導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電路設(shè)計要求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1.道路兩側(cè)綠化程度低

隨著國家綜合實力的增強，各大城市規(guī)模也逐漸擴大，土地資源呈緊俏趨勢，導(dǎo)致城市道路綠化面積減小。城市中心的綠化面積最小，偏離城市正中心之后才會逐漸增加一些綠地面積，而只有在郊區(qū)才能看到大面積道路綠化。由此可見城市綠地面積由外向內(nèi)逐漸減少，究其根本原因就是人們對城市道路綠化作用沒有足夠的認識。

2.道路建筑無創(chuàng)意

通過觀察分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，目前各個城市道路兩側(cè)的建筑模式都大同小異，不同的街道卻有著相似的道路建設(shè)，這就是說在道路建筑設(shè)計的時候就沒有用心的去凸顯其特色。除此之外不僅是道路建筑就連其所采用的建筑材料及主色調(diào)都是驚人的相似，這就使人們對道路的分辨能力大大降低，為人民生活帶來的困擾增大。

3.過分強調(diào)道路綠化的形式美，忽略了綠化本身的生態(tài)功能

我國城市道路的典型特征是唯視覺而設(shè)計，竭力展示工藝與園藝之形式美，為參觀者或者觀眾而美化，唯城市建設(shè)決策者或設(shè)計者的審美取向而美，強調(diào)紀(jì)念性和展示性。關(guān)注鳥瞰效果而非民眾體驗，缺乏生態(tài)性和可持續(xù)性。

4.城市線路與道路綠化規(guī)劃不合理

若城市綠化在規(guī)劃時沒有避開鋪有地下網(wǎng)線的地區(qū)，那么植物就會受網(wǎng)線輻射的影響，因為吸收不到土壤營養(yǎng)而死亡。同樣，若在架空電線下種植大型喬木類植物，因為植物生長較快，就會與電線發(fā)生纏繞，不但影響城市容貌，而且極易發(fā)生火災(zāi)等危害。

5.城市整體環(huán)境質(zhì)量不佳

在城市道路建設(shè)過程中，由于沒有系統(tǒng)的綠化措施，綠化帶缺損后不能及時修補;城市門面類建筑不夠統(tǒng)一，缺乏特色;城市內(nèi)的道路及交通標(biāo)志等設(shè)施沒有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計;各種小廣告的隨意張貼等問題，導(dǎo)致城市的整體環(huán)境質(zhì)量不佳。

二、城市道路景觀設(shè)計的原則

1.適地適樹、因地制宜的原則

在城市道路綠化設(shè)計中，在樹種選擇上以鄉(xiāng)土樹種為主，并與外來樹種相結(jié)合，以豐富行道樹的選擇，滿足城鄉(xiāng)道路系統(tǒng)綠化多功能的要求。在行道樹的規(guī)劃設(shè)計中，還應(yīng)注意因地制宜、相對集中、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，才能做到豐富多彩、別具特色。以四川省成都市為例，氣候溫暖潮濕，夏季悶熱，因此在行道樹的選擇上應(yīng)選用喜陽、耐濕熱且能遮蔭的樹種，如二球懸鈴木、天竺桂等。小葉榕等樹冠傘型的樹種，能在炎熱的夏季為行人帶來一片綠蔭，可以有效提高步行的舒適度。而在中國東北部地區(qū)由于冬天漫長寒冷，所以綠化景觀的效果不是十分的明顯。在冬天，城市道路的景觀可以用灌木叢、剪形籬和剪形樹的形態(tài)及圖案樣式，打造成外形規(guī)則感強的相關(guān)造型，并通過配植色彩豐富、枝干形美的樹種和常綠樹種形成讓人眼前一亮的景觀效果。由于針葉樹在冬季很難滿足透光要求，因而不適宜做行道樹種。

2.藝術(shù)性、科學(xué)性的原則

通過有創(chuàng)意的藝術(shù)性的構(gòu)圖原理來展現(xiàn)個體和群體植物的形式美，同時還要滿足植物本身的生活習(xí)性與所處環(huán)境相符合。綠化設(shè)計的主流趨勢是大色塊和大組團，在分車帶設(shè)計和中心綠化帶中多使用這種設(shè)計方式。在步行道路設(shè)計中，使用多次重復(fù)并且連續(xù)存在的花灌木和喬木所形成的植物組團，不僅可以讓在散步的行人感受到清爽宜人的節(jié)奏與韻律，同時還可以領(lǐng)略到環(huán)境中局部色彩的多變和層次的分明。要想營造大范圍的背景空間，可采用大片的喬木間隔布置在道路兩側(cè)的邊緣地帶。

3.滿足生態(tài)要求和景觀要求的原則

隨著社會的發(fā)展，人們的審美水平日益提高，所以一些舊的綠化模式已經(jīng)很難讓他們對生態(tài)和景觀等方面的要求感到滿意。人們對環(huán)境的要求也變得多種多樣，他們要求所處環(huán)境要有一種思想形式和內(nèi)涵的美感。隨著現(xiàn)代人生活步伐的加快，他們已經(jīng)沒有足夠的時間對環(huán)境中的小細節(jié)多加留意，而是更加注重周圍環(huán)境的整體布局與感受。這種趨勢就決定了綠化道路過程中要結(jié)合道路兩邊的景色，設(shè)計風(fēng)格在整體上以大組團大色塊為主，使道路成為一條連續(xù)的風(fēng)景地帶。當(dāng)然，重要的地方還是要區(qū)別對待、精雕細琢，為營造“四個季節(jié)、季季有景、節(jié)節(jié)有特色”的景觀效果，在設(shè)計的過程中一定要做到統(tǒng)一中有變化，有點有面、點面結(jié)合。

三、城市道路景觀綠化設(shè)計要點

1.考慮道路的形式

根據(jù)道路形式的不同而建設(shè)相適應(yīng)的道路綠化。例如針對車速較快的交通性道路，大尺度、節(jié)奏感較強的景觀更適合道路場地。植物應(yīng)以大尺度的空間變化和大面積色彩形成一定線性展開的序列，使植物的形態(tài)、色相等最大限度的進入駕駛?cè)说囊暰€。而針對行人較多的步行街，在設(shè)計時可采用收放型的手法，適當(dāng)?shù)丶尤胄⌒蛧娙⑷宋锏裣竦扔^賞性景觀。

2.考慮道路周邊的用地性質(zhì)

根據(jù)道路周邊用地性質(zhì)的不同，在道路綠化設(shè)計時，要注意采取相適應(yīng)的道路景觀設(shè)計模式。如居住區(qū)周邊的道路設(shè)計，考慮小區(qū)居民的可參與性，鋪設(shè)游步道，設(shè)置小型活動空間，局部點綴景石，結(jié)合植物景觀營造游賞性休閑空間。又如商業(yè)用地的道路設(shè)計，由于周圍場地多為硬質(zhì)鋪裝，因此設(shè)計時要考慮到改變鋪裝路面陳舊、呆板、單調(diào)的印象。同時考慮到商業(yè)用房前車輛、人的行走特點，不宜設(shè)計大塊綠化?？筛淖冧佈b樣式，設(shè)置花壇來改變道路沿線狀況，豐富樹木品種以增加道路景觀。而對于城市周邊的道路，植物生態(tài)防護的作用顯得格外重要。設(shè)計不宜過于復(fù)雜瑣碎，在背景防護林下設(shè)計以大色塊圖案和有韻律的植物變化為道路綠化景觀基調(diào)。

3.考慮城市道路的協(xié)調(diào)性和綠化植物的配置

城市道路綠化一直以來都是城市道路設(shè)計的主要核心，最近幾年，隨著我國對城市建設(shè)的重視度逐漸加強，城市進行了較多的道路維護與建設(shè)，而道路兩旁的綠化帶、防護林也成為了很重要的綠色景觀。但在進行城市道路綠化建設(shè)時要注意其統(tǒng)一性、規(guī)范性，遵循一致性的原則。

3.1合理規(guī)劃綠化植物類型

在溫暖的南方地區(qū)，部分城市為了形成隨季相而變化的色彩豐富的道路景觀形象，采用以落葉型樹木為主體的綠化模式。但由于落葉型樹木不像常綠型樹木四季均保持綠色，因此在進入秋季之后，便形成了道路兩旁只有光禿的樹桿的現(xiàn)象，失去了可以吸收有害氣體的樹葉，也就失去了滯塵作用。因此，近年來像廣州等城市，每到秋冬季節(jié)就會出現(xiàn)長時間的“霧霾天氣”，這種惡劣的天氣與城市道路綠化植物的選擇有很直接的關(guān)系。隨著汽車數(shù)量的增加所帶來的汽車尾氣污染愈加嚴(yán)重，沒有植物對其進行過濾凈化，便形成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。故而，將落葉型樹木與常綠型樹木進行有機結(jié)合種植，不僅可以有效的進行生態(tài)凈化，同時可以避免秋冬季節(jié)道路景觀蕭瑟的缺點。

3.2道路綠化的植物配置應(yīng)突顯出自身的景觀特色

道路綠化規(guī)劃時應(yīng)將當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境因素與氣候因素同時考慮進去，因地制宜的選擇合適的植物進行綠化，為不同的道路環(huán)境匹配相應(yīng)風(fēng)格的綠化植物，突出植物配置的特色風(fēng)格，將植物綠化與城市建筑巧妙融合，形成一幅獨特的畫面，借此為人們留下深刻的印象。以廣州南沙黃閣大道為例，設(shè)計師在其綠化設(shè)計中大量采用了開花類植物和綠葉類植物來構(gòu)成林帶，用花和葉的強烈色彩將全路段分成“紅———云映紅霞，綠———風(fēng)舞翠瀾，黃———海涌金潮”三個色彩主題來進行表達，巧妙地運用了“色境”，為來往的行人繪制了一幅色彩鮮明的風(fēng)景畫面，給人留下了深刻而鮮明的視覺印象。

3.3糾正“一板二帶式”錯誤

我們在道路綠化中所采用的“一板二帶式”建設(shè)中存在一個較嚴(yán)重的問題。常見的“一板二帶式”道路中，人行道上的行道樹的種植位置與路燈設(shè)施相重合。但隨著樹木的不斷生長和修剪不及時，體積過于龐大的樹冠會影響到路燈的照明度，以至于道路到了晚上如同沒有路燈一樣昏暗，從而形成了安全隱患。所以，在進行道路綠化設(shè)計時應(yīng)考慮各種不同品種的樹木的樹型、生長特性以及長成后的景觀等系列因素，將相對較矮小、稀松的樹種與路燈配置在同一線上，以保證樹木日后的生長不會影響路燈的照明效果。若采用的設(shè)計，將較低矮的灌木配置在與路燈同一線上，而將高大的行道樹種植在兩旁，這樣同樣為行人起到遮蔭作用也不會影響到路燈的照明效果，而且在一定程度上還可以增加城市的綠化率。

四、結(jié)束語

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關(guān)鍵詞： 組合邏輯電路；Multisim ；仿真

