电路设计论文十篇

时间:2023-03-27 06:15:01

电路设计论文

电路设计论文篇1

计算机系统所要求解决的问题日趋复杂,与此同时,计算机系统本身的结构也越来越复杂。而复杂性的提高就意味着可靠性的降低,实践经验表明,要想使如此复杂的实时系统实现零出错率几乎是不可能的,因此人们寄希望于系统的容错性能:即系统在出现错误的情况下的适应能力。对于如何同时实现系统的复杂性和可靠性,大自然给了我们近乎完美的蓝本。人体是迄今为止我们所知道的最复杂的生物系统,通过千万年基因进化,使得人体可以在某些细胞发生病变的情况下,不断地进行自我诊断,并最终自愈。因此借用这一机理,科学家们研究出可进化硬件(EHW,EvolvableHardWare),理想的可进化硬件不但同样具有自我诊断能力,能够通过自我重构消除错误,而且可以在设计要求或系统工作环境发生变化的情况下,通过自我重构来使电路适应这种变化而继续正常工作。严格地说,EHW具有两个方面的目的,一方面是把进化算法应用于电子电路的设计中;另一方面是硬件具有通过动态地、自主地重构自己实现在线适应变化的能力。前者强调的是进化算法在电子设计中可替代传统基于规范的设计方法;后者强调的是硬件的可适应机理。当然二者的区别也是很模糊的。本文主要讨论的是EHW在第一个方面的问题。

对EHW的研究主要采用了进化理论中的进化计算(EvolutionaryComputing)算法,特别是遗传算法(GA)为设计算法,在数字电路中以现场可编程门阵列(FPGA)为媒介,在模拟电路设计中以现场可编程模拟阵列(FPAA)为媒介来进行的。此外还有建立在晶体管级的现场可编程晶体管阵列(FPTA),它为同时设计数字电路和和模拟电路提供了一个可靠的平台。下面主要介绍一下遗传算法和现场可编程门阵列的相关知识,并以数字电路为例介绍可进化硬件设计方法。

1.1遗传算法

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程的一种自适应全局优化算法,它借鉴了物种进化的思想,将欲求解问题编码,把可行解表示成字符串形式,称为染色体或个体。先通过初始化随机产生一群个体,称为种群,它们都是假设解。然后把这些假设解置于问题的“环境”中,根据适应值或某种竞争机制选择个体(适应值就是解的满意程度),使用各种遗传操作算子(包括选择,变异,交叉等等)产生下一代(下一代可以完全替代原种群,即非重叠种群;也可以部分替代原种群中一些较差的个体,即重叠种群),如此进化下去,直到满足期望的终止条件,得到问题的最优解为止。

1.2现场可编程逻辑阵列(FPGA)

现场可编程逻辑阵列是一种基于查找表(LUT,LookupTable)结构的可在线编程的逻辑电路。它由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态,工作时需要对片内的RAM进行编程。当用户通过原理图或硬件描述语言(HDL)描述了一个逻辑电路以后,FPGA开发软件会把设计方案通过编译形成数据流,并将数据流下载至RAM中。这些RAM中的数据流决定电路的逻辑关系。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用,灌入不同的数据流就会获得不同的硬件系统,这就是可编程特性。这一特性是实现EHW的重要特性。目前在可进化电子电路的设计中,用得最多得是Xilinx公司的Virtex系列FPGA芯片。

2进化电子电路设计架构

本节以设计高容错性的数字电路设计为例来阐述EHW的设计架构及主要设计步骤。对于通过进化理论的遗传算法来产生容错性,所设计的电路系统可以看作一个具有持续性地、实时地适应变化的硬件系统。对于电子电路来说,所谓的变化的来源很多,如硬件故障导致的错误,设计要求和规则的改变,环境的改变(各种干扰的出现)等。

从进化论的角度来看,当这些变化发生时,个体的适应度会作相应的改变。当进化进行时,个体会适应这些变化重新获得高的适应度。基于进化论的电子电路设计就是利用这种原理,通过对设计结果进行多次地进化来提高其适应变化的能力。

电子电路进化设计架构如图1所示。图中给出了电子电路的设计的两种进化,分别是内部进化和外部进化。其中内部进化是指硬件内部结构的进化,而外部进化是指软件模拟的电路的进化。这两种进化是相互独立的,当然通过外部进化得到的最终设计结果还是要由硬件结构的变化来实际体现。从图中可以看出,进化过程是一个循环往复的过程,其中是根据进化算法(遗传算法)的计算结果来进行的。整个进化设计包括以下步骤:

(1)根据设计的目的,产生初步的方案,并把初步方案用一组染色体(一组“0”和“1”表示的数据串)来表示,其中每个个体表示的是设计的一部分。染色体转化成控制数据流下载到FPGA上,用来定义FPGA的开关状态,从而确定可重构硬件内部各单元的联结,形成了初步的硬件系统。用来设计进化硬件的FPGA器件可以接受任意组合的数据流下载,而不会导致器件的损害。

(2)将设计结果与目标要求进行比较,并用某种误差表示作为描述系统适应度的衡量准则。这需要一定的检测手段和评估软件的支持。对不同的个体,根据适应度进行排序,下一代的个体将由最优的个体来产生。

(3)根据适应度再对新的个体组进行统计,并根据统计结果挑选一些个体。一

部分被选个体保持原样,另一部分个体根据遗传算法进行修改,如进行交叉和变异,而这种交叉和变异的目的是为了产生更具适应性的下一代。把新一代染色体转化成控制数据流下载到FPGA中对硬件进行进化。

(4)重复上述步骤,产生新的数代个体,直到新的个体表示的设计方案表现出接近要求的适应能力为止。

一般来说通过遗传算法最后会得到一个或数个设计结果,最后设计方案具有对设计要求和系统工作环境的最佳适应性。这一过程又叫内部进化或硬件进化。

图中的右边展示了另一种设计可进化电路的方法,即用模拟软件来代替可重构器件,染色体每一位确定的是软件模拟电路的连接方式,而不是可重构器件各单元的连接方式。这一方法叫外部进化或软件进化。这种方法中进化过程完全模拟进行,只有最后的结果才在器件上实施。

进化电子电路设计中,最关键的是遗传算法的应用。在遗传算法的应用过程中,变异因子的确定是需要慎重考虑的,它的大小既关系到个体变异的程度,也关系到个体对环境变化做出反应的能力,而这两个因素相互抵触。变异因子越大,个体更容易适应环境变化,对系统出现的错误做出快速反应,但个体更容易发生突变。而变异因子较小时,系统的反应力变差,但系统一旦获得高适应度的设计方案时可以保持稳定。

