職業(yè)教育論文-ＥＤＡ技術在職業(yè)技術教育中的實踐與探索.doc

職業(yè)教育論文-技術在職業(yè)技術教育中的實踐與探索【摘要】EDA即電子設計自動化技術，是最近十幾年剛推出的新技術，在CAA和CAD（電子線路計算機輔助分析和輔助設計）技術基礎上發(fā)展起來的計算機設計軟件系統(tǒng)，它集計算機、電子、信息和CAM（計算機復制制造）、CAT（計算機復制測試）等技術于一體，不僅具有強大的設計能力，還具有測試、分析及管理的功能，可完整實現(xiàn)電子產(chǎn)品從電學觀念設計到生成物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全過程。它改變了以往采用定量計算和搭電路實驗為基礎的傳統(tǒng)設計方式，使電子電路的分析與設計方法發(fā)生了重大變革。目前公認的優(yōu)秀的EDA軟件有Multisim和Protel等，職業(yè)技術教育開展EDA教學，培養(yǎng)學生掌握最前沿的應用技術，是時代發(fā)展和教育改革的需要?！娟P鍵詞】EDA技術職業(yè)教育實踐探索EDA（ElectronicDesignAutomation）技術，即電子設計自動化技術，是在CAA和CAD（電子線路計算機輔助分析和輔助設計）技術基礎上發(fā)展起來的計算機設計軟件系統(tǒng)，它集計算機、電子、信息和CAM（計算機輔助制造）、CAT（計算機輔助測試）等技術于一體，不僅具有強大的設計能力，還具有測試、分析及管理的功能，可完整實現(xiàn)電子產(chǎn)品從電學觀念設計到生成物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全過程。它改變了以往采用定量計算和搭電路實驗為基礎的傳統(tǒng)設計方式，使電子電路的分析與設計方法發(fā)生了重大變革。微電子技術的迅猛發(fā)展和微型計算機的快速普及，給EDA技術的廣泛應用創(chuàng)造了良好條件。EDA技術已成為當代電子系統(tǒng)及專用集成電路設計中不可缺少的重要手段。一、常用的EDA技術軟件目前引入我國EDA軟件有多種，其中影響比較在的有：Pspice、Multisim(MULTISIM)、Protel、Orcad等。Pspice（SimulationProgramWithIntegratedCircuitEmphasis）是美國MicroSim公司于20世紀80年代開發(fā)的電路仿真分析軟件，可以進行模擬/數(shù)字電路混合分析、參數(shù)優(yōu)化等。Multisim的前身是在我國具有一定知名度的EWB（ElectronicWorkbench）軟件，是加拿大InteractiveImageTechnologiesLtd公司20世紀90年代初推出的專用于電工電子線路仿真的軟件，可以實現(xiàn)對模擬數(shù)字電路的混合仿真。Protel的前身版本是Tango，由澳大利亞ProtelTechnolog公司研制開發(fā)。該軟件功能十分強大，可以完成電路原理圖的設計、電路仿真分析、印制電路板設計及自動布線、信號完整性分析、可編程邏輯器件（PLD）設計等。Orcad軟件包是20世紀90年代初由美國Orcad公司研制開發(fā)的EDA軟件包，包括原理圖設計、PCB設計、VST、PLDTools等軟件。EDA軟件很多，其功能各有所長，但也有相似之處。因此對于在校的大中專學生來說，沒有必要也不可能通曉所有軟件，重點學習一到兩種即可，因為每學習一種軟件都需要時間。就目前了解的國際國內(nèi)EDA軟件的推廣應用情況來看，Multisim和Protel是兩款優(yōu)秀的EDA軟件。二、Multisim軟件Multisim軟件被譽為“計算機里的實驗室”。具有界面交互友好、畫面形象直觀、易學、易用、快捷、方便、真實、準確的特點，可實現(xiàn)大部分硬件電路實驗和分析的功能。Multisim的設計實驗工作區(qū)好象一塊面包板，在上面可建立各種電路進行仿真實驗及分析，工具欄中存放著數(shù)字電壓表、數(shù)字電流表、數(shù)字萬用表、功率表、具有存貯功能的示波器、能產(chǎn)生正弦波三角波和方波的函數(shù)發(fā)生器、可直接顯示電路頻率響應的掃頻儀、數(shù)字信號邏輯分析儀、數(shù)字信號發(fā)生器，還有可進行邏輯表達式和邏輯電路圖相互轉(zhuǎn)換的邏輯轉(zhuǎn)換儀等。