0 引言

組合邏輯電路是指在任何時刻，輸出狀態(tài)只決定于同一時刻各輸入狀態(tài)的組合，而與電路以前狀態(tài)無關(guān)，而與其他時間的狀態(tài)無關(guān)。組合邏輯電路的分析和設(shè)計是數(shù)字電路中一個重要組成部分[1]，對于初學(xué)者和大多數(shù)電子設(shè)計人員來說，掌握了一定的基本分析和設(shè)計方法后，設(shè)計出來的結(jié)果仍然不夠理想，特別是經(jīng)過實際焊接電路或在面包板上搭接電路，再用儀表和分析儀器來分析判斷結(jié)果后，設(shè)計達不到要求，就要重新設(shè)計，反反復(fù)復(fù)不但費時費力，浪費材料，而且在搭接電路過程中由于焊接而帶來的虛焊、漏焊等接觸不良現(xiàn)象，可能引發(fā)一系列電路問題，這些都極大的消弱設(shè)計者的積極性。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和電路設(shè)計仿真軟件不斷出現(xiàn)，運用電路設(shè)計仿真軟件設(shè)計電路，是提高組合邏輯電路設(shè)計水平和設(shè)計能力的有效方法[2]。

Multisim軟件是加拿大Interactive Image Technologies

公司（圖像交互技術(shù)公司，簡稱IIT公司）在1998年推出EWB5.0

（Electronic Workbench，稱為“虛擬電子實驗室”）的基礎(chǔ)上推出的一款更高版本的電路設(shè)計與仿真軟件[3-4]。將Multisim軟件應(yīng)用于數(shù)字電路教學(xué)和科研中，可以使組合邏輯電路的分析和設(shè)計變得簡潔、方便，有利于更好更快的達到組合邏輯電路的分析和設(shè)計的目的。

因此本文利用四輸入表決電路設(shè)計來對比傳統(tǒng)設(shè)計方法和Multisim軟件設(shè)計方法過程。

1 傳統(tǒng)組合邏輯電路設(shè)計

傳統(tǒng)組合邏輯電路設(shè)計一般步驟為：分析任務(wù)要求列出真值表，通過真值表求出邏輯表達式并根據(jù)器件化簡，畫出邏輯電路圖，最后根據(jù)邏輯電路圖構(gòu)建實驗電路驗證結(jié)果。邏輯化簡是組合邏輯設(shè)計的關(guān)鍵步驟之一，為了使電路簡單、使用器件少，要求邏輯表達式盡可能簡化。但是考慮電路選取器件、穩(wěn)定可靠等要求，最簡化設(shè)計往往不是最終的邏輯表達式[5]。下面就以設(shè)計四輸入表決電路為例來分析組合邏輯電路設(shè)計的一般步驟過程。

2.1 四輸入表決電路分析

現(xiàn)在有四輸入表決電路如圖1所示，這一電路具有怎樣的功能呢？邏輯轉(zhuǎn)換儀提供了八個輸入和一個輸出端，我們將待分析電路連到邏輯轉(zhuǎn)換

儀的輸入和輸出端上，如圖3所示，按下按鈕①，可以將待分析電路轉(zhuǎn)換為真值表，此時可以接著按下按鈕②或③，將會把真值表轉(zhuǎn)換為邏輯表達式。利用此方法在分析組合邏輯電路時，可以省去復(fù)雜的邏輯計算，使得分析復(fù)雜組合邏輯電路變得更加簡單。

2.2 四輸入表決電路設(shè)計

最后，需要驗證邏輯電路設(shè)計，我們可以直接在Multisim

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模擬電路課程支撐的能力包括：閱讀電子元器件技術(shù)文件和電原理圖的能力、單元電路設(shè)計能力、電路綜合設(shè)計能力、計算機輔助設(shè)計能力、編寫設(shè)計文件的能力。依據(jù)能力目標(biāo)的不同，可以劃分不同的任務(wù)類型，并據(jù)此確定任務(wù)目標(biāo)，設(shè)計任務(wù)結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：模擬電路電路設(shè)計教學(xué)模式

以大規(guī)模集成工藝為依托的各種數(shù)字電路問世以來，由于其相對模擬電路的高可靠性和靈活性，逐漸取代了各種傳統(tǒng)的模擬電路的應(yīng)用領(lǐng)域。但是現(xiàn)實的物理世界畢竟是模擬的，因此，任何數(shù)字化系統(tǒng)都包含有模擬電路部分，模擬電路并沒有因數(shù)字電路的興起而被完全取代。模擬電路課程仍然是電子工程、電氣工程、自動控制、通信等涉電類專業(yè)的核心課程之一。

模擬電路課程的重要性還在于無論從工程技術(shù)還是專業(yè)能力結(jié)構(gòu)而言，模擬電子技術(shù)都處于較為底層的位置，通過該課程的學(xué)習(xí)獲取的知識、經(jīng)驗、工程技術(shù)方法是順利學(xué)習(xí)上述專業(yè)幾乎所有其它專業(yè)課程的基礎(chǔ)。

模擬電路是教學(xué)難度相對較大的課程。其學(xué)習(xí)的困難性在于，學(xué)生是第一次接觸以半導(dǎo)體器件為核心的有源電路；模擬電路“數(shù)字化”、結(jié)構(gòu)化程度低，表現(xiàn)出的物理現(xiàn)象和涉及的數(shù)學(xué)工具又較為復(fù)雜；模擬電路的工程技術(shù)方法很難實現(xiàn)程序化，常常需要依賴經(jīng)驗知識解決問題。

電路設(shè)計是電子技術(shù)人員的工作鄰域和具有典型性的工作過程，模擬電路設(shè)計過程相當(dāng)完整地體現(xiàn)了模擬電路技術(shù)應(yīng)用能力的內(nèi)容和要求。構(gòu)建基于模擬電路設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)，依據(jù)設(shè)計工作過程組織教學(xué)活動，能夠較好地實現(xiàn)培養(yǎng)模擬電子技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。

1、工作過程、能力與任務(wù)類型

一個較完整的電子系統(tǒng)電路設(shè)計的工作過程，包括：技術(shù)指標(biāo)分析，方案設(shè)計，單元電路設(shè)計與參數(shù)調(diào)整，電路綜合聯(lián)調(diào)與性能測試。通過對模擬電路設(shè)計工作內(nèi)容和過程的分析，完成電路原理設(shè)計過程必須具備的、應(yīng)由模擬電路課程支撐的能力包括：閱讀電子元器件技術(shù)文件和電原理圖的能力、單元電路設(shè)計能力、電路綜合設(shè)計能力、計算機輔助設(shè)計能力、編寫設(shè)計文件的能力。因此模擬電路課程的學(xué)習(xí)任務(wù)有4種類型：識讀電原理圖和技術(shù)資料、單元電路設(shè)計與電路綜合、計算機仿真測試、編制設(shè)計文件。

單元電路設(shè)計與電路綜合是基本任務(wù)，它引領(lǐng)其它類型任務(wù)和整個項目的實施完成。

不同類型的任務(wù)可以根據(jù)設(shè)計任務(wù)的需要和本身的復(fù)雜程度，作為單獨的任務(wù)存在，與相關(guān)的設(shè)計任務(wù)共同組成學(xué)習(xí)項目，也可以作為完成設(shè)計的準(zhǔn)備知識存在于設(shè)計任務(wù)之中。例如，反饋放大器設(shè)計可以作為一個學(xué)習(xí)項目，由識讀反饋放大電路原理圖、反饋放大電路性能分析、反饋放大電路設(shè)計3個關(guān)聯(lián)的任務(wù)組成。

識讀電原理圖和閱讀元器件技術(shù)文件是基本能力。電路設(shè)計，特別是在原理設(shè)計和電路結(jié)構(gòu)設(shè)計時，極少原理性的創(chuàng)新，絕大多數(shù)是對已有電路的適用性改進和重新組合，這種改進和組合需要閱讀已有的設(shè)計資料，借鑒他人的技術(shù)經(jīng)驗和成果；為提高電路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在電路中采用新出現(xiàn)的電子元器件，例如集成電路芯片，需要閱讀生產(chǎn)方提供的產(chǎn)品規(guī)格書及典型應(yīng)用電路。識讀電原理圖和技術(shù)文件對于形成和提高電路設(shè)計能力具有基礎(chǔ)性的意義。

目前，電子電路計算機輔助設(shè)計（EDA）包括電子工程設(shè)計的全過程，例如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模擬、電路特性分析、在系統(tǒng)可編程器件開發(fā)、繪制電路圖和制作PCB。在電子工程設(shè)計中有著不可替代的重要作用，是電子工程技術(shù)人員必須具備的專業(yè)技術(shù)能力之一。在模擬電路課程的學(xué)習(xí)任務(wù)中，主要是指應(yīng)用計算機完成電路圖繪制、電路性能和參數(shù)的仿真測試與分析、編制設(shè)計文件等工作。

在電路設(shè)計的實際工作過程中，編寫設(shè)計文件是重要的工作內(nèi)容和不可缺少的環(huán)節(jié)。沒有設(shè)計文件，無法進行初步設(shè)計完成以后的后繼工作。對于學(xué)習(xí)任務(wù)而言，編寫設(shè)計文件，是一個總結(jié)和提高的過程，有利于培養(yǎng)交流溝通能力和養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。設(shè)計文件也是判斷和評價項目或任務(wù)完成情況的重要依據(jù)。

2、任務(wù)目標(biāo)

(1)電路識讀任務(wù)，是對針對設(shè)計任務(wù)收集技術(shù)資料（主要是可供設(shè)計參考的電路）并進行分析，屬于電路設(shè)計的準(zhǔn)備工作，任務(wù)的目的是為完成設(shè)計任務(wù)建立必要的知識儲備。大致分為互相關(guān)聯(lián)的3個層次：1)識別元器件符號、功能和主要技術(shù)指標(biāo)。依據(jù)符號識別電路中的元器件是讀圖的基礎(chǔ)，作為專業(yè)入門課程，對此應(yīng)該給與一定程度的注意，要能夠識別和了解符號的含義、主要器件功能和技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)電路中使用的核心器件，往往可以判斷電路的功能。2)區(qū)分電路單元，判斷電路功能。較復(fù)雜的電路系統(tǒng)都由單元電路構(gòu)成，功能單一的單元電路也可以進一步分解為部分電路，例如放大器可分為輸入級、中間級和輸出級；穩(wěn)壓器可分為整流和穩(wěn)壓部分。對部分電路功能的分析，得出對整個系統(tǒng)功能的判斷，并作為下一步工程估算的基礎(chǔ)。3)指出電路的結(jié)構(gòu)特點，估算分析電路技術(shù)指標(biāo)。分析電路形式與結(jié)構(gòu)，可以得出電路大致的技術(shù)性能指標(biāo)，定性判斷元器件參數(shù)對電路性能的影響。例如對放大器輸入級、輸出級電路形式和結(jié)構(gòu)的分析，可以大致得出放大器的輸入、輸出特性；對中間級的分析，可以大致判斷放大能力；依據(jù)級間耦合方式，可以判斷放大器頻率響應(yīng)范圍；甚至電源電壓也可以據(jù)以分析放大器輸出信號幅值。

