EDA专题学习网站建设

TIANJINUNIVERSITYOFCOMMERCE大学生研究训练计划（StudentsResearchTraining）结项报告学院:信息工程学院教学系：自动化系专业班级:自动化082班项目名称：EDA专题学习网站建设项目负责人姓名张璐指导教师姓名侯淑萍职称副教授项目编号：20100972011年5月目录结项表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I项目组成员介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II项目简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．III1网站建设目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12网站内容结构图及网站模块结构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13网站模块介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33.1网站首页．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.2专题学习．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.21模拟可编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.22数字可编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83.23EDA软件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.24硬件描述语言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.25SOC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.26ARM．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.3优秀作品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.4电子虚拟实验室．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.5关联课程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．303.6相关软件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．353.7友情链接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.8业内新闻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．天津商业大学大学生研究训练（SRT）计划项目结项表填表时间2011年4月26日项目名称EDA专题学习网站建设项目类型理工（√）经管（）文科（）项目编号2010097项目负责人张璐二级学院信息工程学院班级自动化082班完成情况按时完成（√）/延期完成（）批准时间成果形式（另附项目完成总结）软件成果名称（另附相关证明材料）天津商业大学EDA专题学习网站指导教师意见指导教师签字：年月日评阅教师意见评阅教师签字：年月日学院意见二级学院教学副院长签字：年月日学校“SRT”计划领导组意见签章：年月日天津商业大学大学生研究训练（SRT）计划项目组成员介绍项目主持人姓名张璐性别女学号20083331照片学院信息工程学院班级自动化082班主要承担工作总体负责项目成员姓名陈霞性别女学号20083342照片学院信息工程学院班级自动化082班主要承担工作网站模板设计姓名芮文涛性别男学号20083338照片学院信息工程学院班级自动化082班主要承担工作网站美化与维护姓名翟振强性别男学号20083335照片学院信息工程学院班级自动化082班主要承担工作资料搜集姓名李玉川性别男学号20083348照片学院信息工程学院班级自动化082班主要承担工作网站建设项目及研究成果简介：本项目围绕EDA技术，从硬件和软件两部分入手，进行多方面知识的有机整合，内容涉及模拟可编程、数字可编程、HDL、电子设计、SOC、ARM等方面，形成专题知识库，建立EDA专题学习网站，实现网络资源的有效利用，提供了良好的自主学习平台，适应了信息时代要求的学习方式和教学氛围。本项目主要的研究成果是“天津商业大学EDA专题学习网站”。该网站内容丰富，基本涵盖了EDA技术相关知识，专题学习和软件介绍能为初学者引路导航，优秀作品能为钻研者提供参考，业内新闻能使业界人士拓宽眼界。网站还提供了大量免费资源的下载，有效的利用了网络丰富的共享资源，超越时空界限，实现开放式的互动交流，改变传统的偏重知识传授、技能训练的教学方式和被动接受的学习方式，激发学生的学习潜能及对知识的探究欲望，提高学生综合运用知识的水平，提高学生创新精神和实践能力，形成适应信息时代要求的学习方式和教学氛围，培养创新人才，推进素质教育。关键词：EDA；专题网站；案例；软件1网站建设目的与意义EDA是将计算机技术应用于电子电路设计过程的一门崭新技术，是现代电子技术的标志，给电子产品设计与开发带来了革命性的变化。它在教学领域的应用也必将给电类专业课程的教学带来革命性的变化。EDA是当前所有电子技术课程改革方案的共同点。无论从教学还是从实用的角度去考虑，它都是一个最体现以人为本、体现能力本位的新型的教学技术，它都将更好地激发学生的创新意识和探索精神。专题学习网站是围绕某一专题进行详细而深入的资源建设，利用网站组织学习者对该专题进行全面的学习，并使用所提供的资源，在创设的情境下（如教学活动、各种问题情境以及虚拟实验，甚至游戏）分析信息、利用信息、培养学习者的观察思维能力，具有专题性、综合性、开放性、实践性的特点。可有效利用网络丰富的共享资源，超越时空界限，实现开放式的互动交流，改变传统的偏重知识传授、技能训练的教学方式和被动接受的学习方式，激发学生的学习潜能及对知识的探究欲望，提高学生综合运用知识的水平，提高学生创新精神和实践能力，形成适应信息时代要求的学习方式和教学氛围，培养创新人才，推进素质教育。