高性能集成电路的概念十篇

高性能集成电路的概念篇1

关键词：教材；电工学；体会

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0233-02

一、引言

电工学是为非电专业开设的一门技术基础课，并且对很多专业也是唯一的一门电类课程。科学出版社2009年出版的第2版《现代电工学》一书，由浙江工业大学顾伟驷、龙胜春、浙江大学贾爱民、浙江理工大学韩秀荣和浙江农林大学郑红平编写，为国家“十一五”规划教材。该教材主要是为省属普通高校的非电类专业而编写。在编写中，作者首先分析了我国目前使用的电工学教材的现状，多次召开参编人员座谈会，结合有关院校第一线教师的意见和建议，确定教材总体构想。一方面从电工学内容的基础性和实用性入手，注意涵盖实际应用中常用的基本概念和基本分析方法，以保证基础理论和基本能力的培养。为加强应用，分析举例尽量采用实例，以缩小理论教学与实际应用之间的距离。另一方面考虑到教材的主要阅读对象为省属普通高校的学生，在编排内容时做到详略得当，循序渐进。同时作为教材也要反映一定的先进性，以拓宽学生的知识空间，激发学生的创新意识，力图使教材体现侧重基础，面向应用，拓宽知识面的总体构想。本文介绍了《现代电工学》更新内容和注意能力培养方面的一些特色。

二、内容大幅更新

通过电工学课程的学习旨在使学生掌握电工电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工、电子技术如何应用于非电类专业，使他们在将来的工作中能有较宽的视野，能从学科交叉应用的角度去思考、处理问题，为学习后续课程以及从事工程技术和科学研究打下一定的基础。为此，在电工学的教材选材上，主要是电工、电子学科中成熟的、经典的、具有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能；同时，由于电工、电子技术应用极为广泛，发展非常迅速，并且日益渗透到其他学科领域，促进其发展，有电工电子技术有关的新技术、新方法、新产品层出不穷。因此，电工学课程还要向非电类专业介绍电工学科的新技术、新动态。为了使学生能较全面地了解电能的应用和电工电子技术，并能适应今后的发展要求，这就需要适当地拓宽知识面。《现代电工学》一书，是高等院校电工学课程的通用教材。在内容的选取上主要有以下几点的变化。

1.符号标注尽量符合国标。根据国标GB1097-2006《旋转电机线端标志与旋转方向》的规定，电机绕组用“U、V、W”表示，三相电路中的相线用L1、L2、L3表示；在变压器部分，根据GB1094.1-1996《电力变压器》第1部分总则的规定，三相变压器绕组应用A、B、C表示，但考虑到全书的连惯性，不管是电机还是变压器绕组，本教材均采用“U、V、W”表示。

2.电路部分是整个课程的基础。本教材对“非电”专业的学生，重要的是建立电路的概念，为后面的学习打下基础，这部分内容以“够用”为原则。电路部分共分3章，有电路的基本概念和分析方法、单相正弦交流电路和三相电路。在电路部分强调元件本身的约束关系，突出基本概念、基本理论和基本分析方法。如在第1章介绍了电路的基本概念，讨论了电路无源和有源元件。在介绍电路基本定律KCL和KVL的基础上，作为KCL和KVL的应用来导出支路电流法，而削弱复杂电路的分析。在引出戴维宁定理时，突出有源二端网络外特性的等效概念，叠加原理作为线性系统的基本原理来介绍，不陷入求解繁题、难题中去，同时又省出学时学习更多应用型新知识。我们在交流部分做了同样的处理，将重点放在将相量概念的引入上，强调功率、功率因数提高、谐振等重要概念。在电路的过渡过程部分主要介绍了RC一阶电路的过渡过程分析，从电路基本定理出发，导出方程与解答，并介绍了三要素法，强调换路定律、过渡过程的指数变化规律、时间常数的物理意义。对于RL电路的过渡过程采用类比的方法直接给出结果，不再像以往教材那样介绍“零输入响应、零状态响应、全响应”，从而节省了大量篇幅。

3.精简传统内容，增加新技术的介绍。电子技术部分共分6章，分别是：半导体器件、基本放大电路、集成运放、功率电子电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路。对于半导体器件，强调器件的外部特性和使用方法，强调晶体管的放大、饱和、截止三种工作状态，减少器件内部结构与机理分析。在放大电路的分析中侧重单管电路的放大，主要讨论共射交流放大电路和分压式偏置电路的结构特点和工作原理，还介绍了射极输出器。简单介绍了差动放大电路、对称互补功放电路的概念和原理，不进行电路参数的计算。在集成运放部分，增加了“理想运算放大器”一节，目的是明确实际运放与理想运放的区别，以便引入负反馈。数字电路部分加强集成电路的使用方法，对电子技术部分内容，淡化分立元件电路，加强集成电路，将实用性和先进性结合起来。教材中的器件选用有代表性的典型常用芯片还附有应用事例，强调集成电路输出与输入之间的逻辑关系而不讲它们的内部结构，增加了电力电子技术、可编程逻辑器件、存储器等新知识的介绍。