(2)設(shè)計任務(wù)目標(biāo)包括典型單元電路設(shè)計與電子線路綜合設(shè)計，在定性分析的基礎(chǔ)上實現(xiàn)定量估算，自頂向下完成初步的設(shè)計。依據(jù)設(shè)計工作過程，可以分解為以下階段目標(biāo)。1)正確理解任務(wù)要求，分析各項技術(shù)指標(biāo)的含義。仔細研究任務(wù)的工程背景和要求，正確分析和理解各項技術(shù)指標(biāo)的含義，分析實現(xiàn)任務(wù)要求的技術(shù)途徑，這是完成設(shè)計的前提條件。2)設(shè)計總體框圖，分配技術(shù)指標(biāo)。參考與任務(wù)相同或相近的電路方案，選用能夠滿足技術(shù)指標(biāo)要求的核心器件，完成方案論證。對于同一個任務(wù)，實現(xiàn)的方案可以有多個，應(yīng)具備將不同方案加以分析、比較的能力，從中確定一種相對較優(yōu)的方案。

依據(jù)選定的方案按照功能劃分成若干個互相聯(lián)系的模塊，將技術(shù)指標(biāo)和功能分配給各個模塊。3)單元電路設(shè)計。依據(jù)模塊的功能和技術(shù)指標(biāo)要求，參考典型電路，確定電路結(jié)構(gòu)，計算元器件參數(shù)完成單元電路的初步設(shè)計。4)仿真測試。模擬電路，比如放大器、濾波器等的參數(shù)比較繁瑣，需要進行多次調(diào)整才能達到技術(shù)指標(biāo)要求。要能夠在計算機上對單元電路仿真測試，修改電路參數(shù)，觀測性能指標(biāo)，直至滿足技術(shù)指標(biāo)要求。5)電路聯(lián)調(diào)，測試技術(shù)指標(biāo)。在單元電路完成逐步設(shè)計的基礎(chǔ)上，通常依據(jù)信號流向，逐級完成級聯(lián)和調(diào)試直至全部電路調(diào)試完成，系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)達到設(shè)計要求。這個過程是電路綜合的過程，也可以在計算機上模擬仿真實現(xiàn)。

(3)仿真測試調(diào)整任務(wù)的目標(biāo)是在電子電路設(shè)計過程中實現(xiàn)較為精確的量化分析。其作用主要表現(xiàn)在3個方面。[3]1)驗證電路方案設(shè)計的正確性。當(dāng)要求的系統(tǒng)功能確定之后，首先采用系統(tǒng)仿真或結(jié)構(gòu)模擬的方法驗證系統(tǒng)方案的可行性，進而對構(gòu)成系統(tǒng)的各單元電路結(jié)構(gòu)進行模擬分析，以判斷電路結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性及性能指標(biāo)的可實現(xiàn)性。2)電路特性的優(yōu)化設(shè)計。分析惡劣溫度條件下的電路特性，計算分析器件容差對電路的影響量，用于確定最佳元器件參數(shù)、電路結(jié)構(gòu)以及適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)穩(wěn)定裕度，實現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計。3)實現(xiàn)電路的模擬測試。電子電路的設(shè)計過程中大量的工作是元器件參數(shù)計算、各種數(shù)據(jù)測試及特性分析。在工程估算的基礎(chǔ)上，通過仿真測試與分析加以調(diào)整，能有效提高設(shè)計工作的效率。4)技術(shù)文件編寫要求在完成電路設(shè)計的同時編寫盡可能詳細的符合工程標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)文件，包括方案設(shè)計說明、原理框圖、電原理圖、原理與技術(shù)說明、元器件參數(shù)計算、技術(shù)指標(biāo)與特性測試數(shù)據(jù)、元器件清單等。

3、任務(wù)結(jié)構(gòu)及實施

一個典型的電路設(shè)計任務(wù)由工程背景描述、任務(wù)要求、基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、設(shè)計方法與步驟、電路設(shè)計等學(xué)習(xí)單元組成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的內(nèi)容主要包括電路功能、工程應(yīng)用背景、技術(shù)發(fā)展背景介紹。工程背景描述的實質(zhì)是“提出問題”，工程背景描述盡可能選擇具有典型性的電子工程問題為實例，解決關(guān)于學(xué)習(xí)目標(biāo)的問題。

3.2 任務(wù)要求

設(shè)計任務(wù)必須具備明確的工程應(yīng)用背景，必須提出具體的設(shè)計要求（技術(shù)指標(biāo)）。例如交流放大器設(shè)計任務(wù)，應(yīng)明確提出工作頻率、信號源、輸出特性、輸入特性、工作穩(wěn)定性等要求等技術(shù)指標(biāo)。提出任務(wù)要求，應(yīng)依據(jù)由淺入深循序漸進的原則，從體現(xiàn)基本功能的一兩個技術(shù)指標(biāo)開始，逐步增加技術(shù)指標(biāo)數(shù)量，提高設(shè)計難度。

3.3基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)

基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)包括任務(wù)分析、相關(guān)理論知識學(xué)習(xí)、參考方案與參考電路分析及相應(yīng)的基礎(chǔ)練習(xí)等?；A(chǔ)知識的學(xué)習(xí)包括理論知識、技術(shù)知識、經(jīng)驗知識和經(jīng)驗技能的學(xué)習(xí)。理論知識是重要的，因為它是能力的組成部分，同時對于學(xué)生的發(fā)展能力起到更為持續(xù)和關(guān)鍵的作用。在工程實踐中學(xué)習(xí)和使用的理論知識才能被真正掌握并形成能力，因此應(yīng)該以實現(xiàn)電路設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，確定理論知識的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)深度，力求將理論與實踐、數(shù)學(xué)方法與物理概念更緊密地結(jié)合起來。

提供設(shè)計參考的電路必須是工程電路，但學(xué)習(xí)是一個循序漸進的過程，基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)會使用原理電路為學(xué)習(xí)對象，原理電路不能僅有電路結(jié)構(gòu)和元器件標(biāo)號，也要標(biāo)注元器件主要參數(shù)，使學(xué)生在定性分析階段就能對電路參數(shù)有直觀的影像，逐步建立數(shù)量觀念，這對于初次接觸模擬電路的學(xué)生是十分重要的。

3.4設(shè)計方法與步驟

不同功能和結(jié)構(gòu)的電路，具體的設(shè)計內(nèi)容、方法與步驟各不相同。甚至同樣功能的電路，技術(shù)要求不同，設(shè)計時考慮的重點、設(shè)計依據(jù)、電路結(jié)構(gòu)等均有區(qū)別，但工程估算是貫穿整個設(shè)計過程始終的基本方法。

以反饋放大器為例，設(shè)計步驟如下:

選擇反饋組態(tài)，選擇反饋深度，選擇反饋級數(shù)，確定放大級數(shù)，確定輸入級、中間級、輸出級的電路結(jié)構(gòu)，計算電路參數(shù)，仿真測試和參數(shù)調(diào)整。容易理解，上述步驟都必定建立在必要的工程估算的基礎(chǔ)之上。

3.5 電路設(shè)計

這是學(xué)生在相對獨立的情況下，完成電路設(shè)計的過程。盡量采用與前面4個學(xué)習(xí)單元及撰寫設(shè)計文件交叉進行的方式實施。

不同類型的學(xué)習(xí)任務(wù)，其結(jié)構(gòu)不盡相同。但區(qū)別主要是在(4)、(5)兩部分。

不同類型的學(xué)習(xí)任務(wù)以“定性分析、工程估算與仿真測試調(diào)整相結(jié)合”的方法實現(xiàn)。

4、結(jié)語

電路設(shè)計在知識的運用上不同于單純的電路分析與計算，依據(jù)模擬電路原理設(shè)計過程構(gòu)建學(xué)習(xí)任務(wù)，組織和實施教學(xué)過程，不僅能夠有效控制理論知識學(xué)習(xí)深度，促使學(xué)生較為自主地獲取經(jīng)驗知識，并在獲取知識的同時實現(xiàn)知識轉(zhuǎn)換為技術(shù)應(yīng)用能力，更有利于實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生模擬電路技術(shù)應(yīng)用能力的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻

[1] Sergio Franco.基于運算放大器和模擬集成電路的電路設(shè)計[M].西安交通大學(xué)出版社,2009.

[2] 謝自美 等.電子線路綜合設(shè)計[M].華中科技大學(xué)出版社,2006.

[3] 趙世強 等. 電子電路EDA技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2000.

[4] M.Herpy.模擬集成電路[M].高等教育出版社,1984.

篇4

【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校；電子電路設(shè)計；音響設(shè)計；創(chuàng)新教學(xué)

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（c）-0000-00

與中職學(xué)校的其他專業(yè)相比，電子專業(yè)對于學(xué)生的動手實踐能力要求更高。因此在進行電子電路設(shè)計課程的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)充分將理論與實踐結(jié)合起來進行教學(xué)。但是受教學(xué)資源和教學(xué)條件的限制，部分中職電子電路設(shè)計專業(yè)教學(xué)仍然以理論教學(xué)為主，只注重學(xué)生在CAD軟件上的操作是否熟練，而忽略了電子電路設(shè)計的實際應(yīng)用。以下筆者就結(jié)合自己的教學(xué)實踐經(jīng)驗，來談?wù)勲娮与娐吩O(shè)計實用性項目的創(chuàng)新教學(xué)方法。

1、開展實用性項目教學(xué)的必要性

一般來講，電子電路設(shè)計工作都是在CAD軟件上制作完成的，因此現(xiàn)如今很多中職電子專業(yè)在教學(xué)中往往只將教學(xué)實踐的重心放在培養(yǎng)學(xué)生的CAD制圖能力上，也就是說，中職電子電路設(shè)計教學(xué)除了進行理論教學(xué)以外，就是對學(xué)生進行CAD軟件應(yīng)用能力培訓(xùn)，并認為這樣就能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的電子電路設(shè)計人才。然而事實上卻并非如此，很多學(xué)生在進入企業(yè)進行實際生產(chǎn)時，仍然不能在短期內(nèi)掌握生產(chǎn)設(shè)計要領(lǐng)，實踐能力很弱。

基于此，我們應(yīng)當(dāng)了解到，電子電路設(shè)計課程的教學(xué)內(nèi)容不但要包括理論、CAD軟件，還要包括一些實用性項目，也就是要培養(yǎng)學(xué)生對于PCB板的設(shè)計能力，包括對PCB板的布局和布線進行合理設(shè)計，從而使產(chǎn)品設(shè)計達到相關(guān)質(zhì)量認證要求。

2、開展實用性項目創(chuàng)新教學(xué)實踐的方法

通常在中職電子電路設(shè)計課程的項目式教學(xué)中，包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機系統(tǒng)層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設(shè)計、單片機系統(tǒng)PCB板設(shè)計、U盤PCB板設(shè)計和PBC封裝設(shè)計幾大項目。在本文中，筆者提出可以在此基礎(chǔ)上增設(shè)一個新的項目，即音響電路PCB板的設(shè)計項目。