对于可进化数字电路的设计,可以在两个层面上进行。一个是在基本的“与”、“或”、“非”门的基础上进行进化设计,一个是在功能块如触发器、加法器和多路选择器的基础上进行。前一种方法更为灵活,而后一种更适于工业应用。有人提出了一种基于进化细胞机(CellularAutomaton)的神经网络模块设计架构。采用这一结构设计时,只需要定义整个模块的适应度,而对于每一模块如何实现它复杂的功能可以不予理睬,对于超大规模线路的设计可以采用这一方法来将电路进行整体优化设计。

3可进化电路设计环境

上面描述的软硬件进化电子电路设计可在图2所示的设计系统环境下进行。这一设计系统环境对于测试可重构硬件的构架及展示在FPGA可重构硬件上的进化设计很有用处。该设计系统环境包括遗传算法软件包、FPGA开发系统板、数据采集软硬件、适应度评估软件、用户接口程序及电路模拟仿真软件。

遗传算法由计算机上运行的一个程序包实现。由它来实现进化计算并产生染色体组。表示硬件描述的染色体通过通信电缆由计算机下载到有FPGA器件的实验板上。然后通过接口将布线结果传回计算机。适应度评估建立在仪器数据采集硬件及软件上,一个接口码将GA与硬件连接起来,可能的设计方案在此得到评估。同时还有一个图形用户接口以便于设计结果的可视化和将问题形式化。通过执行遗传算法在每一代染色体组都会产生新的染色体群组,并被转化为数据流传入实验板上。至于通过软件进化的电子电路设计,可采用Spice软件作为线路模拟仿真软件,把染色体变成模拟电路并通过仿真软件来仿真电路的运行情况,通过相应软件来评估设计结果。

4结论与展望

进化过程广义上可以看作是一个复杂的动态系统的状态变化。在这个意义上,可以将“可进化”这一特性运用到无数的人工系统中,只要这些系统的性能会受到环境的影响。不仅是遗传算法,神经网络、人工智能工程以及胚胎学都可以应用到可进化系统中。虽然目前设计出的可进化硬件还存在着许多需要解决的问题,如系统的鲁棒性等。但在未来的发展中,电子电路可进化的设计方法将不可避免的取代传统的自顶向下设计方法,系统的复杂性将不再成为系统设计的障碍。另一方面,硬件本身的自我重构能力对于那些在复杂多变的环境,特别是人不能直接参与的环境工作的系统来说将带来极大的影响。因此可进化硬件的研究将会进一步深入并会得到广泛的应用而造福人类。

电路设计论文篇2

以往的拥挤度估计方法分为两类:边界框方法和总体布线方法。由于布线模型没有确定,边界框方法是一种粗略的估计方法。总体布线是一种基于拓扑结构的方法,通常是L型布线或Z型布线。本文采用总体布线的方法来进行拥挤度的估计,模块的边的移动通过总体布线来控制。

2拥挤度驱动的模块边的移动

2.1确定布局区域的大小

改变布局区域的大小的目的是使其能够满足布线需求。首先,将整块电路板划分成m×n个布局区域,用Bij代表每个布局区域,i代表行(i=1…m),j代表列(j=1…n)。如图3所示,xij和xij+1分别代表布局区域Bij的左边和右边,yij和yij+1分别代表布局区域Bij的上边和下边。uijl、uijr、uijt和uijb分别代表通过总体布线得到的布局区域左边、右边、上边和下边布线的数量。H、W、hTile和wTile分别代表电路板的高度、宽度、布局区域原始高度和原始宽度。(1)布通率约束。布线的容量与布局区域边的长度相关联,理想情况下,如果布局区域的边足够大,布线时就不会产生重叠。在布通率约束公式中,用xi,j+1-xij代表布局区域Bij的宽度,用f1(u)表示容纳下u条线所需要的长度,u是通过总体布线得出的。(2)面积约束。此约束是用来确保布局区域可以容纳下其中的所有单元,如果没有此约束,假设布局区域的高是固定的,当布局区域的边不拥挤时,在X方向布局区域内的单元就会产生大量的重叠。(3)移动约束。算法输入的结果是一个已经合法化的布局,所以优化过程有必要不过多的影响原有布局结果,因此需要设置移动约束来限制边的移动。在公式中,C代表边移动的限度,设定C的大小为布局区域宽度的一半。(4)电路板大小约束。最后设定电路板约束来限制边在移动时不要超出电路板之外,保证结果的合理性。

2.2基于最长路径的解决方法

快速有效的解决拥挤问题的方法是基于最长路径技术。为了计算最长路径,需要建立一个有向无环图G(V,E),对于每一条布局区域边Xij用顶点Vij来代替,对于每一种不同的约束这里用有向边来代替,用边Er代替布通率约束,用边Ea代替面积约束,用边Em代替移动约束,就可以找到从左至右最长的一条路径,如图4所示。因为在两个顶点之间有三种约束,所以采用以下的方法计算出两点间的最长路径。其步骤如下:(1)按照布通率约束移动边的时候,边同时受到面积约束和移动约束,如果布通率约束得出的值同时满足面积约束和移动约束,此时就将两点间的距离设置为经布通率约束得出的值(||Er||)。(2)如果得到的值仅满足移动约束而不满足面积约束,此时将两点间的距离设置为有面积约束得到的值(||Ea||)。(3)如果经布通率计算得到的值满足面积约束而不满足移动约束,此时将两点间的距离设置为有移动约束得到的值(||Em||)。(4)如果由布通率计算得到的值对于其他两种约束都不满足,此时先将两点间的距离设置为由移动约束计算得到的值(||Em||),如果同时也满足面积约束,则此值被确定下来,如果不满足面积约束,两点间的距离设置为由面积约束计算得到的值(||Ea||)。基于以上的理论,可以计算出任意两点间的距离,最终确定出一行的长度:(L=Σ||E||)。选出所有行中最长的一行为最长路径(LP)。如果该长度大于电路板的宽度(LP>W),需要压缩此长度使其在电路板之内。因为两点间的距离有三种可能的值,定义经布通率约束和移动约束得到的值(||Er||)、(||Em||)为可压缩值,经面积约束计算得到的值(||Ea||)为不可压缩值。通过定义,将所有(||Er||)、(||Em||)乘以压缩比例s(s=W/(LP-||Ea||)),就得到了满足所有条件的结果。经过上述操作,所有单元会整体向左偏移,并挤压在原本不拥挤的区域,如图5所示。为了避免这种情况,设布局区域边未移动时的坐标为Xi,j,经过从左至右的最长路径操作后得到的坐标为Xli,j,然后将原本输入的需要移动。根据布局区域改变前单元到区域左边和区域右边的比例确定新单元的位置,如图6所示,L1/R1=L2/R2。