本课题将围绕EDA技术，从硬件和软件两部分入手，进行多方面知识的有机整合，网站囊括文本文档、PPT、Flash、视频等多种教学资源，内容丰富。并附有大量基于EDA技术的案例和优秀作品，增加了教学的实践性，更具开放性和综合性。本专题学习网站涉及模拟可编程、数字可编程、PLD、硬件描述语言、电子设计、SOC、ARM等方面，形成专题知识库，为电类专业相关课程建立一个网络资源和自主的互动的学习平台。2网站内容结构图及网站模块结构图围绕EDA技术，从硬件和软件两部分入手，进行多方面知识的有机整合，EDA专题学习网站内容涉及模拟可编程、数字可编程、HDL、电子设计、SOC、ARM等方面，形成专题知识库，为电类专业相关课程建立一个网络资源和自主的互动的学习平台。其内容结构图如下：图2.0内容结构图其模块结构图如下所示：图2.1模块结构图现代电子技术硬件基础软件基础模拟可编程数字可编程EDA技术HDL应用目的电子设计SOC专题知识FPGAispPACCPLDVHDLVerilogHDL专门EDA软件基于芯片的EDA软件仿真与辅助设计模拟IC设计数字IC设计混合IC设计扩展知识关联课程模拟电子技术数字电子技术VHDL与EDA技术电子电路CAD电子综合设计与实践天津商业大学EDA专题学习网站专题学习优秀作品电子虚拟实验室相关网站关联课程友情链接业内新闻数字可编程模拟可编程硬件描述语言ARMSOC3网站模块介绍3．1首页本网站的首页包括导航条，网站概要，专题学习模块，优秀作品模块，以及关联课程导航条，相关软件导航条六大部分。首页将网站所含内容有机集合到一起，整个页面简洁明了，重点突出。内容丰富，有模拟可编程，数字可编程，eda软件，硬件描述语言等方面的相关学习，还有EDA方面的很多优秀作品。FLASH动画又使得整个网页富有动感。以下是本专题学习网站首页的预览。图3.0首页预览a图3.1首页预览b图3.2首页预览c3．2专题学习专题学习模块包括：模拟可编程，数字可编程，eda软件，硬件描述语言，ARM，SOC。图3.3专题学习模块3．2．1模拟可编程模拟可编程就是运用具有一定功能的模拟软件（PLC、单片机）来进行一些模拟条件下的编程与调试。模拟可编程页面主要介绍了什么是模拟可编程，以及模拟可编程的前沿技术文章和相关图书的简介。左侧是相关网页和相关软件的导航。相关的子网页有ispPAC,模拟技术中的EDA技术，模拟电子技术视频，模拟可编程设计及原理开发以及相关习题。图3.4模拟可编程模块3．2．2数字可编程数字可编程包括PLD和FPGA，PLD是可编程逻辑器件（ProgramableLogicDevice）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（FieldProgramableGateArray)的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。数字可编程子网页主要介绍了可编程逻辑器件PLD的发展历程、设计流程、原理以及CPLD/FPGA的相关介绍。图3.5数字可编程模块3．2．3EDA软件EDA软件模块按主要功能或主要应用场合，分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件，进行简单介绍。3．2．4硬件描述语言随着EDA技术的发展，使用硬件语言设计CPLD/FPGA成为一种趋势。目前最主要的硬件描述语言是VHDL和VerilogHDL。硬件描述语言模块对以上三种硬件语言进行了简单的介绍和比较。详细介绍了VHDL和Verilog这两种语言。VHDL语言的子网页又包括三部分：VHDL语言基础介绍、相关资料的下载部分以及基于VHDL的设计和实例部分。基于VHDL语言的设计案例有：定时器，数字频率计，乒乓球游戏机，出租车计价器，正弦波发生器等。设计案例及简单例程及各种文本、视频资源均提供下载。Verilog语言子网页包括：VerilogHDL语言简介、学习资源、VerilogHDL语言应用。VerilogHDL语言应用分为：基本组合电路，基本时序电路，状态机举例，元件例化及层次设计，基于Verilog的设计案例。每个应用都是通过相应的一个到多个例程或者案例进行介绍。以下是VHDL语言子网页和Verilog语言子网页的预览图片：图3.6VHDL语言子网页图3.7Verilog语言子网页3．2．5SOCSoC设计的关键技术主要包括总线架构技术、IP核可复用技术、软硬件协同设计技术、SoC验证技术等。SoC模块简单介绍了什么是SoC及SoC的应用，提供了相关资料的下载。3．2．6ARMARM处理器是一种16/32位的高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器。ARM模块主要对ARM开发板进行了简单的介绍。3．3优秀作品优秀作品模块囊括了基于EDA技术的设计案例，其中大多数是同学原创的，通过仿真成功的课程设计。还有一些是比较经典的案例，属于网络资源。优秀作品有：基于multisim的光照强度检测报警系统、四人抢答器、洗衣机控制系统、灯式手球、数字频率计、数字钟、汽车尾灯电路、密码锁；基于EWB的交通灯、步进电机数控电路；基于VHDL的正弦波形发生器、定时器、乒乓球游戏机、数字频率计、电子琴、出租车计价器；基于Verilog的等精度数字频率计、交通灯。以基于multisim的数字频率计为例：脉冲信号的频率就是在单位时间(1s)里产生的脉冲个数，若在一定时间间隔tw内测得这个周期信号的重复变化次数为N，则其频率可表示为：f=N/T（1）数字频率计的总体框图如下图所示：图3.8数字频率计总体框图数字频率计由四大基本电路组成：整形系统，单稳态触发器构成的闸门电路，可控的计数系统、锁存译码显示电路、超量程报警系统。经过放大衰减后的被测信号（包括正弦波，三角波，方波等周期信号）经过整形电路，变成峰值为3~5V(与TTL兼容)的方波信号Vx，送入计数器的时钟脉冲端。当门控信号到来后，闸门电路开启，时间为T1，计数器实现计数功能，T1时间过后闸门关闭，计数停止，锁存器使能端置零，计数结果被锁存，通过数码管可以方便读出被测信号频率。下图为数字频率计的波形图：图3.9数字频率计波形图整形电路被测正弦、三角波信号计数器闸门电路被测方波信号锁存电路显示电路1s0.1s0