之所以要提出在電子電路設(shè)計項目中增設(shè)音響電路設(shè)計，是因為當(dāng)前的電子產(chǎn)品基本上都會配備語音系統(tǒng)，而電子產(chǎn)品的發(fā)展又是趨勢于輕巧、單薄的方向。也就是說，現(xiàn)代電子產(chǎn)品對電子電路板的密度要求越來越高，PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設(shè)計中，若布線過于緊湊，會出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾，因此要增大密度，就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此，我們應(yīng)當(dāng)將音響電路PCBLAYOUT設(shè)計也作為電子電路板設(shè)計的一個重要項目內(nèi)容。

3、基于實用性的音響電路設(shè)計項目實踐

音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數(shù)字電路、模擬電路和高頻電路組成，在對其進行設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮到電路板的使用穩(wěn)定性。而影響其使用穩(wěn)定性的主要因素有電源、接地和信號線處理等，這些因素對電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點對這三個因素的實踐處理方法進行探討。

3.1電源的處理

在組合音響的使用電源種，運用到很多降壓、穩(wěn)壓電路，所以在做線路圖時就應(yīng)當(dāng)把他們分開。但是在選用降壓呵穩(wěn)壓電路時，必須要考慮到承受工作的電流問題，在同一組電壓給不同模塊時應(yīng)當(dāng)將磁珠分開。

3.2地線的處理

在做組合音響的地線處理時，必須要考慮的就是電流問題。

我們都知道一個原理，那就是電源從哪里來，那么底線就要回哪里去。比如一個5v的電源，它給CD部分供電，那么CD部分的地也要回到5v電源的地上，如果這個5v電壓是經(jīng)過12V降下來的，那么它的地也就再回到12V電源的地線上，都是一級一級串起來的，最后到總電源輸入的地上。

DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應(yīng)該直接接入到功放的地線上。很多時候，我們畫功放電路都會想到單點接地，都想把所有地都接入到濾波電源的電容上，認為這個地方的地是最干凈的，其實還是有局限性。因為AUX輸入的是音頻信號，電壓的幅度起伏不定，功放的電流波動也很大，也就造成功放的地不穩(wěn)定。

喇叭的地要接到電源地上，不能放在功放的IC地上，眾所周知，功放的IC地上是存在一定電壓的，如果把喇叭的地接放到這里，不僅輸出功率降低了，還相當(dāng)于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起，這樣使得喇叭的地變得更加不穩(wěn)定，電壓相對也起伏加大了。

3.3信號線的處理

在模擬功放里信號線已經(jīng)很少，一般只有聲道。

在音頻輸入輸中間要用地線隔開，最好音頻線的兩邊要用地線包起來。

LR聲道線上的濾波電容要離開得遠些（在音頻信號幅度很大的時候，這點影響很明顯）。相隔太近，容易引起失真，串音。

在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區(qū)，在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫，從而減少銅鉑上的阻抗，一般是在地線上，或者音頻輸出線上。

3.4音響產(chǎn)品的PCB工藝

貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產(chǎn)品使用到插件的物料很多，所以在焊接上可能還會使用到波峰焊，因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。

在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口，以便過波峰焊的時候，不至于出現(xiàn)連錫，但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5認證

我們都知道，音響產(chǎn)品不比MP3和U盤，它還多了一個需要認真的安規(guī)UL。所以在選用器件時，一定要選擇過了UL認證的物料，還要選擇在認證時變壓器一定是沒有被浸漆的，在做安規(guī)測試時要有耐壓和過流保護作用的。如果選用好的變壓器，那么耐壓問題是不會出現(xiàn)的，在電路中增加保險絲，也是為了做過流的保護作用。

FCC，CE認證的處理方法基本上都是適用于音響產(chǎn)品的。此外就音響產(chǎn)品還有一種特殊的處理方法，就是在連接線上增加磁環(huán)。

4、結(jié)語

綜上所述，在中職電子電路設(shè)計的課程教學(xué)中進行實用性項目教學(xué)的創(chuàng)新和改進是非常有必要的，也是未來社會發(fā)展對中職學(xué)校人才培養(yǎng)提出的新的要求。作為電子專業(yè)的學(xué)生，不但要能夠充分掌握電子電路設(shè)計的理論知識和軟件設(shè)計方法，還要能夠與實際生產(chǎn)相結(jié)合，掌握生產(chǎn)中需要注意的設(shè)計要點。本文中提出在電子電路設(shè)計的項目教學(xué)中加設(shè)音響電路設(shè)計正是基于這種理論而提出的，希望能夠為廣大同行提供一些借鑒和參考，從而促進中職電子專業(yè)教學(xué)模式的改革和教學(xué)水平的提高。

參考文獻

[1] 趙永杰，郭英. 項目教學(xué)在電子線路CAD教學(xué)中的探索與實踐[J]. 吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報. 2010（05）

篇5

在非微電子專業(yè)如計算機、通信、信號處理、自動化、機械等專業(yè)開設(shè)集成電路設(shè)計技術(shù)相關(guān)課程，一方面，這些專業(yè)的學(xué)生有電子電路基礎(chǔ)知識，又有自己本專業(yè)的知識，可以從本專業(yè)的系統(tǒng)角度來理解和設(shè)計集成電路芯片，非常適合進行各種應(yīng)用的集成電路芯片設(shè)計階段的工作，這些專業(yè)也是目前芯片設(shè)計需求最旺盛的領(lǐng)域；另一方面，對于這些專業(yè)學(xué)生的應(yīng)用特點，不宜也不可能開設(shè)微電子專業(yè)的所有課程，也不宜將集成電路設(shè)計階段的許多技術(shù)（如低功耗設(shè)計、可測性設(shè)計等）開設(shè)為單獨課程，而是要將相應(yīng)課程整合，開設(shè)一到二門集成電路設(shè)計的綜合課程，使學(xué)生既能夠掌握集成電路設(shè)計基本技術(shù)流程，也能夠了解集成電路設(shè)計方面更深層的技術(shù)和發(fā)展趨勢。因此，在課程的具體設(shè)置上，應(yīng)該把握以下原則。理論講授與實踐操作并重集成電路設(shè)計技術(shù)是一門實踐性非常強的課程。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，采用EDA工具進行電路輔助設(shè)計，已經(jīng)成為集成電路芯片主流的設(shè)計方法。因此，在理解電路和芯片設(shè)計的基本原理和流程的基礎(chǔ)上，了解和掌握相關(guān)設(shè)計工具，是掌握集成電路設(shè)計技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。技能培訓(xùn)與前瞻理論皆有在課程的內(nèi)容設(shè)置中，既要有使學(xué)生掌握集成電路芯片設(shè)計能力和技術(shù)的講授和實踐，又有對集成電路芯片設(shè)計新技術(shù)和更高層技術(shù)的介紹。這樣通過本門課程的學(xué)習(xí)，一方面，學(xué)員掌握了一項實實在在有用的技術(shù)；另一方面，學(xué)員了解了該項技術(shù)的更深和更新的知識，有利于在碩、博士階段或者在工作崗位上，對集成電路芯片設(shè)計技術(shù)的繼續(xù)研究和學(xué)習(xí)。基礎(chǔ)理論和技術(shù)流程隔離由于是針對非微電子專業(yè)開設(shè)的課程，因此在課程講授中不涉及電路設(shè)計的一些原理性知識，如半導(dǎo)體物理及器件、集成電路的工藝原理等，而是將主要精力放在集成電路芯片的設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)上，這樣非微電子專業(yè)的學(xué)生能夠很容易入門，提高其學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2非微電子專業(yè)集成電路設(shè)計課程實踐

根據(jù)以上原則，信息工程大學(xué)根據(jù)具體實際，在計算機、通信、信號處理、密碼等相關(guān)專業(yè)開設(shè)集成電路芯片設(shè)計技術(shù)課程，根據(jù)近兩年的教學(xué)情況來看，取得良好的效果。該課程的主要特點如下。優(yōu)化的理論授課內(nèi)容1）集成電路芯片設(shè)計概論：介紹IC設(shè)計的基本概念、IC設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)、IC技術(shù)的發(fā)展和趨勢等內(nèi)容。使學(xué)員對IC設(shè)計技術(shù)有一個大概而全面的了解，了解IC設(shè)計技術(shù)的發(fā)展歷程及基本情況，理解IC設(shè)計技術(shù)的基本概念；了解IC設(shè)計發(fā)展趨勢和新技術(shù)，包括軟硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)、IC低功耗設(shè)計技術(shù)、IC可重用設(shè)計技術(shù)等。2）IC產(chǎn)業(yè)鏈及設(shè)計流程：介紹集成電路產(chǎn)業(yè)的歷史變革、目前形成的“四業(yè)分工”，以及數(shù)字IC設(shè)計流程等內(nèi)容。使學(xué)員了解集成電路產(chǎn)業(yè)的變革和分工，了解設(shè)計、制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)的一些基本情況，了解數(shù)字IC的整個設(shè)計流程，包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時序驗證與物理驗證及芯片面積優(yōu)化、時鐘樹綜合、掃描鏈插入等內(nèi)容。3）RTL硬件描述語言基礎(chǔ)：主要講授Verilog硬件描述語言的基本語法、描述方式、設(shè)計方法等內(nèi)容。使學(xué)員能夠初步掌握使用硬件描述語言進行數(shù)字邏輯電路設(shè)計的基本語法，了解大型電路芯片的基本設(shè)計規(guī)則和設(shè)計方法，并通過設(shè)計實踐學(xué)習(xí)和鞏固硬件電路代碼編寫和調(diào)試能力。4）系統(tǒng)集成設(shè)計基礎(chǔ)：主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統(tǒng)（SoC）、片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）的基本概念和集成設(shè)計方法。使學(xué)員初步了解大規(guī)模系統(tǒng)級芯片架構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)方法及主要片內(nèi)嵌入式處理器核。

豐富的實踐操作內(nèi)容1）Verilog代碼設(shè)計實踐：學(xué)習(xí)通過課下編碼、上機調(diào)試等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述語言進行基本數(shù)字邏輯電路設(shè)計的能力，并通過給定的IP核或代碼模塊的集成，掌握大型芯片電路的集成設(shè)計能力。2）IC前端設(shè)計基礎(chǔ)實踐：依托Synopsys公司數(shù)字集成電路前端設(shè)計平臺DesignCompiler，使學(xué)員通過上機演練，初步掌握使用DesignCompiler進行集成電路前端設(shè)計的流程和方法，主要包括RTL綜合、時序約束、時序優(yōu)化、可測性設(shè)計等內(nèi)容。3）IC后端設(shè)計基礎(chǔ)實踐：依托Synopsys公司數(shù)字集成電路后端設(shè)計平臺ICCompiler，使學(xué)員通過上機演練，初步掌握使用ICCompiler進行集成電路后端設(shè)計的流程和方法，主要包括后端設(shè)計準(zhǔn)備、版圖規(guī)劃與電源規(guī)劃、物理綜合與全局優(yōu)化、時鐘樹綜合、布線操作、物理驗證與最終優(yōu)化等內(nèi)容。靈活的考核評價機制1）IC設(shè)計基本知識筆試：通過閉卷考試的方式，考查學(xué)員隊IC設(shè)計的一些基本知識，如基本概念、基本設(shè)計流程、簡單的代碼編寫等。2）IC設(shè)計上機實踐操作：通過上機操作的形式，給定一個具體并相對簡單的芯片設(shè)計代碼，要求學(xué)員使用Synopsys公司數(shù)字集成電路設(shè)計前后端平臺，完成整個芯片的前后端設(shè)計和驗證流程。3）IC設(shè)計相關(guān)領(lǐng)域報告：通過撰寫報告的形式，要求學(xué)員查閱IC設(shè)計領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)文獻，包括該領(lǐng)域的前沿研究技術(shù)、設(shè)計流程中相關(guān)技術(shù)點的深入研究、集成電路設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展歷程和趨勢等，撰寫相應(yīng)的專題報告。

