù)流中探測到特定的碼序列來完成的。
2.3產(chǎn)品設(shè)計與制造的應(yīng)用
從電視、冰箱、音響到電子玩具等各種電子產(chǎn)品電路，EDA技術(shù)在模擬研制、仿真、生產(chǎn)、調(diào)試等方面都有著重要的作用。可以說，EDA已經(jīng)成為電子工業(yè)領(lǐng)域必不可少的技術(shù)支持。
3、EDA技術(shù)的發(fā)展前景
當(dāng)今社會，電子產(chǎn)品發(fā)展日新月異，為了既快又好地設(shè)計出新的電子產(chǎn)品，提高設(shè)計效率和產(chǎn)品性能，設(shè)計師需要更加簡便快捷的EDA工具，這對EDA技術(shù)提出了更高的要求。
3.1EDA技術(shù)發(fā)展的新方向
3.1.1向高密度、高速度、寬頻帶方向發(fā)展設(shè)計方法的更新得益于電子器件的發(fā)展，隨著電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，高密度、高速度和寬頻帶的可編程邏輯產(chǎn)品已經(jīng)成為主流的，這些高密度、大容量的可編程邏輯器件的出現(xiàn)，給現(xiàn)代電子系統(tǒng)（復(fù)雜系統(tǒng)）的設(shè)計與實現(xiàn)帶來了非常大的幫助。設(shè)計方法和設(shè)計效率有了新的飛躍，帶來了器件的巨大需求，這種需求又促使器件生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，而每一次工藝的改進(jìn)，可編程邏輯器件的規(guī)模都將有非常大擴展。3.1.2向可預(yù)測延時的方向發(fā)展現(xiàn)如今的大數(shù)據(jù)時代，需要處理的數(shù)據(jù)量越來越大，就需要其具有大的數(shù)據(jù)吞吐量，而且多媒體技術(shù)發(fā)展迅速，圖像及影像的實時性要求較高，這就需要有高速的硬件系統(tǒng)。為了可以保證圖像實時性及穩(wěn)定性，器件的延時可預(yù)測性就是一個重要的因素。所以，邏輯器件的可預(yù)測延時是非常重要的。3.1.3向低電壓、低能耗方向發(fā)展集成技術(shù)的飛速發(fā)展，工藝水平的日益提升，全世界都掀起了節(jié)能的潮流。因此，要適應(yīng)時代的潮流，半導(dǎo)體工業(yè)也必須向低電壓、降低能耗方向發(fā)展。
3.2應(yīng)用前景
在信息通信領(lǐng)域中，需要優(yōu)先發(fā)展高速寬帶信息網(wǎng)、計算機及軟件技術(shù)、第三代移動通信技術(shù)，積極開拓以數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的新一代信息產(chǎn)品，研發(fā)新興的產(chǎn)業(yè)。自動化儀表的技術(shù)發(fā)展趨勢將計算機技術(shù)、通信技術(shù)進(jìn)一步的融合，大力地推廣信息化。在電子設(shè)計的研發(fā)中，它可以代替設(shè)計者完成電子系統(tǒng)設(shè)計中的絕大部分工作，而且可以直接在程序中修改錯誤，系統(tǒng)功能也不需要硬件電路的支持。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，EDA技術(shù)具有更好的開發(fā)手段和性價比，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。
3.3未來展望
從目前的EDA技術(shù)來看，其發(fā)展趨勢是使用普及、應(yīng)用廣泛、工具多樣、軟件功能強大。中國EDA市場已經(jīng)日趨成熟，但是大部分的設(shè)計是面向PCB制板和ASIC領(lǐng)域，只有小部分的設(shè)計是開發(fā)復(fù)雜的片上系統(tǒng)器件。EDA技術(shù)將在自動化儀表的測試技術(shù)、控制技術(shù)、計算技術(shù)等方面有較大的突破，在ASIC和PLD設(shè)計方面，以高速、高密度、低能耗、低電壓等方面發(fā)展。
4、結(jié)語
EDA技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)在已涉及電子、通信、機械、航天、醫(yī)學(xué)、生物、軍事等各個領(lǐng)域。所以無論是生活、學(xué)習(xí)、還是工作，都離不開EDA。因此，作為一名大專院校電子類專業(yè)的學(xué)生，我們應(yīng)該熟練掌握EDA技術(shù)用于CPLD/FPGA的開發(fā)和知曉EDA技術(shù)在未來發(fā)展的前景，只有這樣才能去適應(yīng)激烈競爭的環(huán)境，在激烈的競爭環(huán)境中取得成績。
[參考文獻(xiàn)]
[1]杜玉遠(yuǎn).EDA設(shè)計快速入門[J].電子世界，2004（1）：24-25.