3实验验证

实验验证是在一台CPU为2.4GHzIntelXeon,内存4G的机器上完成,采用的ISPD2011比赛实例。选取的7个比赛实例以及由清华大学、国立交通大学、密歇根大学处理的结果,用总体布线工具NCTURouter2.0[11]确定估计的拥挤信息和评估实验结果,对各院校比赛得出的布局结果进行处理优化。实验结果统计在表1中,前缀如SC代表清华大学,VDA代表国立交通大学,simpl代表密歇根大学,后接的如superblue4为比赛中的实例名称,组合在一起表示各大学对不同实例处理的结果。通过数据得出经过优化处理之后的结果在布线线长、布线重叠度、布线时间上都有很好的优化,特别是经清华大学处理的实例superblue4,提高极为明显,由国立交通大学大学处理的结果也有很大的提高。

4结论

电路设计论文篇3

同步扰码的实质是让输入比特与随机数产生器所产生的一位随机比特进行异或来产生扰码的输出比特,其原理如图1所示。JESD204B协议规定的扰码方式需采用自同步扰码方式,自同步的扰码与解扰电路结构如图2所示。可见,对于自同步串行扰码,每次扰码输出都是由移位寄存器第13位和第14位比特进行异或,得到的结果再与输入比特值进行异或而得到的。由于传输层数据成帧之后,往往是以8位或16位数据进行并行传输的,所以必须在串行扰码的基础上,设计8位并行或16位并行的扰码与解扰电路。下面将在串行扰码表达式的基础上推导并行扰码的逻辑表达式。串行扰码每次只处理一个比特。在每个时钟周期,移位寄存器只移一位[3]。对于串行扰码,假设此刻输入比特是bn,输出比特是an,则移位寄存器s0中存储的比特是an-1,依此类推移位寄存器s14中存储的比特是an-15,因此an=bn+an-14+an-15。则下一个时刻的输入比特是bn+1,输出比特是an+1,此时移位寄存器s14中存储的比特是an-14,因此an+1=bn+1+an-13+an-14。由上面两组公式可以看出,只要保证扰码器和解扰器中对应的各个移位寄存器中的值相同即可,即扰码器的移位寄存器状态与解扰器的移位寄存器状态必须达到同步。由于协议中并没有规定移位寄存器的初始值,所以要解决解扰器输出与移位寄存器初始状态值有关的问题。为了不让解扰电路的输出与初始状态值有关,便于收发两端的同步,下面给出一种改进的并行扰码与解扰电路结构。

2改进的并行扰码与解扰电路

前面已经提到,协议规定的扰码与解扰模块位于数据传输层和数据链路层之间,在传输层数据成帧的过程中,发射器为了与接收器之间达到同步会在用户数据前发送编码数据同步序列和初始通道校准序列,协议要求在这两种序列发送的过程中是不能进行扰码的,在此过程中扰码器和解扰器处于非工作状态。另一方面,在用户数据到达后,扰码器和解扰器要开始工作,如果此时扰码器与解扰器中移位寄存器的初始状态值不同,会导致接收端不能正确恢复用户数据前两个字节值[4]。为了避免前两个字节值的丢失,在扰码器与解扰器的移位寄存器同步之前,用户数据前两个字节可以在无扰码操作的情况下传输,两个字节之后,扰码器与解扰器移位寄存器的状态就会由用户数据的前两个字节所确定,这时能够保证达到同步状态。基于以上考虑,提出一种带使能信号的改进扰码与解扰电路结构[4],如图3所示。此时扰码器和解扰器都加入了一个使能控制信号。当en信号为低电平时,输入不经扰码直接输出;同理在接收端也不用解扰。两个字节之后,扰码器和解扰器移位寄存器中的状态都是由输入决定的确定值,此时可将en信号电平拉高,进行正常的扰码与解扰操作。

3仿真结果

用MODELSIM软件对设计的并行扰码和解扰电路进行了功能仿真。把扰码电路和解扰电路串联起来进行了仿真,仿真结果如图4和图5所示。由仿真结果看出,无论是8位并行扰码还是16位并行扰码,前两个字节都没有被扰码,当然也没有被解扰,此时扰码器的输出和解扰器的输出是相同的。从第3个字节开始,扰码器和解扰器就进行了正常的扰码与解扰。这样的输出结果正是协议的规范和要求。而解扰器的输出与扰码器的输入是完全相同的,从而证明了电路扰码和解扰功能的正确性。用DesignCompiler软件对设计进行综合,得到电路在面积、动态功耗、弛豫时间等方面的结果,如表1所示。由以上综合结果可以看出,该电路功耗很低,至少可以运行于较高频率,满足协议对加扰电路的速度要求。

4总结

电路设计论文篇4

一般觉得倘若数字逻辑上的电路频率上升到甚至越过45MHz到50MHz并且作业时超越这个频率的电路已占整个电子系统的相关数值这样的电路就是高速电路。

2高速电路的分布

在运用高速电路时由于作业的次数增加频繁披长也就比较短了些。波长和线路的长短相近那我们一定要将信号看作电磁波的波动。换一种说法就是由集成电路方面转向分布电路方面。在研究高速电路中肩的地方需要运用电磁学的理论肖频率到达怎样的限度需要运用这个理论这是一个没法解决的问题。如此说来是不是就真的不可以解决?这也并不是这样还是有一个标准可以参考的:在信号发生变化时如果信号没有传送到最末端再反射回来那就可以想到电磁波的效应了。在研究传输线时应该牢记的一个点就是阻抗匹配”。阻抗匹配的意思就是信号输出、负荷载动、传输线特点这三种要素的阻抗都是相一致的。

3高速电路设计在ABS中的应用

ABS中的零件主要是集成芯片集成芯片是ABS的灵魂厂般都会采用适合ABS工作的专用集成芯片。集成芯片上的电源电压时常会遇到缓冲突然间太大的情况,想要避免这样的情况就需要对集成芯片的电路做改动池就是多配备一个祸电容这样做就避免了毛刺对电源的作用减缓由电源环绕线路的辐射。祸电容的这一功能也常被运用在插座上。ABS采用高速电路的设计那就必定会运转高速但这并不是完全有利的肩可能会致使电源电压缓冲太过于强烈这又该如何克服呢?我们可以将高功耗的设备零件与它放在一起这样就能够克服了。高速电路设计应用于ABS系统后,制动总泵运转更加快速,制动压力调节器的调节功能十分急促有效,电子控制器的功耗大大降低整个系统的工作更为快捷有效。