3結(jié)語

篇6

集成電路作為關(guān)系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展全局的基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是現(xiàn)代電子信息科技的核心技術(shù)，是國家綜合實力的重要標(biāo)志。鑒于我國集成電路市場持續(xù)快速的增長，對集成電路設(shè)計領(lǐng)域的人員需求也日益增加。集成電路是知識密集型的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，但人才缺失的問題是影響集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題之一。據(jù)統(tǒng)計，2012年我國對集成電路設(shè)計人才的需求是30萬人 [1-2]。為加大集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，更好地滿足集成電路產(chǎn)業(yè)的人才需求，2003年教育部實施了“國家集成電路人才培養(yǎng)基地”計劃，同時增設(shè)了“集成電路設(shè)計和集成系統(tǒng)”的本科專業(yè)，很多高校都相繼開設(shè)了相關(guān)專業(yè)，大力培養(yǎng)集成電路領(lǐng)域高水平的骨干專業(yè)技術(shù)人才[3]。

黑龍江大學(xué)的集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)自2005年成立以來，從本科教學(xué)體系的建立、本科教學(xué)內(nèi)容的制定與實施、師資力量的培養(yǎng)與發(fā)展等方面進行不斷的探索與完善。本文將結(jié)合多年集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)的本科教學(xué)實踐經(jīng)驗，以及對相關(guān)院校集成電路設(shè)計專業(yè)本科教學(xué)的多方面調(diào)研，針對黑龍江大學(xué)該專業(yè)的本科教學(xué)現(xiàn)狀進行分析和研究探索，以期提高本科教學(xué)水平，切實做好本科專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。

一、完善課程設(shè)置

合理設(shè)置課程體系和課程內(nèi)容，是提高人才培養(yǎng)水平的關(guān)鍵。2009年，黑龍江大學(xué)集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)制定了該專業(yè)的課程體系，經(jīng)過這幾年教學(xué)工作的開展與施行，發(fā)現(xiàn)仍存在一些不足之處，于是在2014年黑龍江大學(xué)開展的教學(xué)計劃及人才培養(yǎng)方案的修訂工作中進行了再次的改進和完善。

首先，在課程設(shè)置與課時安排上進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對于部分課程調(diào)整其所開設(shè)的學(xué)期及課時安排，不同課程中內(nèi)容重疊的章節(jié)或相關(guān)性較大的部分可進行適當(dāng)刪減或融合。如：在原來的課程設(shè)置中，“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程與“CMOS模擬集成電路設(shè)計”課程分別設(shè)置在教學(xué)第六學(xué)期和第七學(xué)期。由于“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程中是以門級電路設(shè)計為基礎(chǔ)，所以學(xué)生在未進行模擬集成電路課程的講授前，對于各種元器件的基本結(jié)構(gòu)、特性、工作原理、基本參數(shù)、工藝和版圖等這些基礎(chǔ)知識都是一知半解，因此對門級電路的整體設(shè)計分析難以理解和掌握，會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及教學(xué)效果；而若在“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程中添加入相關(guān)知識，與“CMOS模擬集成電路設(shè)計”課程中本應(yīng)有的器件、工藝和版圖的相關(guān)內(nèi)容又會出現(xiàn)重疊。在調(diào)整后的課程設(shè)置中，先開設(shè)了“CMOS模擬集成電路設(shè)計”課程，將器件、工藝和版圖的基礎(chǔ)知識首先進行講授，令學(xué)生對于各器件在電路中所起的作用及特性能夠熟悉了解；在隨后“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程的學(xué)習(xí)中，對于應(yīng)用各器件進行電路構(gòu)建時會更加得心應(yīng)手，達到較好的教學(xué)效果，同時也避免了內(nèi)容重復(fù)講授的問題。此外，這樣的課程設(shè)置安排，將有利于本科生在“大學(xué)生集成電路設(shè)計大賽”的參與和競爭，避免因?qū)W期課程的設(shè)置問題，導(dǎo)致學(xué)生還未深入地接觸學(xué)習(xí)相關(guān)的理論課程及實驗課程，從而出現(xiàn)理論知識儲備不足、實踐操作不熟練等種種情況，致使影響到參賽過程的發(fā)揮。調(diào)整課程安排后，本科生通過秋季學(xué)期中基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)以及實踐操作能力的鍛煉，在參與春季大賽時能夠確保擁有足夠的理論知識和實踐經(jīng)驗，具有較充足的參賽準(zhǔn)備，通過團隊合作較好地完成大賽的各項環(huán)節(jié)，贏取良好賽果，為學(xué)校、學(xué)院及個人爭得榮譽，收獲寶貴的參賽經(jīng)驗。

其次，適當(dāng)降低理論課難度，將教學(xué)重點放在掌握集成電路設(shè)計及分析方法上，而不是讓復(fù)雜煩瑣的公式推導(dǎo)削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠較好地理解和掌握集成電路設(shè)計的方法和流程。

第三，在選擇優(yōu)秀國內(nèi)外教材進行教學(xué)的同時，從科研前沿、新興產(chǎn)品及技術(shù)、行業(yè)需求等方面提取教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實時了解前沿動態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動地學(xué)習(xí)。

二、變革教學(xué)理念與模式

CDIO（構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行）理念，是目前國內(nèi)外各高校開始提出的新型教育理念，將工程創(chuàng)新教育結(jié)合課程教學(xué)模式，旨在緩解高校人才培養(yǎng)模式與企業(yè)人才需求的沖突[4]。

在實際教學(xué)過程中，結(jié)合黑龍江大學(xué)集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)的“數(shù)模混合集成電路設(shè)計”課程，基于“逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC）”的課題項目開展教學(xué)內(nèi)容，將各個獨立分散的模擬或數(shù)字電路模塊的設(shè)計進行有機串聯(lián)，使之成為具有連貫性的課題實踐內(nèi)容。在教學(xué)周期內(nèi)，以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的教學(xué)模式，令學(xué)生“做中學(xué)”，讓學(xué)生有目的地將理論切實應(yīng)用于實踐中，完成“構(gòu)思、設(shè)計、實踐和驗證”的整體流程，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握集成電路全定制方案的具體實施方法及設(shè)計操作流程。同時，通過以小組為單位，進行團隊合作，在組內(nèi)或組間的相互交流與學(xué)習(xí)中，相互促進提高，培養(yǎng)學(xué)生善于思考、發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力，鍛煉學(xué)生團隊工作的能力及創(chuàng)新能力，并可以通過對新結(jié)構(gòu)、新想法進行不同程度獎勵加分的形式以激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新力。此外，該門課程的考核形式也不同，不是通過以往的試卷筆試形式來確定學(xué)生得分，而是以畢業(yè)論文的撰寫要求，令每一組提供一份完整翔實的數(shù)據(jù)報告，鍛煉學(xué)生撰寫論文、數(shù)據(jù)整理的能力，為接下來學(xué)期中的畢業(yè)設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)。而對于教師的要求，不僅要有扎實的理論基礎(chǔ)還應(yīng)具備豐富的實踐經(jīng)驗，因此青年教師要不斷提高專業(yè)能力和素質(zhì)?？赏ㄟ^參加研討會、專業(yè)講座、企業(yè)實習(xí)、項目合作等途徑分享和學(xué)習(xí)實踐經(jīng)驗，同時還應(yīng)定期邀請校外專家或?qū)I(yè)工程師進行集成電路方面的專業(yè)座談、學(xué)術(shù)交流、技術(shù)培訓(xùn)等，進行教學(xué)及實踐的指導(dǎo)。

三、加強EDA實踐教學(xué)

首先，根據(jù)企業(yè)的技術(shù)需求，引進目前使用的主流EDA工具軟件，讓學(xué)生在就業(yè)前就可以熟練掌握應(yīng)用，將工程實際和實驗教學(xué)緊密聯(lián)系，積累經(jīng)驗的同時增加學(xué)生就業(yè)及繼續(xù)深造的機會，為今后競爭打下良好的基礎(chǔ)。2009―2015年，黑龍江大學(xué)先后引進數(shù)字集成電路設(shè)計平臺Xilinx和FPGA實驗箱、華大九天開發(fā)的全定制集成電路EDA設(shè)計工具Aether以及Synopsys公司的EDA設(shè)計工具等，最大可能地滿足在校本科生和研究生的學(xué)習(xí)和科研。而面對目前學(xué)生人數(shù)眾多但實驗教學(xué)資源相對不足的情況，如果可以借助黑龍江大學(xué)的校園網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)集成電路設(shè)計平臺的搭建，實現(xiàn)遠程登錄，則在一定程度上可以滿足學(xué)生在課后進行自主學(xué)習(xí)的需要[5]。

其次，根據(jù)企業(yè)崗位的需求可合理安排EDA實踐教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加實踐課程的學(xué)時。如通過運算放大器、差分放大器、采樣電路、比較器電路、DAC、邏輯門電路、有限狀態(tài)機、分頻器、數(shù)顯鍵盤控制等各種類型電路模塊的設(shè)計和仿真分析，令學(xué)生掌握數(shù)字、模擬、數(shù)?；旌霞呻娐返脑O(shè)計方法及流程，在了解企業(yè)對于數(shù)字、模擬、數(shù)模混合集成電路設(shè)計以及版圖設(shè)計等崗位要求的基礎(chǔ)上，有針對性地進行模塊課程的學(xué)習(xí)與實踐操作的鍛煉，使學(xué)生對于相關(guān)的EDA實踐內(nèi)容真正融會貫通，為今后就業(yè)做好充足的準(zhǔn)備。

第三，根據(jù)集成電路設(shè)計本科理論課程的教學(xué)內(nèi)容，以各應(yīng)用軟件為基礎(chǔ)，結(jié)合多媒體的教學(xué)方法，選取結(jié)合于理論課程內(nèi)容的實例，制定和編寫相應(yīng)內(nèi)容的實驗課件及操作流程手冊，如黑龍江大學(xué)的“CMOS模擬集成電路設(shè)計”和“數(shù)字集成電路設(shè)計”課程，都已制定了比較詳盡的實踐手冊及實驗內(nèi)容課件；通過網(wǎng)絡(luò)平臺，使學(xué)生能夠更加方便地分享教學(xué)資源并充分利用資源隨時隨地地學(xué)習(xí)。