Multisim的器件庫為用戶提供數(shù)萬種以上的常用模擬和數(shù)字元器件，設計和實驗時可通過工具欄任意取用，每種元器件使用數(shù)量不受限制。元器件之間的連線操作也非常方便，當你將電路所用元件放置到工作區(qū)后，只要將鼠標箭頭指向元器件的引腳，立即就會出現(xiàn)一個黑色圓點，這時按下鼠標左鍵，移動光標到另一個元器件的引腳，一條連線自動形成。實驗時，發(fā)光二極管可以發(fā)出紅綠藍各色光，邏輯探頭可直接顯示電路節(jié)點的高低電平，繼電器和開關的觸點可以分合動作，熔斷器可以被燒斷，燈泡可以發(fā)光或燒毀，蜂鳴器可以發(fā)出不同音調(diào)的聲音，電位器的觸點可以按比例移動改變阻值，儀器儀表可以顯示相應的數(shù)據(jù)和波形。Multisim為用戶造就了一個一體化的設計實驗環(huán)境，建立電路、實驗分析和結(jié)果輸出在系統(tǒng)菜單系統(tǒng)中可以全部完成。如果是電子電路設計，Multisim還可進行直流工作點分析、瞬態(tài)分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、零極點分析、最壞情況分析和蒙特卡羅分析等，分析結(jié)果以數(shù)值或波形直觀地顯示出來。圖1所示為用Multisim建立的單管放大電路及仿真實驗測試的輸入輸出電壓波形。三、Protel軟件Protel軟件功能十分強大，尤其是印制電路板的設計與制作方面具有獨到之處。目前應用的最新版本ProtelDXP是一個32位的EDA設計系統(tǒng)，可以完成電路原理圖的設計、錯誤檢查、仿真分析、印制電路板設計、信號完整性分析、可編程邏輯器件（PLD）設計等。該軟件集強大的設計能力、復雜工藝的可生產(chǎn)性、設計過程管理于一體，具有電子產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)的完善的技術保證。Protel還具有網(wǎng)絡功能，對復雜的電子系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)多個成員分工合作設計，設計成員通過設置密碼規(guī)定訪問權(quán)限。Protel采用數(shù)據(jù)庫文檔管理方式，對多個相互關聯(lián)的設計文檔實現(xiàn)同步設計和統(tǒng)一管理。Protel仿真器，可以進行模擬信號和數(shù)字信號電路的混合仿真，給出各測試點輸出信號的數(shù)據(jù)和波形。同時它還能夠進行直流工作點、瞬態(tài)、交流小信號、失真、噪聲、溫度、蒙特卡羅等多種分析，通過分析可以發(fā)現(xiàn)電路的性能缺陷，及時地加以修正。Protel所帶的信號完整性分析工具能夠精確地模擬和分析印制電路板的性能，從而使得用戶可以了解網(wǎng)絡阻抗、傳輸特性、傳播延遲、信號質(zhì)量、信號反射、串音以及電磁兼容性等問題以及它們帶來的影響。確保了電子產(chǎn)品的設計質(zhì)量。圖2所示為用Protel設計的“振蕩器和積分器”電路原理圖、仿真波形和印制電路板。四、與時俱進開展EDA教學教育要面向現(xiàn)代化，面向未來。教學內(nèi)容要跟隨時代變化及時更新。EDA是最近十多年剛發(fā)展起來的新技術，其卓越的功能，不僅縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期，降低了設計和制作成本，而且大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，使電子科技界發(fā)生了重大變革。許多大中專校已經(jīng)開設了相關的課程，現(xiàn)在市面上已有多種版本的EDA教材出版，EDA技術方面的參考書也很多。教育部組織制訂的新的電子類電氣類各專業(yè)教學大綱也已將EDA技術列為學生必學的內(nèi)容之一。目前電子產(chǎn)品已進入微電子技術應用階段，超大規(guī)模集成電路、復雜的電路結(jié)構(gòu)和精密的制作工藝設計，是手工設計難以完成的，EDA技術成為電子產(chǎn)品設計的重要工具。微電子技術、計算機使電力電氣設備的自動化智能化程度越來越高，以弱控強是現(xiàn)代電氣設備的特征。EDA軟件教學為電工電子課程教學改革打開了一個窗口。學生一旦掌握了EDA軟件的基本操作，便可在教師的指導下在計算機上自學，對有關課程內(nèi)