电路设计论文篇5

物理学是自然科学的重要学科之一,是一门建立在实验基础上的科学。在实验研究中,测量是基本的、大量的工作之一。

"伏安法测电阻"作为中学物理的基础实验之一,又随着测量技术的发展,对测量电阻准确度的要求也越来越高。而由于在中学物理中,我们对电阻的测量并未考虑到电表内阻,若能采取一定的措施,在测量电阻时不测量电表内阻也能较准确测量电阻。

本文在中学伏安法测电阻(内接法、外接法)的基础上,对测量结果进行了误差分析,并根据欧姆定律对电路进行创新设计,对两种测量方案的结果进行了不确定度、相对误差、精确度的比较。同时,在测量过程中,根据现阶段数字测量的发展,也对电阻进行了一定的数字测量,对模拟化测量与数字化测量进行了比较。本文创新电路的设计,基本解决了测量系统中电表内阻对测量结果的影响。

伏安法测电阻作为中学物理测量实验的基础,将不断成熟和完善,免测电有内阻伏安法测电阻的应用,不仅可以在普通物理实验中进行,也可在一些技术性项目尤其是在缺乏实验条件的情况下,达到较准确测量电阻的目的。

关键词:伏安法、欧姆定律、电表内阻

Abstract

Thephysicsareoneofnaturalsciencesimportantdisciplines,isanestablishmentintheexperimentalfoundationscience.Intheexperimentalstudy,thesurveyisbasic,oneofmassivework."Thevoltammetrymeasuredtheresistance"takesoneofmiddleschoolphysicsfoundationexperiments,alsoalongwiththesurveytechnologydevelopment,tosurveystheresistanceaccuracytherequestmoreandmoretobealsohigh.Butbecauseinthemiddleschoolphysics,weconsiderstheelectricinstrumentbynomeanstotheresistancesurveyinternalresistance,ifcantakethecertainmeasure,whensurveyresistancethemishapelectricinternalresistancealsocanthemoreaccuratesurveyresistance.Thisarticleinthemiddleschoolvoltammetrymeasuredresistance(inconnection,outsideconnection)inthefoundation,hascarriedontheerroranalysistothemeasurementresult,andcarriesontheinnovationdesignaccordingtotheohm''''slawtotheelectriccircuit,hascarriedonuncertainly,therelativeerror,theprecisioncomparisontotwokindofsurveysplansresult.Atthesametime,insurveyprocess,accordingtopresentstagenumeralsurveydevelopment,alsohascarriedonthecertaindigitalsurveytotheresistance,tosimulatedthesurveyandthedigitizedsurveyhascarriedonthecomparison.Thisarticleinnovatestheelectriccircuitdesign,basicallyhassolvedinthemeasurementsystemtheelectricinstrumentnternalresistancetothemeasurementresultinfluence.Thevoltammetrymeasuredtheresistancetookthemiddleschoolphysicssurveyexperimentthefoundation,unceasinglymatureandwillbeperfect,exemptsmeasuredtheelectricitywillhaveinternalresistancethevoltammetrytomeasuretheresistancetheapplication,notonlywillbeallowedtocarryonintheordinaryphysicalexperiment,alsomightinlacktheexperimentalconditioninparticularinsometechnicalprojectinthesituation,willachievethemoreaccuratesurveyresistancethegoal.

Keyword:Voltammetry,ohm''''slaw,electricinstrumentinternalresistance

我们这次毕业设计的课题是"免测电表内阻伏安法测电阻",它属于电测量电阻领域,特别是属于伏安法测电阻的范围研究。

在"伏安法测电阻"中,电阻是一个基本的重要的物理量,又是必要的重要的基本的电学测量。随着科学技术的不断发展,科学实验也在其重要的位置上发挥着作用,而"伏安法测电阻"作为普通物理实验的基础,一直处在重要的电学实验、研究位置。

1820年,法国物理学家安培(1755.1.22─1836.6.10)发现了"安培定律",奠定了电动力学的基础;1827年,德国物理学家欧姆(1787.3.16─1854.7.6)在所发表的《电路的数学研究》一文中,提出了欧姆定律。欧姆定律在电路中是最基本的定律,为电学新时代拉开了序幕。之后,人们开始对电阻测量进行了一系列的研究,最基本的测量方法还是"电流表内接法和外接法",其次是半偏法,还有就是替代法、补偿法(电流补偿、电压补偿)、电桥法(单电桥、双电桥)。例如:惠斯通电桥是英国发明家克里斯蒂在1833年发明的,但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻,所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥;开尔文电桥是1856年开尔文为了成功地装设海底电缆中进行研制的。

国内对测电阻的应用研究是从19世纪80年代清华大学对测电阻的研究开始的,同时结合国外先进的经验技术的基础上,运用欧姆定律R=,在基本的电流表外接法、电流表内接法的基础上,不断测量电阻电路进行了创新,使得测量电阻能够电路更简单、计算更方便、精度更高。其中各种方法都有其优缺点,其中补偿法相对于其它测量方法,其准确度比较高,计算也比较简单,但是测量电路比较复杂,调节过程也相对繁琐。

本课题先对电流表内外接法进行了测量,结合误差理论,其误差主要是系统误差,所以我们这次毕业设计"免测内阻伏安法测电阻",也是希望能够在前人的技术发展的基础上,找到一种适合我们普通高校的,方便我们学习、实验、研究的方法,来更好的测量电阻,提高测量电阻的精确度。

毕业设计作为一门普通高校毕业生的必修课程,受到了越来越广泛的重视时,让我们毕业生能够通过一种比较好的方式,学会自我学习和自我创新。"免测内阻伏安法测电阻"做的重要工作之一就是科学实验。而测量是基本的大量的工作之一。所以此次毕业设计从科学实验讲,也让我们更好地学会了科学实验。

本次的"免测内阻伏安法测电阻"通过对普通的伏安法测量(电流表内接法、电流表外接法)的分析比较,通过对仪器仪表的学习使用,总结了物理实验中的常用的数据处理方法(本次主要用到了最小二乘原理),并对伏安法测电阻的实验方法进行了一定的创新性设计。

此外,在进行毕业设计的过程中,参阅了国内外大量文献资料,吸收了众多研究者的经验和长处,所录参考文献如有疏漏处,请给予谅解。在此,还要特别感谢本次毕业设计的指导老师张昆教授的辛勤指导。