四、搭建校企合作平臺

篇7

【關(guān)鍵詞】三相逆變電源;DSP IC;全數(shù)字控制;設(shè)計

在當(dāng)前，隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是逆變技術(shù)在多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對逆變電源的性能要求也較過去有了較大程度的提高，不僅要求輸出的波形質(zhì)量盡量好，而且對其穩(wěn)態(tài)與動態(tài)性能的要求也日益更高?；诖?，本研究成功設(shè)計了一種基于DSP IC全數(shù)字控制的三相逆變電源，現(xiàn)對其技術(shù)方案簡要陳述如下，以供業(yè)內(nèi)人士參考。

1.本三相逆變電源的總體設(shè)計思路

在本設(shè)計方案中，主要包括的幾個部分為：

①括主控制電路;

②驅(qū)動保護電路;

③工作電源;

④三相逆變電路;

⑤輸出濾波電路;

⑥穩(wěn)壓電路;

⑦前級處理電路。

其具體設(shè)計思路如圖1所示。

圖1 三相逆變電源的總體設(shè)計思路

2.硬件設(shè)計

2.1 主控制芯片的選擇及其特性簡述

本設(shè)計選用的是美國微芯科技公司生產(chǎn)的DSP IC數(shù)字信號控制器（DSC）為電源的主控芯片，同時該芯片為16位閃存單片機設(shè)計，其快速中斷處理能力與對設(shè)備的切斷功能均頗為強大，另還兼具了數(shù)字信號處理設(shè)備（DSP）的數(shù)據(jù)吞吐和運算功能，進而在運算速度與數(shù)字信號處理方面有非常不錯的表現(xiàn)，對指令的執(zhí)行速度甚至超過了30MIPS。此外，該芯片還配備了自編程閃存，可耐受的工作環(huán)境溫度可達到工業(yè)級。

2.2 電源開關(guān)元件的選擇及其特性簡述

本設(shè)計采用絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為電源開關(guān)元件，IGBT不但具有效應(yīng)管（MOSFET）的高速開關(guān)功能，而且還具有電力晶體管（GTR）的低通壓降優(yōu)點，是一種集多方面優(yōu)點于一身的復(fù)合型開關(guān)元件。

2.3 主控制電路的設(shè)計

在主控制電路的設(shè)計中，將復(fù)位、晶振、六路PWM輸出以及報警等等多項功能考慮進其中，具體詳見圖2所示。

圖2 主控制電路原理圖

2.4 逆變電源開關(guān)元件（IGBT）的驅(qū)動電路設(shè)計

IGBT的門極驅(qū)動電路在很大程度上影響著其開關(guān)時間、功耗以及承受短路電路的能力，是關(guān)系到IGBT靜、動態(tài)性能的關(guān)鍵部件，故其對應(yīng)的驅(qū)動保護電路設(shè)計尤為重要，本次詳細設(shè)計如圖3所示。

圖3 IGBT驅(qū)動電路設(shè)計圖

2.5 逆變電源的保護電路設(shè)計

一旦出現(xiàn)輸入（出）電流與電壓不穩(wěn)定以及電源開關(guān)元件溫度過度升高的情況，有可能對整個逆變系統(tǒng)造成破壞性的損壞，故在本設(shè)計中，分別設(shè)計了電源的輸入過流保護電路（如圖4所示）與超溫保護電路（如圖5所示），其中，以超溫保護電路為例，一旦IGBT的溫度超過了額定溫度，主控芯片立即發(fā)出故障信號并自動將所有的IGBT切斷，同時還將通過指示燈發(fā)出警報以提示已有異常發(fā)生。

圖4 輸入過流保護電路設(shè)計

圖5 超溫保護電路設(shè)計

2.6 逆變電路的穩(wěn)壓電路設(shè)計

在本設(shè)計中，為便于逆變控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小及波形，繼而采用了閉環(huán)控制策略，具體詳見圖6所示。逆變電壓經(jīng)變壓器降壓整流后，再經(jīng)分壓電阻分壓采樣，形成閉環(huán)。

圖6 穩(wěn)壓電路設(shè)計圖

3.軟件設(shè)計

綜合借助DSPIC對數(shù)字信號的處理功能及其快速的計算能力，同時采用了SPWM脈寬調(diào)制技術(shù)，對六路PWM值實時計算，再將計算的結(jié)果傳輸?shù)絻?nèi)部的PWM控制模塊產(chǎn)生PWM波形。其中，開關(guān)頻率選用20kHz，其周期為50μs，通過軟件對所產(chǎn)生的PWM波形的正弦數(shù)值進行分析并生成表格，將其提前存儲到控制芯片當(dāng)中。存儲正弦數(shù)字表為180個數(shù)值，根據(jù)波形的對稱性和三相相位相互差120度的特性，在0到180的正弦數(shù)值表中加入一定計算就可以得到所需要角度的對應(yīng)數(shù)值?？刂菩酒鶕?jù)回饋采樣，利用PI調(diào)節(jié)，對正弦數(shù)值表中的每個值進行重新計算后送如PWM模塊，以達到穩(wěn)壓的目的。同時每1毫秒對所有輸入采樣和各種保護進行處理，若有保護信號動作，立即關(guān)閉PWM模塊，使驅(qū)動波形變?yōu)闊o效，進而達到及時保護IGBT的目的。此外，為了最大程度減少啟動器對器件產(chǎn)生的沖擊，本設(shè)計在軟件方面還特地增設(shè)了一個軟啟動程序，進而確保其輸出的電壓不會徒然升至過高。

4.實驗結(jié)果

圖7、圖8所示為經(jīng)過LC濾波前后的三相逆變電壓線電壓波形，頻率為50HZ，符合設(shè)計要求。

圖7 LC濾波前的逆變電壓波形

圖8 LC濾波后的逆變電壓波形

5.結(jié)束語

本研究成功設(shè)計了一種基于DSPIC的全數(shù)字控制三相逆變電源，其樣品目前已通過檢測，檢測結(jié)果顯示，本產(chǎn)品采用DSPIC進行控制，其可控性、可靠性以及波形質(zhì)量與帶負載能力等，均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)電路設(shè)計，建議將其作為新一代逆變電源產(chǎn)品進行批量生產(chǎn)并推廣應(yīng)用。

參考文獻

篇8

委托單位：

受委托單位：

擬修建 ，現(xiàn)委托你司對該路進行一階段勘察設(shè)計。

一、工程名稱：

二、設(shè)計階段：一階段勘察設(shè)計

三、設(shè)計原則：按照整體協(xié)調(diào)性、對生態(tài)環(huán)境最小程度的破壞和最大程度的恢復(fù)、良好的景觀生態(tài)效應(yīng)、安全高效性等原則組織勘測設(shè)計工作;同時要滿通部有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。

四、委托內(nèi)容：

公路一階段施工圖設(shè)計(含交通工程及沿線設(shè)施)、預(yù)算編制。

五、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

1、路線等級： 三 級、設(shè)計時速 30 公里/小時

2、路面寬度：凈 6.5 米

3、設(shè)計荷載：公路 Ⅱ 級

其余指標(biāo)應(yīng)滿通部《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTG B01-2003的相關(guān)要求。(地形條件特別困難地段，在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后，可適當(dāng)降低技術(shù)指標(biāo)。)

六、提交的成果及時間要求

提交的成果：通過審查后的施工圖設(shè)計文件 份。

文件提交時間： 年 月 日。

年 月 日

項目設(shè)計委托書二

xxx有限公司：

由貴司負責(zé)設(shè)計和工程總承包的xxxxxx有限公司超白光伏玻璃生產(chǎn)線已進入設(shè)備安裝階段，即將投產(chǎn)。我司根據(jù)光伏玻璃市場情況決定在原片成品庫地段建設(shè)兩條光伏玻璃深加工生產(chǎn)線。為了實施項目建設(shè)，現(xiàn)特委托貴司進行深加工項目設(shè)計，同時，因布置兩條深加工線所引起的廠區(qū)功能分區(qū)變化和設(shè)計調(diào)整也在委托之內(nèi)。具體情況如下：

一、項目名稱：xxxxxx有限公司光伏玻璃深加工生產(chǎn)線項目。

二、廠址選定：

利用原片成品庫和碎玻璃堆場地段，請另外規(guī)劃碎玻璃堆場。

三、項目性質(zhì)：新建。

四、生產(chǎn)線規(guī)模：

生

產(chǎn)

線

兩條深加工生產(chǎn)線

規(guī)

模

2

14000

㎡

/

天

總

產(chǎn)

能

一千萬平米

/

年

產(chǎn)品品種

超白壓延玻璃

產(chǎn)品厚度

2.5~ 4mm

五、 相關(guān)基本建設(shè)條件：

1、 玻璃原片：原片從冷端經(jīng)叉車轉(zhuǎn)運至深加工車間;

2、 供水：采用城市自來水或廠區(qū)自備深井水，并根據(jù)深加工工序要求設(shè)計超純水制備系統(tǒng);

3、 供電：廠區(qū)開閉所10KV供電，需設(shè)計深加工車間變電所;

4、 排污：設(shè)計磨邊污水處理系統(tǒng);

5、 運輸: 深加工成品均按汽車運輸考慮，裝車同時考慮行車和叉車兩種方式。

六、 生產(chǎn)線配置要求：

1、 磨邊：如無更合適的建議采用佛山保特羅磨邊機;

2、 鍍膜：如無更合適的建議采用意大利賽福徠進口滾涂機;

3、 鋼化機組：如無更合適的建議采用北?；蛱m迪產(chǎn)品;

4、 上下片機：如無更合適的建議采用國產(chǎn)機械手;

5、 其它設(shè)備：選用國產(chǎn)主流廠家產(chǎn)品 ;

七、 項目需重點突出的三個方面：

1、 綠色環(huán)保：污水排放必須達標(biāo);

2、 產(chǎn)品品質(zhì)：高檔多晶硅太陽能電池用光伏玻璃。深加工總成品率大于90%;

3、 工藝流程盡量合理，減少運行費用。

八、 工程進度：

1、 廠區(qū)功能分區(qū)變化調(diào)整設(shè)計7月底完成;

2、 深加工車間建筑結(jié)構(gòu)施工圖8月15日前提交;

3、 深加工系統(tǒng)主要設(shè)備表7月20日前提交;

4、 各專業(yè)施工圖8月底前分批提交。

九、 請貴司根據(jù)以上要求，于2012年7月18日前派出相關(guān)專業(yè)工程師到廠進行設(shè)計聯(lián)絡(luò)，以便設(shè)計工作順利開展。

感謝貴司對我司工作的大力支持!順頌商祺!

xxxxxx有限公司

20XX年7月13日

項目設(shè)計委托書三

甲方：_________

乙方：_________

甲方委托乙方為其設(shè)計制作電路，為保質(zhì)保量完成任務(wù)，經(jīng)甲乙雙方協(xié)商達成如下協(xié)議：

1.在本協(xié)議書簽訂前，甲方應(yīng)向乙方提供詳細的電路設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計制作電路的功能，各項參數(shù)等;該任務(wù)書作為乙方設(shè)計制作電路的依據(jù)。