4.针对“非电”专业的特点，注重实用性。电工技术部分共4章，分别是：变压器、电动机、电气自动控制和供配电技术与安全用电。教材从“非电”专业的需要出发，增加了直流电动机、伺服电动机和步进电机部分，还设置了步进电机特性测定的实验，以进一步理解步进电机的工作原理。对变压器、三相异步电动机、电气控制、电工测量、安全用电等应用性的章节，强调重要概念，略去不必要的公式推导。在安全用电部分，还增加了建筑物的内部线路一节，讨论了建筑物内部导线的选择以及铺设方法等。

三、注重教材的可读性

教材的可读性是除了选材外的又一重点。对基本概念和基本电路讲深讲透，由浅入深、由简入繁。力求使教材通俗易懂，具有启发性和诱导性，以便让学生在学习知识的同时在能力上得到锻炼和提高，调动学生的学习主动性。如对于直流部分，可通过讲授与自学相结合的方式；对于电机及其控制部分，在讲清基本概念后，可通过在实验室面对实物展示的形式讲解，这样既生动又深刻，使学生有更感性的认识。总之，灵活应用讲授与自学、课堂教学与实验室教学相结合的方式是提高教学质量有效途径。《现代电工学》全书共13章，42万字，每章有较丰富的习题，习题具有一定的层次性，书末附有习题答案。

四、做好教材的配套建设

在做好教材编写的同时，作者还研制了与教材配套的多媒体课件，教材的使用指导和习题解答也已完成，清华大学出版社还出版了相应的《电工学实验教程》。这一系列的配套建设工作，将有效地满足使用该教材的教师和同学需要。

科学出版社出版的教材《现代电工学》[1]，至今已经连续印刷十余次，据出版社反馈的信息，已有十几所高校选用该教材，其中有些是211高校。在相关院校的多个班级的使用中，得到了同学们的普遍认可。当然，一部好的教材应是一部科学的著作，也是作者教学经验的结晶。由于编者学识有限，书中难免有不妥和错误之处，望读者批评指正。

高性能集成电路的概念篇2

【关键词】高级中学 教学学生 分析

一、空集 是否是单元集{ }的真子集

有的教辅书[1]中称：“ { }中的 和{ }均作为集合来理解，这样就符合空集是任何非空集合的真子集了”。其理由是：“空集是任何非空集合的真子集”， 是空集而{ }是非空集合，所以 { }。

事实上，这是在作三段论逻辑推理，而逻辑推理必须遵循同一律，即在同一思维过程中进行推理时，一个概念或对象的含义要始终保持一致。在 { }中，真包含符号“ ”左边的 看成了集合，而右边大括号中的 看成了{ }的元素，这就违背了同一律。

或者说，在这一推理过程中，偷换了“非空集合”这个概念：教科书中从未出现过集合作为元素的集合，因而，其中（也是该推理过程的大前提中）的“非空集合”根本就不包含形如{ }者，即该推理过程大小前提中的两个“非空集合”不是一个论域中的概念、不是一个层次上的概念。

站到高等数学中集合论的高度看，集合作为元素组成新的集合时，这两个不同层次的“集合”前者是后者的元素，因此空集 不是单元集{ }的真子集，而是它的元素。

在高中数学大纲中明确规定不研究集合作为元素的集合，一些教辅书或教师拔高要求给出此类题目是欠妥当的，给出此类题目的错误解释和结论更是不应该的。

二、“等式两边乘以同一个数，所得结果仍是等式”的逆否命题是什么

该问题是人教版现行普通高中教科书《数学》第一册第30页练习2（3），相应教师用书第19页给出的答案是“若式子两边乘以同一个数，所得结果不是等式，则这个式子不是等式。”有些教辅书给出的答案是“不等式两边乘以同一个数，所得结果是不等式”，或“等式两边乘以不同的数，所得结果是不等式”。如此等等，这些答案都是欠妥当的。

事实上，若求得该问题的全面解答，将涉及复合命题的否定。

原命题的结论成立有三个条件：等式、两边乘、同一个数。将其写成 “若…，则…”的形式，应为“一个关系式的两边分别用一个数施以某种运算，若这个关系式是等式且两边采用同一个数又都施以乘法运算，则所得结果是等式。”