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；應(yīng)用模式；兩個層次
1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史
計算機誕生于1946年，在漫長的歷史進(jìn)程中，計算機始終由于其體積大和不便攜帶而始終擱置在室內(nèi)，用來完成數(shù)值計算的大型設(shè)備。隨著20世紀(jì)70年代微型機的出現(xiàn)，微型機嵌入式專用化的深化，而進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)獨立的微控制器發(fā)展時期，嵌入式處理器與集成電路技術(shù)發(fā)展成帶處理器內(nèi)核的單片機，即微控制器智能化電子系統(tǒng)。微型計算機以其小型、價廉、性能可靠的特點，逐步走出機房；快捷高速計算能力的微型機，智能化水平以及專業(yè)人士技能的不斷提高，要求將微型機嵌入到一個不同應(yīng)用實體中，實現(xiàn)其智能化的控制。
在工控機和單板機時期，無法徹底地滿足嵌入式系統(tǒng)小體積，低價位、高可靠性要求，現(xiàn)在我們的日常生活中嵌入式系統(tǒng)無處不在，有著較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如：手機、汽車、家用電器、都有嵌入式系統(tǒng)，隨著互聯(lián)網(wǎng)和微處理器的開發(fā)研究，將來嵌入式系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ睢⒐I(yè)、科技、軍事等領(lǐng)域都會有廣泛地應(yīng)用。
2 嵌入式的定義和特點
在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中，現(xiàn)在有許多人對嵌入式系統(tǒng)了解較少。其實單片機就是嵌入式系統(tǒng)的代表；也有些人對嵌入式系統(tǒng)無法給出較完整的定義，而是把嵌入式系統(tǒng)的特點和定義混在一起。因而有必要從計算機的發(fā)展歷史，了解嵌入式系統(tǒng)，從科學(xué)和專業(yè)角度來探討嵌入式系統(tǒng)和特點。
2.1 嵌入式系統(tǒng)要素和定義
按照嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的要求，嵌入式系統(tǒng)可概括為：“嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)”，“嵌入性”、“專用性”與“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)三個基本要素。定義是：以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、工耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。
2.2 嵌入式系統(tǒng)的特點
嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件是嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，對嵌入式處理器系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的要求也使其具有以下的特點：⑴軟件固態(tài)化存儲提高了執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)軟件一般都固化于存儲器或單片機本身。⑵軟件代碼質(zhì)量高、半導(dǎo)體和處理器速度可靠性不斷提高、存儲器容量增加，具體應(yīng)用中存儲空間仍有實時性的要求。
⑶在多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，基本要求是高實時性，保證對重要性不相同的任務(wù)合理調(diào)度是任務(wù)執(zhí)行的關(guān)鍵，單純提高處理器速度無法達(dá)到和完成，只能由優(yōu)化的系統(tǒng)軟件來完成。
⑷嵌入式系統(tǒng)需要開發(fā)工具和計算機具有完善的人機接口界面，并增加一些開發(fā)應(yīng)用程序即可進(jìn)行對自身的開發(fā)。
⑸嵌入式系統(tǒng)軟件需要開發(fā)平臺具有完善的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口，新開發(fā)的軟件應(yīng)用程序必須在平臺上運行，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序則可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行。
⑹嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員以應(yīng)用為主，計算機開發(fā)人員一般是計算機科學(xué)或工程方面的專業(yè)人士，而嵌入式系統(tǒng)是各個不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合，需要的是計算機以外的專業(yè)知識，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員都是其他應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)秀人才。
2.3 嵌入式系統(tǒng)的種類與發(fā)展