仪表结构和原理

仪表是磁电系张丝支承结构,磁系统采用铁环轭式结构,漏磁较小,并且具有良好的防御外磁场影响性能,磁钢用铝镍钴合,并经过特殊的稳定处理,使仪表能长时期保持准确度,仪表的可动部分采用新型的张丝支承,用两根高强度合金张丝固定在减震弹片上,并装有限止器,使仪表具有良好的抗震性能。此外,可动部分采用张丝支承后,偏转时不存在摩擦,使仪表的灵敏度和使用寿命大大提高。指针尖采用特种形影玻璃丝,能保证良好的直线性,刻度板下装有消除视差的反光镜,可保证仪表读数的准确。测量机构装在胶木外壳的单独密封小室内,可防止外来的机械力作用和脏物侵害。仪表的量程转换采用插塞,使用方便。

3.以下是用数字万用表测得的C31型电表的内阻值

C31─A型电压表RX0=0.7Ω

量程

45mV

75mV

3V

7.5V

15V

测量值

15.8Ω

31.3Ω

1.502KΩ

3.75KΩ

7.50KΩ

量程

30V

75V

150V

300V

600V

测量值

15.01KΩ

37.5KΩ

75.0KΩ

149.9KΩ

0.299MΩ

C31─V型电压表RX0=0.6Ω

量程

75mA

15mA

30mA

75mA

150mA

300mA

测量值

4.2Ω

3.0Ω

1.9Ω

1.2Ω

0.9Ω

0.8Ω

量程

750mA

1.5A

3A

7.5A

15A

30A

测量值

0.7Ω

0.6Ω

0.6Ω

0.6Ω6AAM.阻"的设计中,对电阻的测量,也间接的用到了欧姆定很

0.6Ω

0.6Ω

目录

绪论-5-

第一章伏安法测电阻-7-

一、电表-7-

1.产品的技术特性-8-

2.仪表结构和原理-9-

3.以下是用数字万用表测得的C31型电表的内阻值-9-

4.直流电流表-9-

5.直流电压表-10-

二、可调电阻-10-

1.旋转式电阻箱-10-

2.变阻器-12-

三、电流表内接法、外接法-12-

1.电流表外接法-13-

2.电流表内接法-15-

第二章三种典型测量方法简介-17-

一、替代法-17-

1、电流表与电阻箱加电键组合测待测电阻(替代法)-17-

2、电压表与电阻箱和电键的组合测待测电阻(替代法)-17-

二、电桥法-18-

三、补偿法-18-

第三章免测电表内阻伏安法测电阻-19-

第1节电路原理、测量方法及步骤-19-

第2节测量数据处理-20-

一、5.1Ω标称电阻-20-

二、2KΩ标称电阻-21-

第3节与伏安法测电阻的对比分析及实验结论-21-

第四章指针式仪表与数字式仪表的比较研究-23-

第1节推陈出新是历史之必然-23-

第2节模拟电表与数字电表-23-

第3节数字电表的特点-23-

第五章创新电路在不同电路系统中的应用-25-

一、创新电路在变压器测电阻中的应用-25-

注意事项-25-

规范要求-25-

有关换算-26-

实例分析-26-

二、毫欧姆级电阻测量-27-

第六章数字电路概述-28-

一、数字万用表的叙述-28-

一.概述-28-

二.安全事项-28-

三.技术特性-28-

四.电阻测量-29-

二、数字万用表对5.1Ω、2KΩ电阻的测量及数据处理-29-

第七章电阻的数字化测量-31-

一、比例运算法-32-

二、比率法-32-

TheProblemofMeasurement,ElectricalInstruments-33-

英译汉:电气仪表的量度问题-35-

电气仪表-36-

主要电气仪表及其用途-36-

结束语-38-

参考文献-40-

附录-41-

一、电阻箱的误差限-41-

二、电压、电流波动引起的误差限、-41-

电路设计论文篇6

关键词:VXI总线寄存器基地址修改码

VXI(VMEbuseXtentionforInstrumentation)总线是一种完全开放的、适用于各仪器生产厂家成为高性能测试系统集成的首选总线。VXI总线器件主要分为:寄存器基器件、消息基器件和存储器基器件。目前寄存器基器件在应用中所占比例最大(约70%),其实现方法在遵守VME协议的前提下,根据实际需要各有不同。VXI接口电路用于实现器件的地址寻址、总线仲裁、中断仲裁和数据交换等。设计VXI接口首先需明确寻址空间和数据线宽度,VXI器件寻址有A16/A24、A16/A32和A16三种。A16/A24寻址支持16M字节空间,A16/A32寻址支持4G字节空间,A16寻址支持64字节地址空间,但不论哪种寻址方式,A16寻址能力是不可缺的。本文设计的VXI寄存器基接口电路是A16寻址的,支持D8和D16数据线传输,有较宽的使用范围。其接口电路原理框图如图1所示。

1DTB及DTB仲裁

DTB(数据传输总线)及DTB仲裁是VXI接口的核心,DTB主要包括:寻址总线、数据总线和控制总线。其主要任务是:①通过地址修改码(AM)决定寻址空间和数据传输方式。②通过DS0*、DS1*、LWORD*、A1控制数据总线的宽度。③通过总线仲裁决定总线优先使用权。

VXI总线器件在A16(16位地址)寻址时,有64字节的地址空间,其呈部分作为器件配置寄存器地址(已具体指定),其余可用作用户电路端口地址。每个器件的寄存器基地址由器件本身唯一的逻辑地址来确定。地址修改线在DTB周期中允许主模块将附加的器件工作模式信息传递给从模块。地址修改码(AM)共有64种,可分为三类:已定义修改码、保留修改码和用户自定义码。在已定义的地址修改码中又分为三种:①短地址AM码,使用A02~A15地址线;②标准地址AM码,使用A02~A23地址线;③扩展地址AM码,使用A02~A31地址线。A16短地址寻址主要是用来寻址器件I/O端口,其地址修改码为:29H、2DH。

图2为VXI器件寻址电路图,其中U1为可编程逻辑器件,其表达式为:VXIENA*=AS*+!IACK*A14+!A15+!AM5+AM4+!AM3+AM1+!AM0;(!IACK*表示系统无中断请求)。寻址过程为:当VXI主模块发出的地址修改码对应为29或2D、总线上地址A6~A13和逻辑地址设置开关K1的设置相同并且地址允许线AS有效时,图2中的MYVXIENA*有效(为低),表示本器件允许被VXI系统寻址。在允许本器件寻址的基础上(即MYVXIENA*有效),再通过MYVXIENA*、A1~A5、LWORD*、DS0*、DS1*译码生成64字节地址,根据VME总线协议可译出单字节地址和双字节地址。协议协定:当单字节读写时,奇地址DS0*为低、DS1*为高,偶地址DS1*为低、DS0*为高,LWORD*为高;双字节读写时,DS0*和DS1*为低、LWODR*为高;四字节读写时,DS0*、DS1*和LWORD*都为低。