由于命题“若p且q且r，则m”的逆否命题是“若m，则p或q或r”，所以原命题的逆否命题是“一个关系式的两边分别用一个数施以某种运算，若所得结果不是等式，则这个关系式不是等式，或两边使用的不是同一个数，或两边施行的不都是乘法运算。”

这样的解答，显然已远远超出了相应教师用书第10页的明确要求“不研究含逻辑连接词的命题的否命题、逆命题和逆否命题”。鉴于教师用书中对类似问题的处理，将原命题改述为“若a=b，则ac=bc.”较好，如是，其逆否命题可表述为“若ac≠bc，则a≠b.”这也与教科书中其他练习题的难度相当。

三、精确到各数位的不足近似值，所构成的数列有无通项公式？

有的教师和教辅书[2]以此作为“没有通项公式的数列”之例，这是错误认识.其原因可能源于几十年来中学数学内容从不涉及“数论”中的高斯函数（ [x]：不超过实数x的最大整数）。

借用[x]，该数列可以表示如下：

类似地，还可以用高斯函数分别写出，精确到各数位的过剩近似值数列和π按四舍五入精确到各数位的数列的通项公式如下：

四、在下图所示的电路中，使电灯亮的通电线路有多少条？通电方式有多少种

不少教师和教辅书[3]中，对上述两问不加区别，第二问也按第一问来解，这是不妥当的.左组开关通电线路有2条，但通电方式有3种（至少一个开关闭合）；右组开关通电线路有3条，但通电方式有7种.因此，根据分步计数原理可得：使电灯亮的通电线路有6条，通电方式有21种。

五、何为等可能性事件

关于等可能性事件，可能人教版教材编者认为没有必要明确定义，但在实际教学中，老师们不能回避，因此也就各行其是了。

包括该节内容的整个概率单元，是从原中师课本移植而来。在前几年河北省中师数学参评教案和汇课比赛中多次见到关于该课题的教学设计，其中大多通过例子补充这一概念，大意如下：掷一枚硬币，落地后出现“正面向上”和“反面向上”的可能性相等，“正面向上”和“反面向上”这两个事件叫等可能性事件。如此说来，等可能性事件是事件与事件之间的一种二元关系性概念。

在有的教辅书[4]中则又表述为：“对于有些随机试验来说，每次试验只能出现有限个不同的试验结果，而出现所有这些不同结果的可能性相等，象这样的随机事件称为等可能性事件。”在这个表述中，“象这样的”是哪样的？“随机事件”又指什么？是指试验的那些不同结果（事件）之间的关系？还是指试验的那些不同结果组成的一个事件？

究竟什么是等可能性事件？

在各种正规的中等、高等数学教材和辞书中都找不到答案。笔者认为，综合考虑该节内容的编写意图、古典概型的内容特点和教科书的可读性，如下处理较为妥当：

给出等可能性试验的概念，表述如下：在一次试验中，如果可能出现的不同结果的个数是有限数，而出现各种不同结果的可能性都相等，那么就把这样的一次试验，叫做一次等可能性试验。

高性能集成电路的概念篇3

本轮行情第一波为7月22日到8月6日的大盘指数从2050点到2225点的逼空行情， 在主力机构精心策划的“沪港通”价值投资理念倡导下，煤飞色舞、资源狂飙、券商雄起、低价升级成为投资主流；第二波则为8月6日至今的小K小箱体整理周期，上证指数主要围绕2200点上下30点进行震荡，市场热点也转向以超级跨境电商、全息手机、能源革命为代表的新兴产业概念股。

中字头控股的国企改革概念股独领。在国企改革投资主线上，具有中字头控股股东背景和优质资产注入利好预期的股票，成为主力机构的青睐标的，中国电力投资集团旗下的东方热电、国家体育总局旗下的中体产业、中国邮政集团旗下的湘邮科技、中国电子信息产业集团旗下的华东科技，中钢集团旗下的中钢天源等，成为国企改革概念股的佼佼者。以广济药业为代表的湖北国资委概念股，以西南药业、桐君阁为代表的重庆国资改革概念股，以东北制药、东北电气为代表的东北国资改革概念股，以四川长虹为代表的四川国资改革概念股，成为地方国资改革的领先者。

页岩气概念股掀起能源革命新高潮。页岩气再次崛起的驱动因素如下：第一，黑石集团12亿美元收购荷兰壳牌公司在美国路易斯安那州的半数股权，美国德泰投资收购加拿大最大的天然气生产商Encana公司在俄亥俄州的天然气资产，阿波罗收购Encana在艾伯特的股权，一系列国际私募巨头抢占页岩气等能源领域诏示行业前景光明。第二，国家发改委自9月1日起提高天然气价格，且进一步落实开放进口液化天然气和页岩气、煤气层出厂价格。第三，页岩气龙头永泰能源13个交易日价格翻倍的示范效应刺激。本周市场以林州重机、永泰能源、广安爱众、重庆路桥为代表的新页岩气概念股构成能源革命投资主线靓丽的风景。