按照上述瞞足嵌入式系統(tǒng)定義及定義中三要素的計算機系統(tǒng)，即可稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可分為設(shè)備級、板級、芯片級。有些從事嵌入式開發(fā)的人員把嵌入式處理器當(dāng)作嵌入式系統(tǒng)，但由于嵌入式系統(tǒng)是一個嵌入式計算機系統(tǒng)，將嵌入式處理器構(gòu)成計算機系統(tǒng)，并與嵌入式共同應(yīng)用時，這樣的計算機系統(tǒng)才是嵌入式系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)與對象系統(tǒng)密切相關(guān)，主要發(fā)展方向是滿足嵌入式應(yīng)用要求，不斷擴展對象系統(tǒng)要求所涉及的電路，夠成滿足對象要求的應(yīng)用系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)作為一個專用計算機系統(tǒng)，要不斷向計算機應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展。才可以把定義中的嵌入式系統(tǒng)看成是滿足對象系統(tǒng)要求的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。
3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景
3.1 嵌入式系統(tǒng)引入單片機的發(fā)展
微型計算機的出現(xiàn)誕生了嵌入式系統(tǒng)，可是微型計算機的體積、價位、可靠性無法滿足對象系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用要求，為此；嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展道路就是芯片化道路。把計算機系統(tǒng)設(shè)置在芯片上，而進(jìn)入了單片機時代。
在單片機的發(fā)展進(jìn)程中，有過兩種模式，即本質(zhì)上的計算機直接芯片化模式，它是將計算機系統(tǒng)的基本單元進(jìn)行裁剪，設(shè)置在一個芯片上，形成單片機，芯片則完全按嵌入式設(shè)計出新的嵌入式應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，微處理器、指令系統(tǒng)、總線方式、管理模式等。才是全面完善的嵌入式系統(tǒng)。芯片化模式是嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展并成為單片嵌入式系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)體系。
3.2 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展前景
日益普及的家用電器體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)時代嵌入式產(chǎn)品，為嵌入式市場展現(xiàn)了美好前景，帶來了新的生命；也對嵌入式系統(tǒng)、軟件技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)。包括：支持迅速增長的功能密度、快捷的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、小巧的移動應(yīng)用和多媒體信息處理，因此也帶來了更加激烈的市場競爭。
⑴嵌入式軟件開發(fā)需要完備的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)支持，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，網(wǎng)上提供的信息量也越來越大、應(yīng)用項目像電話、手機、電冰箱等嵌入式設(shè)備的功能多樣化。為滿足功能的多樣化，專業(yè)人士采用更強大的嵌入式處理器來增強處理能力；同時還應(yīng)用實時多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能，簡化應(yīng)用程序、確保軟件質(zhì)量和開發(fā)周期。
⑵隨著嵌入式實時操作系統(tǒng)的國際商品化，已有WindRiver、Microsoft、等產(chǎn)品進(jìn)入我國市場。自主開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)軟件產(chǎn)品如科銀公司的嵌入式軟件開發(fā)平臺DeltaSystem，它不僅包括嵌入式實時操作系統(tǒng)，而且還包括交叉開發(fā)工具套件、測試工具、應(yīng)用組件等。
⑶互聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及和迅速發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)要求配備標(biāo)準(zhǔn)的或多種網(wǎng)絡(luò)通信接口。為應(yīng)對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入設(shè)備必需配有通信接口，由于家用電器相互關(guān)聯(lián)（如防盜、影視和信息終端交換）及協(xié)調(diào)工作等要求，新一代嵌入式設(shè)備還需具備多種實用或通信接口，也提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。
⑷嵌入式產(chǎn)品設(shè)計降低處理器的性能，限制內(nèi)存容量和復(fù)用接口芯片。支持電子設(shè)備向小尺寸、微功耗和低成本方向發(fā)展。為滿足這種特性，并相應(yīng)提高了嵌入式軟件設(shè)計技術(shù)要求。選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)算法，優(yōu)化編譯器性能。因此；既要軟件人員經(jīng)驗豐富，同時需要先進(jìn)嵌入式軟件技術(shù)。
⑸嵌入式設(shè)備受眾多家庭和人們喜愛，原因是它們與使用者之間具有親和力，能提供豐富多樣的人機交互界面，如信息終端交互要求以夜景或電子屏幕為中心的多媒體界面。手寫文字輸入、語音撥號、彩色圖形、圖像已取得初步成效。
4 嵌入式系統(tǒng)的兩種應(yīng)用模式