DTB数据传输应答主要依赖DTACK*和DS0*之间的互锁性握手关系,而与数据线上有效数据什么时候出现无关,所以单次读写操作的速度完全决定应答过程。为适应不同速度用户端口读写数据的可靠性,本文采用由用户端口数据准备好线(DATREADY*)去同步DTACK*答应速度的方法来保证数据传输的有效性。该方法的优点是电路简单、使用方便,缺点是占用DTB时间长,影响VXI系统性能,且最长延时时间不得超过20μs。通常情况下用户可通过数据暂存的方法实现数据可靠传输,并使用户端口数据准备好线(DATREADY*)接地。由于寄存器基器件在VXI系统中只能作为从模块使用,所以其总线请求只有该器件发生中断请求时才由中断管理模块提出。

2中断请求及仲裁电路

VXI系统设有七级中断,优先中断部迟疑不决包括:①中断请求线IRQ1*~IRQ7*;②中断应答线IACK*;③中断应答输入线IACKIN*;④中断应答输出线IACKOUT*。从系统的角度看,在VXI系统中有一个成链的中断查询系统。当VXI系统中有中断请求时,中怕管理器使中断应答信号IACK*有效(置低),并送往链驱动器,链驱动器使输出IACKOUT*有效,送至相邻的下一个器件。如果相邻器件没有中断请求,则该器件的IACKOUT*输出仍为低,继续向下一个相邻器件传送;当此器件有中断请求时,所以其输出IACKOUT*为高,进入中断过程,并屏蔽后级器件的中断应答。

图2

为实现中断请求和中断仲裁,每个器件的中断仲裁电路应完成的功能为:①产生中断请求;②上传状态/识别码;③屏蔽后级中断应答。本文设计的中断仲裁电路如图3所示。其中TX1~TX3来自中断号选择跳线器,INNER-IRQ为器件内部用户电路中断请求信号,上升沿有效。中断请求过程分如下四步:(1)在系统复位或中断复位(来自控制寄存器)后,IRQOPEN*为“1”使比较电路输出“1”,使中断应答链畅通,且译码电路不工作。(2)当本器件内有中断请求时,使IRQOPEN*为“0”,则译码电路根据中断置位开关的设置输出相应中断请求信号IRQx*。当中断管理器接收中断请求信号后使IACK*有效,并送往中断链驱动器使之输出IACKOUT*有效,同时中断管理器请求DTB总线使用权。(3)当中断管理器获得DTB使用权后,根据接收到的中断请求信号,在地址允许线AS+作用下在地址线上输出相应的A1~A3地址,使比较器输出“0”,从而使IACKOUT*变高,屏蔽后续中断,并清除本器件内部中断请求。(4)中断管理器使数据允许信号DS0*为低,读出器件状态/识别码,响应中断,同时在DS0*的上升沿清除中断请求(使IRQOPEN*为“1”),接通中断应答链,进入中断过程。

3可编程器件实现和调试

为了克服用中小规模集成电路实现VXI接口电路存在的体积大、可靠性差和可调试性差等不足,可采用可编程器件实现接口电路。本文采用的器件是ALTERA公司的MAX系列,采用的器件可编程软件平台的MAX+plusII。MAX+plusII在编程上提供了多种电路描述形式,主要有图形描述、AHDL描述和VHDL描述等。本文采用图形描述和AHDL描述相结合的描述方法。接口电路的主框架结构和能够用标准元件表述的子模块电路用图形描述方法设计,部分功能子模块用AHDL语言描述。这种设计方式的电路原理结构直观、功能描述简洁。VXI接口电路硬件描述子程序模块由地址修改码器件寻址、端口地址译码、中断请求及控制、寄存器配置四部分组成。

在VXI器件中,寄存器配置步骤是必不可少的,VXI寄存器基器件主要配置寄存器有:识别/逻辑地址寄存器、器件类型寄存、状态/控制寄存器。在接口电路的性质特性明确的前提下,寄存器基器件的配置是确定的,所以直接在可编程器件中实现,且更改也很方便。以下列出的是VXI寄存器基接口电路的主要逻辑表达式(用AHDL语言格式):

VXIENA=AS#!IACK#!A14#!A15#!AM5#AM4#!AM3#AM1#!AM0;

MYVXIENA=VXIENA#(A6$Q0)#(A7$Q1)#(A8$Q2)#(A9$Q3)#(A10$Q4)#(A11$Q5)#(A12$Q6)#(A13$Q7);

ACKED=(TX1$A1)#(TX2$A2)#(TX3$A3)#IACK#!SYSRST#!IRQPEND#AS#IACKIN;

DTACKNODE=!(DS0&DS1#MYVXIENA&ACKED);

DRACK=DFF(DTAKNODE,SYSCLK,VCC,VCC);

IOENA=MYVXIENA#DS0&DS0&DS1#!LWORD;

IACKOUT=AS#IACKIN#!ACK;

需要注意的是,在使用中由于部分信号线与VXI背板总线连接时需要采用集电极开路方式接入,如DTACK*、SYSFAIL*、BRx*等,所以应增加一级集电极开路门电路后再与VXI背板总线连接。

电路设计论文篇7

水上接收部分主要有主控模块、电源管理模块、显示模块、数据管理模块4部分组成,水上接收部分的主控芯片为意法半导体公司的低功耗MCU(STM32F103VE),通过3.2寸触摸显示屏上的锂离子电池充电开关命令,控制锂离子电池充电并将充电状态回显到显示屏上,触摸无线传输开关命令,控制无线传输命令控制数据传输并将数据传输状态显示到显示屏上,触摸采样间隔设置命令,设置水下探测器的采样时间。

2硬件电路设计

硬件电路设计分为水下和水上两部分。水下和水上都是以STM32F103VE芯片为核心,通过各自电路以实现各自功能。STM32系列是专门为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARMCortex内核,本设计所用芯片主频为72MHz,从闪存执行代码,功耗27mA,是32位市场上功耗最低的产品之一,相当于0.375mA/MHz。

2.1水下电路设计

水下部分电路主要有主控电路、流速测量电路、姿态解算电路、锂离子电池充放电及其保护电路、数据存储及传输电路,压力、温度采集电路5部分组成。

2.1.1流速测量

流速是本设计最重要数据,因此本设计选用低功耗、高温度稳定性霍尔器件A1220作为机械转子转速测量传感器。A1220内部集成动态补偿电路,低通滤波电路,施密特触发器,电压比较器等,我们可以看到霍尔器件输出为规则方波,因此我们可直接由STM芯片采集这些方波信号就能达到我们的需求。