2.在本協(xié)議書簽訂前，甲方應(yīng)詳細閱讀有關(guān)乙方的電路設(shè)計細則說明。

3.在本協(xié)議書簽訂前，乙方應(yīng)向甲方提交電路設(shè)計費用明細表，并詳細介紹相關(guān)事項。

4.協(xié)議變更終止

(1)甲方終止協(xié)議：甲方承擔(dān)一切已經(jīng)用于該電路設(shè)計的費用，并支付乙方相應(yīng)的勞務(wù)費用;乙方有權(quán)收回已交于甲方的所有有關(guān)電路設(shè)計的資料及產(chǎn)品，乙方并保留該設(shè)計的所有權(quán)利。

(2)乙方終止協(xié)議：乙方承擔(dān)一切已經(jīng)用于該電路設(shè)計的費用，并返還甲方在此之前所支付的所有費用。

(3)以上兩條在不可抗拒因素發(fā)生時無效。

(4)因設(shè)計需要而變更本協(xié)議時，甲乙雙方協(xié)商解決。

(5)乙方電路設(shè)計不滿足設(shè)計任務(wù)書要求時，按乙方終止協(xié)議處理。

5.付費方式

(1)按照乙方向甲方提交的普通電路設(shè)計費用明細表，甲方應(yīng)支付乙方設(shè)計該電路的全部費用為_________元。

(2)本協(xié)議書簽定后的_________個工作日內(nèi)，按照乙方應(yīng)向甲方提交的普通電路設(shè)計費用明細表，甲方須預(yù)先支付乙方全部電路設(shè)計費用的1/2，計_________元，否則，按甲方終止協(xié)議處理;在乙方按設(shè)計任務(wù)書要求完成設(shè)計并向甲方交付設(shè)計時，甲方應(yīng)支付乙方全部剩余費用，否則，按甲方終止協(xié)議處理。

6.本協(xié)議三項(協(xié)議書，設(shè)計說明書，費用明細表)，一式兩份，甲乙雙方各一份;其具有法律依據(jù)和效力;乙方保留其最終解釋權(quán)。

甲方(蓋章)：_________

乙方(蓋章)：_________

代表(簽字)：_________

代表(簽字)：_________

篇9

關(guān)鍵詞：計算機；高速數(shù)字電路；設(shè)計技術(shù)

對于高速數(shù)字電路來說，其主要指的就是高速變化的信號在傳播過程中產(chǎn)生的電熔、電感等具備著一定模擬特性的電路，實現(xiàn)計算機高速數(shù)字電路的建設(shè)，不單單需要對先進的電子技術(shù)進行應(yīng)用，還需要結(jié)合現(xiàn)代化的計算機軟件技術(shù)進行完善，進而實現(xiàn)對計算機高速數(shù)字電路每一部分的參數(shù)的優(yōu)化和調(diào)整，進而保證計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運行，達到一定的運行標(biāo)準(zhǔn)。在對計算機高速數(shù)字電路進行設(shè)計時，需要做的是在設(shè)計過程中對各部分的元器件進行合理的搭配，不然將會對電路元器件、電路信號等正常運行與傳輸產(chǎn)生不良的影響。

1計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)的影響因素

對于高速數(shù)字電路的設(shè)計來說，其是否能夠成功主要“決定權(quán)”在于信號的質(zhì)量,也就是高速數(shù)字電路信號完整程度的保持,假如對高速數(shù)字電路信號完整程度無法保持,在信號的傳輸過程當(dāng)中，就會發(fā)生信號缺失，進而產(chǎn)生信號失真的現(xiàn)象，一旦這種現(xiàn)象發(fā)生，對于數(shù)據(jù)信息、地址等方面都會產(chǎn)生十分不良的影響，令整體的高速數(shù)字電路系統(tǒng)無法保持正常運行,甚至?xí)斐烧w系統(tǒng)的崩潰。而影響信號質(zhì)量的因素并不單一,其是由多種因素所共同影響，然而,在對信號的完整性影響因素進行分析時，可以發(fā)現(xiàn)，其主要能分為以下幾點:第一點，在整體的計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，在信號傳輸線位置的阻抗存在著差異，無法進行正常的匹配,進而能夠出現(xiàn)“反射噪聲”的現(xiàn)象,對于的信號完整性而言，能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生一定的影響作用[1]。第二點，在整體的計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，信號線與信號線之間的距離受到電路密集度的影響，一旦電路密集度不斷的進行增大，信號線之間的距離將會越來越狹小,這就致使信號與信號之間的電磁藕合參數(shù)呈現(xiàn)出上升的趨勢,如果不進行及時的處理,就會導(dǎo)致信號間出現(xiàn)“串?dāng)_現(xiàn)象”，進而影響到信號的質(zhì)量[2]。第三點，在整體的計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)中，在芯片內(nèi)存在著大量的電路，這些電路在同時輸出的過程中,會受到在電源平面間存在著的電阻以及電阻的作用,進而產(chǎn)生較大的“瞬態(tài)電流”,這種“瞬態(tài)電流”產(chǎn)生后，會對地線、電源線上的存在著的電壓造成一定程度的不良影響,因此導(dǎo)致信號的發(fā)生一些波動和變化?？偟膩碚f,對計算機高速數(shù)字電路進行科學(xué)合理的設(shè)計,降低或者是排除以上三方面因素對信號質(zhì)量的不良影響,進而達到促進計算機高速數(shù)字電路信號完整性的提高,在現(xiàn)代化的計算機高速數(shù)字電路的設(shè)計過程當(dāng)中，是首先需要解決的問題,只有這樣才能夠保證計算機高速數(shù)字電路設(shè)計的成功性。

2計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)問題的解決對策

2.1阻抗問題的解決策略

為了避免信號傳輸線位置的阻抗存在著差異造成的信號受到影響的情況發(fā)生，首先需要對先進的計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)理念進行學(xué)習(xí)和研究，在正常情況下，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計過程中，很難令電路中存在著的臨街阻抗相互之間契合，因此，可以采用對計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進行創(chuàng)新和完善的辦法，令電路系統(tǒng)一直都保持過阻抗的狀態(tài)，只有這樣才能夠在一定程度上保證計算機高速數(shù)字電路的信號傳播過程中，信號的完整性不會受到阻抗差異的影響，進而獲得更好的計算機高速數(shù)字電路信息傳輸效率[3]。

2.2串?dāng)_現(xiàn)象的解決策略

在對計算機高速數(shù)字電路進行設(shè)計時，對于“串?dāng)_現(xiàn)象”需要進行合理地解決。參照信號傳播的基本理論,可以發(fā)現(xiàn)，在電路中，電流的流動趨勢屬于循環(huán)流動,對于這一現(xiàn)象而言，數(shù)字電路設(shè)計工作人員往往并不在意。在傳播信號的路徑和回路形成了電流環(huán)路,電感在這樣中的回路隨著路徑的逐漸增大，電感也逐漸變大,同時，電流環(huán)路中存在著的電流也會根據(jù)電磁場的變化產(chǎn)生一定程度的改變。在對這樣的電流環(huán)路展開“減小處理”,能夠降低“串?dāng)_現(xiàn)象”帶來的影響[4]。

2.3瞬態(tài)電流的解決策略

在對計算機高速數(shù)字電路進行設(shè)計的過程中,要對電源的電阻因素以及電感因素進行充分的考慮,實現(xiàn)對電阻因素以及電感因素的預(yù)先處理。在現(xiàn)階段的電路系統(tǒng)中，通常情況下電路材料都是銅質(zhì)材料,這種銅質(zhì)材料遠遠對高速數(shù)字電路設(shè)計的要求和標(biāo)準(zhǔn)無法進行滿足,所以，在高速數(shù)字電路進行設(shè)計的過程當(dāng)中，還要對電路材料方面影響因素進行解決,使用更為合理的電路材料對去藕電容進行引導(dǎo)，將其引導(dǎo)進入整個高速數(shù)字電路中，能夠在一定程度上降低“瞬態(tài)電流”的發(fā)生頻率。

3結(jié)語

綜上所述，在社會不斷的發(fā)展的過當(dāng)中，對于電子技術(shù)來說，也帶來了一定的發(fā)展契機，令其發(fā)展速度也得以提升，計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)就是在這樣的發(fā)展前提下得到了不斷地完善及進步，是對先進的電子技術(shù)概念理論進行應(yīng)用，進而達到的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為一些行業(yè)的整體發(fā)展能夠起到一定的促進作用。通過對計算機高速數(shù)字電路設(shè)計技術(shù)進行研究和分析，結(jié)合相關(guān)的文獻資料以及專業(yè)性知識，對計算機高速數(shù)字電路技術(shù)進行進一步研究，能夠在一定程度上加快計算機高速數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展進程，進而在更多的行業(yè)當(dāng)中得到更好的應(yīng)用。

作者:黃一曦 單位:廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校

篇10

關(guān)鍵詞:專用集成電路設(shè)計;創(chuàng)新;教學(xué);探討

中圖分類號:G424文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)04-0920-02

Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course

WU Yu-hua

(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)

Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.

Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss

《專用集成電路設(shè)計》是電氣信息類專業(yè)開設(shè)的一門比較重要的專業(yè)課。為了培養(yǎng)寬口徑、基礎(chǔ)扎實的集成電路設(shè)計人才,滿足IC行業(yè)對人才的大量需求,無論是在微電子專業(yè),還是在相關(guān)的其他電氣信息類專業(yè),不少重點高等院校都已經(jīng)開設(shè)了本門課程。在學(xué)生已經(jīng)掌握了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和一定的晶體管原理知識的基礎(chǔ)上,通過學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計》課,進行ASIC設(shè)計理論的學(xué)習(xí)和實踐的強化,進一步掌握集成電路和電路系統(tǒng)的設(shè)計知識,提高集成電路設(shè)計能力,增長集成電路設(shè)計經(jīng)驗;通過理論教學(xué)和實踐教學(xué),來加強電氣信息類專業(yè)學(xué)生的電路設(shè)計基礎(chǔ)、版圖設(shè)計基礎(chǔ)以及集成電路設(shè)計各環(huán)節(jié)的驗證知識等,培養(yǎng)學(xué)生在集成電路設(shè)計方面的研究興趣,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和進一步的深造打好基礎(chǔ)。

由于專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的需要,北京電子科技學(xué)院同樣開設(shè)了《專用集成電路設(shè)計》的專業(yè)選修課,授課對象是電子信息工程專業(yè)的本科生,由于非微電子的專業(yè)背景原因,他們并不具備足夠的半導(dǎo)體物理、晶體管原理等知識,因此在本課程的教學(xué)過程中,必然要針對具體對象,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)思路,加強教學(xué)研究,找到一種適合于非微電子專業(yè)本科生的教學(xué)思想和教學(xué)方法。通過教學(xué)實踐,學(xué)生對于課程組在這一課程中的創(chuàng)新、探索和具體的教學(xué)方法比較認可。這里把我們在《專用集成電路設(shè)計》課教學(xué)實踐中的初步探索做一些總結(jié),希望與大家分享。

1 結(jié)合實際合理設(shè)置授課內(nèi)容,以學(xué)生能夠接受為目標(biāo)

