摘要：EDA技术是现代电子工程领域的一门新技术，它为电子设计工作者提供了电路系统的一种全新的设计方法。本文通过具体事例，展示了EDA技术及其开发平台在电子信息理论教学与实践教学中的应用情况，突出了这种新的教学模式的优越性、实用性和可靠性。
关键词：EDA技术；电子信息；教学；应用
随着社会信息化的深入，我国电子信息产业已成为国民经济战略性、基础性、先导性支柱产业，各行各业都需要电子信息工程的专业人才。因此，近年来电子信息工程专业发展异常迅猛，各高校电子信息课程教学的规模和力度都不断加大，但彼此之间的办学水平却相差甚远，部分院校正在接受严峻的挑战。如何建构科学合理的教学模式，有效培养迎合社会需求的高素质的电子信息工程人才已经成为一个十分突出的问题。
伴随互联网技术的迅速发展和个人计算机技术的提高，功能强大的EDA(Electronic Design Automation)技术应运而生，我们将它逐步地应用到电子信息课程教学之中，出现了全新的教学模式。这种教学模式极大地提高了学生分析问题和解决问题的能力，能有效推动当前电子信息工程教育的尽快发展，为社会培养和输送所需人才。
一、EDA技术在理论教学中的应用
理论教学是教学过程的中不可或缺的一个环节。在电子信息工程专业的理论教学过程中，学生接触到的大多数是一些抽象的理论分析、元器件及电路模型的介绍等等，通过数学推导分析电路的功能和实际输出结果，这些抽象的概念难理解难记忆，逐步消磨了学生的学习兴趣，降低了课堂教学效率。因此，我们亟需将EDA技术应用于课堂教学中去。
目前在我国具有广泛影响的EDA软件主要是系统设计软件辅助类和可编程芯片辅助设计软件，例如Multisiml0 L原EWB的最新版本)、Protel、Altium Designer、PSPICE、OrCAD、PCAD、ISE、modelsim、Maflab、LSlIogic、MicroSim等等。这些工具大都具有较强的功能，在进行电路设计与仿真的同时，还可以进行PCB自动布局布线或者与第三方软件接口连接、输出多种网表文件。我们在课堂教学中可以灵活运用一些软件，丰富传统的理论授课内容，这更有利于学生理解书本中的抽象内容，提高其学习的积极性和主动性。
值得注意的是，Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的一种以Windows为基础且专门用于电路仿真和设计的EDA工具软件。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，广泛应用于电子电路仿真实验。而Multisiml0就是NI推出的Multisim最新版本。Mul－tisiml0的元器件库提供数千种电路元器件，大多数采用实际模型，确保仿真的真实和实用性，同时用户也可以新建或扩充已有的元器件库，很方便在工程设计中使用。目前Multisim10.0在各大高校教学中得到最广泛的应用。
我们以Multisim10.0软件在理论教学中的教学效果为例。Multisim10仿真软件提供的众多仿真分析方法和测试仪表，为电子线路的仿真分析和设计带来了极大的方便。例如在电路分析理论教学中，传统课堂教学对于调幅波的调制解调电路从电路模型到非线性器件特性再到具体电路顺序，一般较多采取理论分析或者数学关系式推导的形式，这给学生在理解和应用上都造成很多困难。然而，我们在教学中将理论分析和Multisim10仿真相结合，讲解模型和电路的同时，辅以实际器件AD734电路仿真分析结果，利用多媒体方便直观地进行同步演示，将抽象的问题具体化，使电路的动态变化过程一目了然，更有助于学生对理论内容的理解，从而提高课堂教学效率。
二、EDA技术在实践教学中的应用
电子信息工程的课程既有很强的理论性，也有很强的实践性。我们在电子信息实践教学中引入EDA软件，建立了理论与实践之间的桥梁。下面将就EDA技术在实验教学和实践教学中的应用分别作具体分析。