2.1.2姿态解算电路

本设计采用InvenSense公司的整合性6轴(3轴陀螺仪、3轴加速度计)运动处理组件MPU-6050和Honeywell公司的3轴数字罗盘HMC5883L来采集探测器角加速度W、线加速度A、磁场强度Η,用四元数的方法进行数据融合,计算探测器姿态角。

2.1.3电源电路

电源作为海流计运行的动力,其电路设计的优劣不仅决定设备能否正常运行而且还决定了设备是否安全运行。本设计采用摩米士三星GalaxyNote3高容量锂离子电池作为电源,采用LINEAR公司的可编程充电电流的单节锂离子充电管理芯片LTC4054,自动检测锂离子电池电压及充电电流变化使锂离子电池充电过程自动在涓流充电、恒流充电、恒压充电、充电终止这四个充电过程切换,避免了处理器的参与,减少处理器的负担;采用TexasInstruments公司的单节锂离子电池电量检测和保护芯片BQ28Z560-R1,该芯片使用德州仪器ImpedanceTrackTM精确电量计算算法来报告电池状态,同时提供续航时间(分钟),充电所需时间(分钟)、电池电压和电池温度等信息,此外该芯片还提供短路、过流充电和放电、过度充电和放电保护功能;采用LINEAR公司的宽输入电压同步降压-升压DC/DC转换器,该芯片可由动态输入电压(1.8~5.5V)获得稳压输出,特别适合于锂离子电池放电特点,改变了传统先升压再降压的电路设计,降低了功耗。

2.1.4压力、温度采集电路设计

探测器所处的深度及该深度下的温度同样是海流计所需的数据,本设计采用MeasurementSpeclalties公司的工作深度0~3000m,高精度压力传感器89-03KA-4R,为了降低功耗每隔一段时间T单片机置位一次,BOOST管脚STM32采集Li_PRESSURE管脚上电压,经转化得到深度H。温度传感器采用pt100经24位模数转换芯片AD7714转换成数字信号,STM32采集数字信号,再转化为温度数据。为了提高精度,本设计采用高性能稳压芯片压力提供参考电压,采用耦合电路避免处理器数字信号干扰。压力采集电路如图7所示。

2.2水上电路设计

水上电路主要有主控电路、无线数据传输电路、无线充电电路、显示触摸电路4部分组成。无线数据传输电路采用GFSK单片式收发芯片NRF24L01。水上和水下电路各连接一块NRF24L01模块,将水下探测器数据传输给水上接收电路。

3软件设计

本设计软件以Keil4为编译平台,采用模块化编程思想,分别为水下探测部分和水上数据接收部分编写了代码,增加了代码的可读性,使设备易于升级维护。

3.1水下探测电路软件设计

水下探测电路主要任务是采集机械转子转速、探测器姿态、压力、温度等信息,并将数据增加时间戳后存储到SD卡中,其程序图如图9所示。

3.2水上接收电路软件设计

水上接收电路主要功能是接收水下探测器测量的数据,此外还有控制锂离子电池充电,控制数据传输,设置水下探测器采样间隔,指示充电状态,数据传输状态的功能。

4结果与讨论

电路设计论文篇8

开关管在固态栅控电路中起重要的作用,它把电源和微波管在电路关系上分开,起隔离的作用,更重要的是,开关管的性能在很大程度上决定了栅控电路的输出特性。为了满足栅开、栅关切换时间的要求,同时由于工作时开关管两端的实际压差均为1500V左右,选择电压高、结电容小的BiMOSFET管作为控制开关管,并且考虑需有一定的余量,选耐压大于2000V的BiMOSFET管。为了降低行波管电子流在通/断瞬间所产生的散焦,栅控电路的开关速度应尽可能快,而栅开、栅关切换时间主要取决于对行波管栅极电容和电路分布电容的充放电能力。

行波管栅极电容100pF,分布电容300pF,考虑冗余设计,总电容取500pF,切换时间t取值0.5s,则瞬时充电电流i为:因此,选择耐压大于2000V,电流大于1.5A的MOSFET即可满足要求,并且应尽量选择结电容小的。

综合考虑,选用IXYS公司的IXBT2N250作为开关管,单管的VCES为2500V、IC25为5A、Coes为8.7pF、tr为180ns、tf为182ns。BiMOSFET管驱动门限电压高,适宜于强干扰环境中应用,这有利于提高栅控电路的可靠性。

2保护电路

一个稳定可靠的栅控电路对行波管来说很重要,因为整个系统的稳定度和频谱特性都直接与其性能有关,为保证本栅控电路稳定可靠工作,主要采取以下措施:图1中的R1、R2、R5起限流作用。为防止开关管过流,充放电回路的电阻取值要保证其充、放电流小于开关管的最大额定电流IC,即R≥U/IC=1.5kV/5A=300,考虑MOS管温升等因素,总限流电阻取500。回路中存在一定的分布电感,在开关管关断时会产生感应电压叠加到开关管上,造成开关管承受过高的电压。在开关管两端并联TVS进行钳位,以防开关管过压而损坏。

3结语

电路设计论文篇9

电子商务是买卖双方通过Internet的信息流动来实现商品交换的。电子商务图书交易系统不仅能有效解决传统图书交易中存在的客观条件限制、工作效率低下等问题,也能进一步规范图书交易活动;另外,网络技术的发展也为信息系统的规划、设计和实施提供了全新的技术支撑平台和解决方案。

本文以系统思想为指导,将图书交易的商务理论与现代信息技术有机结合,研究并创建了一个适合现代化特征的图书交易系统,从而有效地解决图书交易中的信息管理需求。

二、基于Web的商务系统优势分析

与传统的图书交易模式相比,本系统具有以下优势:

1.扩展了图书交易范围。传统的图书交易,竞争不够充分,交易效果也不理想,而利用图书交易系统,可将图书交易范围扩大到全省、全国,既扩大了视野,也增加了经济效益。

2.提高了工作效率,节省了交易时间。采用本系统实施图书交易以后,业务流程全部放在网络上进行,快速有效,经济效益好。

3.节省大量费用开支。采用本系统以后,可大量减少传统图书交易方式中的差旅费、交通费、活动费等一系列费用。

三、系统设计思想及系统结构

1.设计思想

(1)基于大型数据库的存储和管理

采用SQLSERVER2005为后台数据库。

(2)采用+Server2005为开发环境

大部分程序在服务器端执行,当程序执行完毕后,服务器仅将执行结果返回给客户端,既减轻了客户端的负担,也提高了信息交互的速度。

2.系统的概要设计

系统的主要逻辑结构如图所示。

系统的主要部分包括:

(1)用户信息管理部分。包括用户登录、图书信息管理、客户账单信息管理。

(2)图书信息管理部分。包括图书类别管理、图书交易管理。

客户成功购物过程如下:

系统的大致流程如下:

四、系统数据库设计

系统主要数据表如下:

管理员信息表:Admin(编号,用户名,用户密码,权限)

图书类别信息表:classinformation(类别编号,类别信息,是否在首页显示,顺序)

送货方式表:delivery(编号,送货/汇款方式,价钱,顺序)

订货信息表:orders(编号,订单用户名,订货日期,图书编号,图书订购数量,订单编号,状态,收货人,收货地址,邮编,留言,汇款方式编号,送货方式编号,性别,总金额,姓名,邮箱,电话,用户编号)

图书信息表:(图书编号,图书名称,作者,出版日期,积分,详注,目录,市场价格,会员价格,订购次数,察看次数,折扣,类别编号,添加日期,vip价格,出版社,ISBN,页数,开本,版本,简介)

五、系统的主要模块及实现

系统按使用流程主要分为两个功能模块。

用户信息模块。包括客户、系统用户的信息注册、查看和更新。

图书信息模块。对于客户,列出图书的有效信息,以供客户购买。

具体实现模块如下:

(1)数据连接公用模块

数据连接方法:

SqlConnectionconn=newSqlConnection("server=localhost\\sqlexpress

;uid=sa;pwd=数据库密码;database=DatabaseName");

(2)用户信息模块

主要用来实现用户的注册、登录及维护用户基本信息。

(3)图书信息模块

主要是查看图书信息列表、搜索图书信息、显示图书信息;还能实现在线网络客户对图书的购买、取消和完成结账等功能。

系统图书信息搜索中,又分为模糊搜索、高级搜索。

模糊搜索中,客户可通过图书大致类别信息查询图书信息列表。高级搜索中,客户可通过选择或输入图书的具体名称、出版社、出版时间或图书价格范围来进行查询。

(4)系统管理模块

主要实现图书基本信息的添加和删除,客户订单信息管理,商品类别管理等。

(5)数据导出导入模块

主要实现批量图书信息的导入和图书销售信息的导出。

(6)财务管理模块

主要实现财务信息管理。

六、系统安全性

系统采取了以下措施保证系统安全稳定。

1.身份鉴别和数字签名。系统采用了身份鉴别和数字签名技术,既防止收到伪造的信息,还要防止对方事后抵赖等问题。

2.分门别类管理用户。系统将用户分为:一般客户、系统管理员、图书管理员和财务管理员,不同的用户拥有不同的权限。

3.系统日志。系统对某些重要的数据和关键性操作会自动记录在系统日志中。

4.数据加密。系统采用了IDEA和MD5相结合的方法对数据进行了加密。

5.防火墙。主要目的是对受保护的网络实现访问控制。

七、结束语

基于WEB的图书交易系统是借助先进管理思想,结合图书交易实际情况而开发出来的产品化系统,该系统的实施,将使图书管理、图书交易、费用结算和财务管理等业务流程得到大幅度优化,工作效益得到提高,经济效益得到改善,相信该系统有一定的推广价值。

参考文献:

电路设计论文篇10

建设集成电路设计相关课程的视频教学资源,包括集成电路设计基础理论课程讲授视频、典型案例设计讲解视频、集成电路制造工艺视频等;构建集教师、博士研究生、硕士研究生和本科生于一体的设计数据共享平台。集成电路设计是一项知识密集的复杂工作,随着该行业技术的不断进步,传统教学模式在内容上没法完全展示集成电路的设计过程和设计方法,尤其不能展示基于EDA软件进行的设计仿真分析,这势必会严重影响教学效果。另外,由于课时量有限,学生在课堂上只能形成对集成电路的初步了解,若在其业余时间能够通过视频教程系统地学习集成电路设计的相关知识,在进行设计时能够借鉴共享平台中的相关方案,将能很好地激发学生学习的积极性,显著提高教学效果。

二、优化课程教学方式方法

以多媒体教学为主,辅以必要的板书,力求给学生创造生动的课堂氛围;以充分调动学生学习积极性和提升学生设计能力的目标为导向[3],重点探索启发式、探究式、讨论式、参与式、翻转课堂等教学模式,激励学生自主学习;在教学讲义的各章节中添加最新知识,期末开展前沿专题讨论,帮助学生掌握学科前沿动态。传统教学模式以板书为主,不能满足集成电路设计课程信息量大的需求,借助多媒体手段可将大量前沿资讯和设计实例等信息展现给学生。由于集成电路设计理论基础课程较为枯燥乏味,传统的“老师讲、学生听”的教学模式容易激起学生的厌学情绪,课堂教学中应注意结合生产和生活实际进行讲解,多列举一些生动的实例,充分调动学生的积极性。另外,关于集成电路设计的书籍虽然很多,但是在深度和广度方面都较适合作为本科生教材的却很少,即便有也是出版时间较为久远,跟不上集成电路行业的快速发展节奏,选择一些较新的设计作为案例讲解、鼓励学生浏览一些行业资讯网站和论坛、开展前沿专题讲座等可弥补教材和行业情况的脱节。

三、改革课程考核方式

改革课程考核、评价模式,一方面通过习题考核学生对基础知识和基本理论的掌握情况;另一方面,通过项目实践考核学生的基本技能,加大对学生的学习过程考核,突出对学生分析问题和解决问题能力、动手能力的考察;再者,在项目实践中鼓励学生勇于打破常规,充分发挥自己的主观能动性,培养学生的创新意识。传统“一张试卷”的考核方式太过死板、内容局限,不能充分体现学生的学习水平。集成电路设计牵涉到物理、数学、计算机、工程技术等多个学科的知识,要求学生既要有扎实的基础知识和理论基础,又要有很好的灵活性。因此,集成电路设计课程的考核应该是理论考试和项目实践考核相结合,另外,考核是评价学生学习情况的一种手段,也应该是帮助学生总结和完善课程学习内容的一个途径,课程考核不仅要看学生的学习成果,也要看学生应用所学知识的发散思维和创新能力。

四、加强实践教学

在理论课程讲解到集成电路的最小单元电路时就要求学生首先进行模拟仿真实验,然后随着课程的推进进行设计性实验,倡导自选性、协作性实验。理论课程讲授完后,在暑期学期集中进行综合性、更深层次的设计性实验。集成电路设计是一门实践性很强的课程,必须通过大量的项目实践夯实学生的基础知识水平、锻炼学生分析和解决问题的能力。另外,“设计”要求具备自主创新意识和团队协作能力,应在实践教学中鼓励学生打破常规、灵活运用基础知识、充分发挥自身特点并和团队成员形成优势互补,锻炼和提升创新能力和团队协作能力。

五、总结