電子信息工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計》課程之前,已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《EDA技術(shù)》等有關(guān)電子技術(shù)和電路系統(tǒng)的課程,對于電路系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)有了一定的理解,并進行過比較系統(tǒng)的動手實踐訓(xùn)練,為進一步學(xué)習(xí)《專用集成電路設(shè)計》課程打下了比較堅實的知識基礎(chǔ)和實踐基礎(chǔ)。但是由于專業(yè)背景的原因,該專業(yè)不太可能只是為了《專用集成電路設(shè)計》課而專門開設(shè)《半導(dǎo)體物理》、《晶體管原理》等這些在微電子專業(yè)才有的課程,因此,與微電子專業(yè)相比,電子信息工程專業(yè)的本科生欠缺有關(guān)晶體管原理和半導(dǎo)體工藝等方面的必要知識。在設(shè)置授課內(nèi)容時,必然要考慮到這一點,總的原則應(yīng)當(dāng)是以學(xué)生能夠接受、但又不應(yīng)該過于輕松接受為目標(biāo),而且要盡量避免與《EDA技術(shù)》等課程的知識重復(fù)。

根據(jù)我們的課程內(nèi)容設(shè)置原則,將《專用集成電路設(shè)計》課的講授內(nèi)容分為以下幾章:第一章:ASIC設(shè)計概述;第二章:CMOS邏輯;第三章:ASIC庫設(shè)計;第四章:ASIC的前端設(shè)計;第五章:ASIC的后端設(shè)計;第六章:可測性設(shè)計技術(shù);第七章:SOC設(shè)計技術(shù)簡介。在各章的講授中,占用課時較多的分別是第二章、第三章和第五章。在講授時強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力,使學(xué)生對專用集成電路的設(shè)計、制造、測試等一整套流程有一般性、整體性的了解,建立專用集成電路的基本概念和方法,了解IC領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢,激發(fā)學(xué)生潛在的對集成電路前、后端設(shè)計的興趣。為了配合理論教學(xué),提升教學(xué)效果,還設(shè)置了合適的實驗教學(xué)內(nèi)容。

2 注重實驗教學(xué)效果,以培養(yǎng)動手實踐能力為目標(biāo)

集成電路設(shè)計類課程除了理論教學(xué)以外,實驗教學(xué)尤為重要,因為這類課程對學(xué)生的訓(xùn)練重點正是在于動手實驗,提前接觸到未來在進一步的研究和工作中可能會應(yīng)用到的一些軟件工具、設(shè)計流程以及設(shè)計技巧等,這樣才能促進學(xué)生理論與實踐相結(jié)合,真正幫助學(xué)生掌握ASIC設(shè)計技術(shù)。因此本課程要更加注重實驗教學(xué)效果,著力培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力,進而使學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確、具體和形象地掌握在課堂上學(xué)到的理論知識。根據(jù)這一原則,經(jīng)過試用修訂,我們專門編印了《專用集成電路設(shè)計實驗指導(dǎo)書》,根據(jù)大綱的變化,使用工具版本的提高,目前已經(jīng)編印了2007版和2009版的實驗指導(dǎo)書,共設(shè)計了五個實驗,具體是:實驗一:IC設(shè)計工具的使用;實驗二:單元電路的前端設(shè)計;實驗三:標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖繪制與驗證;實驗四:四位加法器和減法器ASIC的設(shè)計;實驗五:計數(shù)器ASIC的設(shè)計。每個實驗3學(xué)時,其中實驗二、實驗四和實驗五為綜合性、設(shè)計性實驗。

選用一種合適的集成電路設(shè)計工具是順利進行實踐教學(xué)的關(guān)鍵。我們選用了美國Tanner Research公司開發(fā)的一種優(yōu)秀集成電路設(shè)計工具――Tanner Tools Pro,它雖然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具強大,但它的最大優(yōu)點是成本低,可以在PC機上使用,而且圖形處理速度快,編輯功能強,便于學(xué)習(xí),使用方便,特別適用于高校進行相關(guān)的教學(xué)和科研工作。Tanner Pro工具在美國和臺灣的很多大學(xué)中早已被廣泛應(yīng)用,臺灣不少IC設(shè)計企業(yè)也在使用Tanner Pro工具。該工具較新版本為Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理圖編輯)、L-EDIT(版圖編輯)、T-SPICE(電路仿真)、W-EDIT(波形觀察)和LVS(版圖與原理圖比對)等幾個功能不同的子工具,滿足了集成電路設(shè)計從前端到后端、設(shè)計驗證的一系列過程的需要,完全可以適用于《專用集成電路設(shè)計》課程的實踐教學(xué)。通過我們在課程實驗、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的使用,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對這個工具上手快、掌握熟,對于以后使用其他的IC設(shè)計工具也有一定的幫助,而且培養(yǎng)了他們將來涉足IC設(shè)計領(lǐng)域的興趣和信心。圖1是學(xué)生在實踐教學(xué)中得到的一個版圖設(shè)計結(jié)果。

3 適當(dāng)講授最新技術(shù)進展,以讓學(xué)生跟上行業(yè)發(fā)展腳步為目標(biāo)

我們都知道,集成電路設(shè)計技術(shù)、制造工藝等的發(fā)展速度飛快,遵循著集成電路最小特征尺寸以每三年減小70%的速度下降、集成度每年翻一番和價格每兩年下降一半的著名的摩爾定律,集成電路的設(shè)計和制造技術(shù)發(fā)展日新月異。因此,在《專用集成電路設(shè)計》的教學(xué)過程中,必須要根據(jù)教學(xué)大綱的要求,在系統(tǒng)講授已經(jīng)設(shè)置好的教學(xué)內(nèi)容的前提下,結(jié)合具體授課內(nèi)容,適當(dāng)講授最新技術(shù)進展,以期讓學(xué)生跟上集成電路設(shè)計行業(yè)發(fā)展的腳步,并不斷將這些新技術(shù)、新進展、新方法、新工具、新工藝融入到授課內(nèi)容中,做到授課內(nèi)容常講常新。其實這除了讓學(xué)生可以接受到最新的知識和了解到該領(lǐng)域最新進展之外,同時也是一個教學(xué)相長的過程,對于教師的教學(xué)和相關(guān)科研也是一種無形的促進,可以督促教師不斷地跟蹤與IC設(shè)計、制造相關(guān)的最新研究成果,并進行精心的組織,將這些成果有機融入到課程教學(xué)中,做到授課內(nèi)容的不斷更新,而且這樣也才能夠避免一份講稿多年重復(fù)使用,保證教師在教學(xué)中的激情,增強教學(xué)效果。

在這里僅僅舉一個具體例子。在一次講授到集成電路工藝的內(nèi)容時,作者為同學(xué)們講授了不斷發(fā)展的集成電路工藝水平,以及所遇到的工藝發(fā)展瓶頸對于摩爾定律的挑戰(zhàn),還具體講到了Intel公司新推出的0.45nm工藝的CPU,它采用了大大不同于以往的工藝方法,這次工藝變革可以稱得上是“拯救摩爾定律”的一大技術(shù)進展。本次課后,不少同學(xué)紛紛通過互聯(lián)網(wǎng)等來查閱這一最新工藝的具體情形,表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

4 創(chuàng)新課程考查方式,以激發(fā)學(xué)生進一步的研究興趣為目標(biāo)

一門課程的考查方式如何,對于這門課程能不能按照教師的預(yù)想,達到既定的最終教學(xué)目的,有著比較重要的作用。傳統(tǒng)的一張試卷去“考”出學(xué)生學(xué)習(xí)效果的方式雖然比較簡單省事,但卻過于單調(diào),雖然從某種程度上能夠考查出學(xué)生對這門課程知識的掌握程度,但是對于激發(fā)學(xué)生在學(xué)完這門課程之后,對本學(xué)科、本領(lǐng)域進行進一步研究的興趣卻作用不大。由于自從接受學(xué)校教育以來經(jīng)歷了無數(shù)次的考試,不少學(xué)生厭煩考試的情緒比較嚴(yán)重,恨不得考完后把教材、作業(yè)、筆記等都馬上丟棄,這是現(xiàn)實存在的、我們必須得承認的事實。從某種意義上說,通過考試來考查學(xué)生的學(xué)習(xí),有時對最終教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)會起到一定的反作用。而且單純考試的方式也很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于這門課、這個領(lǐng)域、這個行業(yè)的獨特想法和創(chuàng)新思路。

作者在《專用集成電路設(shè)計》教學(xué)過程中,結(jié)合課程的專業(yè)特點,積極探索并實踐了采用提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合的課程考查方式,即在課程講授到二分之一左右時,布置給學(xué)生論文題目,對于論文的范圍、參考文獻的篇數(shù)、論文的格式和字?jǐn)?shù)等做出明確而具體的規(guī)范,要求學(xué)生在最后一次課之前提交自己的論文,做好答辯ppt,并利用專門的時間集中進行答辯,每位學(xué)生對自己準(zhǔn)備的論文,進行5分鐘左右的講解,并接受教師和其他學(xué)生的提問。通過創(chuàng)新課程考查方式,提交論文和現(xiàn)場答辯相結(jié)合,讓學(xué)生在準(zhǔn)備論文和答辯材料的過程中對專用集成電路設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容和工藝、方法等有了更加深刻的理解,并有了一個系統(tǒng)的知識梳理過程,現(xiàn)場答辯的方式也更能夠展現(xiàn)學(xué)生對于集成電路設(shè)計的一些獨特的思路和創(chuàng)新性的理解,學(xué)生在經(jīng)歷這一過程時,也促使自己積極思考,主動研究,努力去探索和集成電路、微電子學(xué)有關(guān)的一些研究方法和最新進展,激發(fā)自己在完成本門課程的學(xué)習(xí)后、甚至是大學(xué)畢業(yè)后進行進一步研究的興趣和信心;另外還在這個過程中提升了學(xué)生的論文寫作能力、科學(xué)研究能力。

5 結(jié)束語

《專用集成電路設(shè)計》課(或者其他名稱的類似課程)在不少設(shè)有微電子學(xué)專業(yè)的重點大學(xué)中開設(shè)較為普遍,但在沒有微電子學(xué)專業(yè)的高校特別是非重點高校中開設(shè)并不多,對于該課程教學(xué)實踐中的一些具體的方法研究和探討需要更加深入。作者在教學(xué)實踐中,緊密圍繞本校、本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),以授課對象為主體,遵循課程的教學(xué)規(guī)律和科學(xué)研究規(guī)律,選擇合適的授課內(nèi)容和教學(xué)方法,并且不斷地對此進行探索和研究,收到了初步的教學(xué)效果。當(dāng)然,教學(xué)創(chuàng)新永無止境,教學(xué)方法的研究和探討不能止步,作為一名年輕教師,在今后的教學(xué)實踐中,作者將在加強學(xué)習(xí)以及與同行交流的前提下,進一步拓寬和創(chuàng)新教學(xué)思路,探索和完善教學(xué)模式,研究和更新教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)和探討教學(xué)技巧,敢于創(chuàng)新,善于創(chuàng)新,真正做到教好書,育好人。

參考文獻:

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