(一)EDA技术在实验教学中的应用
EDA技术在综合电子设计实验教学中发挥着重要作用。随着计算机技术的迅猛发展，高等学校电子信息工程专业的实验室已经配备了计算机，具备了开展EDA仿真实验的基础硬件条件。将计算机装上EWB、Multisim、Protel等EDA软件，就构建了新的“多功能电子实验室”，学生可以在这个“多功能电子实验室”完成实验电路的原理图绘制、VHDL语言的编译、编程、仿真全过程。我们以Multisim10软件在RC桥式正弦波振荡电路仿真实验中的应用为例。在实际的电路实验中，由于测量仪器输入阻抗对振荡器的影响，测量仪器接入被测电路后，有时可能会发生振荡幅度变化甚至停振的现象。电路布线或导线连接过长也会使电路振荡波形叠加，产生杂散干扰信号或者高频振荡信号。因此，在这种情形下，我们可以运用Multisirnl0对RC桥式正弦波振荡电路进行仿真分析。
在Multisiml0电路窗口(Warkspaoe)中创建RC桥式正弦波振荡电路，如图1所示，R、C元件并联、串联电路构成正反馈支路，R1、R2、R及二极管等元件构成稳幅环节和负反馈，从结构上看，由R、c元件组成的选频网络一般产生1Hz－1MHz的信号，如果元件参数不同，波形的振荡频率也不同。两个反向的二极管D1、D2并联在一起，充分利用其正向电阻特性来实现稳幅环节(非线性环节)，并且要要求保证输出正、负半周对称的波形。启动仿真开关，在实验教学中就可方便快捷地观察到RC桥式正弦波振荡电路起振的过渡过程，如图2所示，稳幅环节的作用便一目了然。这种实验教学也通过直观形象的方式加深了学生对电路的结构、电路参数的测试的认识，从而进一步提高其学习的积极性和主动性。
利用EDA技术进行仿真实验，一方面可以充分发挥现有实验室设备的作用，进一步扩展实验内容，逐步减少验证性实验，增加综合型、应用性、设计性的实验，另一方面可以充分利用EDA仿真软件精确分析、形象直观的长处，节省实验测试仪器经费。在实验教学之前，我们可以先要求学生先利用EDA软件及开发平台做仿真实验，仿真验证成功后，再到实验室做实验。这样，学生在实验室做实验的时候会更容易根据自身的仿真实验具体情况及时发现问题、解决问题，从而大大提高了实验教学的效率，同时也有助于培养学生的自主学习能力和实践创新能力。
(二)EDA技术在实践教学中的应用
我们以在课程设计中设计一个二十四小时制多功能电子钟为例，展示EDA技术在课程设计中的应用。
首先根据电子钟的设计要求，采用“自顶向下”模块化的设计方法对数字电子钟进行系统功能划分。本系统包括计数器、译码显示、振荡器、分频器、校时电路，其核心部分由3大模块组成，即分频模块、时间计数模块和显示模块，图3为数字电子钟逻辑框图。分频器和晶体振荡器构成秒钟信号发生器；不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统；二十四进制时计数器、译码器、显示器构成其时钟显示，六十进制分秒计数器、译码器、显示器构成其分钟、秒钟显示；而校时电路负责校对电子钟。
经过系统划分即“预层”设计后，就可采用先进的EDA技術，利用Quartus Ⅱ软件工作平台和VHDL语言，“自顶向下”对多功能数字电子钟进行模块设计。采用这种器件开发的数字系统，更加便于系统升级与改进。QuartusⅡ提供底层编辑器，可以直接对器件内部逻辑单元进行操作，可以直接分配引脚，使设计方案更符合设计者的要求。在Quartus Ⅱ软件中输入生成的时钟振荡电路、秒脉冲产生电路、计时电路、校时分电路、译码驱动电路、显示数码管等6个模块，并正确连接各模块，于是生成顶层总模块。编译后建立波形文件进行仿真，将分频系数改小进行仿真。最后再在LP－2900开发装置上进行引脚分配和下载验证。仿真平台的硬件条件不同，可能会导致仿真时间与实际时间存在细微的差异，但反复实践表明EDA技术的应用使二十四小时制多功能数字电子钟完全符合课程设计要求。