因嵌入式系統(tǒng)具有多學(xué)科交叉的應(yīng)用特點，則需要計算機領(lǐng)域人員介入其結(jié)構(gòu)體系、軟件技術(shù)、工程應(yīng)用的研究。所以了解對象系統(tǒng)的控制要求，實現(xiàn)系統(tǒng)控制就應(yīng)具備該領(lǐng)域的專業(yè)知識。從嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的歷史，以及嵌入式應(yīng)用的多樣性，足以了解到嵌入式系統(tǒng)形成的兩種應(yīng)用模式。
4.1 現(xiàn)存的兩種應(yīng)用模式
從微型機出現(xiàn)到獨立發(fā)展的單片機時代，嵌入式系統(tǒng)從原器件狀態(tài)進(jìn)入到電子技術(shù)領(lǐng)域，從電子技術(shù)應(yīng)用為主體，到電子系統(tǒng)的智能化，計算機專業(yè)人員沒有真正進(jìn)入單片機應(yīng)用領(lǐng)域。所以電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人員以習(xí)慣性的電子技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)入到單片機的應(yīng)用開發(fā)。這種應(yīng)用模式具有：軟、硬件的低層性和隨意性，缺少計算機工程設(shè)計方法。
盡管在單片機時代，計算機專業(yè)出現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，隨著后微型機時代的到來，網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)迅速發(fā)展；嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)有了迅猛發(fā)展，為計算機專業(yè)人員進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用另辟了新的空間，使得嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用模式帶有計算機工程應(yīng)用的特點，即嵌入式系統(tǒng)軟、硬件平臺，以網(wǎng)絡(luò)、通信為主的非嵌入式低層次應(yīng)用。
4.2 兩種模式的并存與互補
由于嵌入式系統(tǒng)最大、最廣、最低層的應(yīng)用是傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域和智能化改造，以針對專業(yè)電子技術(shù)隊伍為主，以較少的嵌入式系統(tǒng)軟和硬件成本，使其產(chǎn)品帶有濃重的電子系統(tǒng)設(shè)計色彩的電子系統(tǒng)應(yīng)用模式較長時間存在。也使得計算機專業(yè)設(shè)計師會愈來愈多地介入嵌入式系統(tǒng)，由于對象專業(yè)知識的差別，其應(yīng)用領(lǐng)域會集中在網(wǎng)絡(luò)、電子商務(wù)等方面，無法替代電子系統(tǒng)人員在控制、儀器儀表、智能化等方面的嵌入式應(yīng)用。所以，現(xiàn)存的兩種應(yīng)用模式會在一定時期并存下去，同時在不同領(lǐng)域相互補充。在嵌入式系統(tǒng)軟和硬件研發(fā)過程中，不斷學(xué)習(xí)計算機工程方法和嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)，在電子系統(tǒng)設(shè)計過程中，不斷了解嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的電路系統(tǒng)特性及電路設(shè)計方法和對象系統(tǒng)的設(shè)計原則。
4.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的兩個層次
嵌入式系統(tǒng)有過很長的一段單片機的獨立發(fā)展道路，在實現(xiàn)最低層的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，使其有著明顯的電子系統(tǒng)設(shè)計特點。許多從事單片機研發(fā)人員，都是電子系統(tǒng)設(shè)計的專業(yè)人士，由于單片機的出現(xiàn)，部分人員脫離了計算機領(lǐng)域，另辟途徑而進(jìn)入電子系統(tǒng)領(lǐng)域，且沒有帶入嵌入式系統(tǒng)理念。所以：許多從事單片機應(yīng)用的人，沒有真正了解單片機與嵌入式系統(tǒng)，在涉及嵌入式系統(tǒng)時，往往理解成計算機專業(yè)：從事網(wǎng)絡(luò)、通信等的應(yīng)用。從而形成了“單片機”與“嵌入式系統(tǒng)”兩個獨立的名詞。因為“單片機”是獨立產(chǎn)生的嵌入式系統(tǒng)，應(yīng)該把它統(tǒng)一歸結(jié)到嵌入式系統(tǒng)。也可以把嵌入式系統(tǒng)按應(yīng)用對象分成高層次與低層次，把原來的單片機應(yīng)用理解成嵌入式系統(tǒng)的低層次應(yīng)用。
5 結(jié)束語
由于嵌入式系統(tǒng)的市場巨大、潛力無限，全球的生產(chǎn)商都非常看好這一領(lǐng)域，且投入了許多人力物力，而圍繞嵌入式系統(tǒng)的研究、設(shè)計和研發(fā)正成為計算機發(fā)展方向。筆者結(jié)合自身的學(xué)習(xí)和積累以及網(wǎng)站資料的搜索與分析，對嵌入式系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了概述，希望能同從事嵌入式開發(fā)的人員共同探討，為使嵌入式系統(tǒng)在未來的發(fā)展，能給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來更多的便利而共同努力。
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