数字电路课程

课程改革趋势

课程内容与发展趋势:

“数字电路”是高等院校电气电子工程类专业本科生必修的一门专业基础课,随着电子设计自动化技术(EDA)和微电子技术的不断发展与应用,数字集成电路设计也不断向超大规模、超高速和低功耗的方向发展。以EDA技术以及灵活的现场可编程FPGA技术为主导的数字电路/系统设计理念已经被工业界所广泛认可和采用。传统数字电路课程设计在许多方面都滞后于现代数字电路设计形势的发展,如效率低、损耗大、电接触不稳定、实验装置缺乏稳定性和灵活性,成为创新和应用型人才培养的阻力。数字电路及其课程设计主要培养学生利用中小规模数字集成电路器件和大规模可编程器件进行数字电路设计和开发能力。将FPGA技术应用于培养学生数字系统设计的能力已经成为今后数字电路理论,实验教学与课程设计教学改革的新方向。

推荐的课程改革思路:

针对《数字电路》教学的现状和特点将FPGA仿真技术融入到《数字电路》课程教学中利用VHDL语言在当前工业界所使用的FPGA开发环境下编写典型器件教学仿真案例在对器件进行理论知识讲解之后,演示FPGA仿真案例,阐述波形之间的逻辑关系。并以数字电路知识综合应用设计为教学目的,将数字电路知识点进行结合,设计基于FPGA的综合仿真教学案例,在将仿真结果呈现给学生的过程中,指出系统所涉及的数字电路知识在工程设计中的用处,进而丰富课堂教学内容,提高教学效果,实现了在有限的课堂时间内传授给学生更多的知识和技术。学生通过直观感受,了解利用先进FPGA技术对数字电路进行分析和设计的基本方法,为学生后续学习VHDL/Verilog HDL奠定基础,实现了理论与实践教学的有机结合,有助于学生理解知识难点和重点为学生进入实验室进行实验提供了前期验证途径,形成了一种理论和仿真验证相互促进的良性反馈学习方式。该改革思路有助于《数字电路》教学质量的提高,并且FPGA仿真技术的引入在培养学生创新能力和动手能力等方面起着重要的作用。

开课教师所面临的挑战:

在卓越工程师培养大背景下,时钟紧跟业界步伐,将业界正在使用的数字电路/系统设计方法与实际应用带给学生。结合数字电路课程理论教学和实验教学的实际情况及EDA技术的发展状况,适时将数电,课程设计和EDA技术课程的综合衔接,以及课程深度融合。

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