全息概念股引领新技术革命，超级跨境电商风生水起。据报导，亿思达正式推出全球首款全息手机takee，全息概念股作为新技术革命的产物自然备受市场追捧。为takee提供核心液晶透镜显示屏深天马，连创历史新高妖性十足；收购汉恩互联拥有的全息互动核心技术的金刚玻璃也是连续涨停仅仅追随，成为全息概念股的王者。电子商务概念股再起波澜，主要缘于如下驱动因素：第一，阿里巴巴将于9月16日在美上市；第二，万达集团投资50亿启动电商计划；第三，外盘唯美会、聚美优品连创新高；第四，海关总署发文促跨境电商发展。本周市场以百圆裤业（购买环球易购全部股权）、生意宝、长江投资（SSEC大宗商品电子交易平台）为代表的超级跨境电商三剑客连续3涨停，带动青岛金王、深赛格为代表的电子商务概念股。此外新兴产业概念股中，以京山轻机、秦川发展、上海机电为代表的智能机器概念股，以共达电声为代表的智能穿戴概念股也启动主升浪。

综述，笔者建议投资者在2170-2230点箱体整理期间，以新兴产业投资主线为主要投资标的，重点关注互联网金融和电子商务概念股的投资机会。

高性能集成电路的概念篇4

关键词：项目教学法；概论性课程；教学改革；集成电路；信号完整性

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）30-0166-02

The Research for the Introduction Course Based on the Project-Based Pedagogy ― In "An Introduction to Integrated Circuits" Case

YANG Ling-ling1，3， XIE Xing2， SUN Ling3， SUN Hai-yan3

（1.Xinglin College， Nantong University， Nantong 226019， China； 2.Engineering Training Center， Nantong 226019， China； 3. Jiangsu Key Laboratory of ASIC Design， Nantong University， Nantong 226019， China）

Abstract： In view of the problems arising from the teaching process of the introduction course， this article， based on the project-based pedagogy， proposes education reforms in an introduction for integrated course. At the same time， combined with teaching for the signal integrity of the integrated package ，the application of the project-based pedagogy is analyzed and explored.In summary， the results shows that it is useful to improve the abilities of understanding and the innovating greatly for students，which also enhance the quality of teaching，by using he project-based pedagogy in teaching of the introduction course.

Key words： project-based pedagogy； introduction course； teaching reform； integrity circuit； signal integrity

概性课程一般设置在新生入学之初，引导新生正确认识和理解专业的性质、特点以及在社会发展中的作用。《集成电路概论》课程，作为集成电路设计与集成系统专业的一门概论性课程，可引导新生正确认识和理解本专业的性质以及今后在社会发展中的作用，为学生较好的开展后续的专业课程的学习，打下良好的基础。同时可帮助学生提早进入专业的学习中，掌握基本概念及术语，激发学生的学习主动性和创新精神，提高教学质量和学生的综合素质[1][2]。因此如何提高学生的学习兴趣，提高课堂的教学效果，一直是我们教师所关注的重点[3]。

1 教学现状

1.1教学对象知识匮乏

概论性课程的教授对象一般是刚进入大学校门的大一新生，对于专业知识的了解与掌握基本为零。而集成电路概论课程，研究内容较庞杂，包括集成电路材料与器件物理、制造工艺、版图设计以及封装测试等知识点，技术术语及基本概念较多。因此，对于知识基础匮乏的大一新生来学习这样一门课程，存在一定的难度。

1.2教学内容庞杂、陈旧

集成电路概论课程的教学内容主要选自教材，研究内容较多，包括集成电路材料与器件物理、制造工艺、版图设计以及封装测试等知识点，技术术语及基本概念较多。对于这些抽象与复杂的知识点，大一新生这样一类特殊的授课对象，很难去很好地理解与掌握。其次书本教材中的教学内容与专业前沿及实际应用涉及较少。例如对于集成电路封装特性分析这一知识点，书本仅仅去介绍封装热分析，电特性分析，而现在随着封装研究的不断深入，封装中的电磁特性已成为必不可少的分析热点之一。如果我们单纯只去按照书本来讲解，使得教学内容与现在实际前沿分析热点脱节，无法使学生获得最新的知识，也就很难培养他们的创新理念，失去了开设概论课程的最终意义。

1.3教学方法过于单一

现在集成电路概论课程主要还是以教师为中心的课堂讲解的教学模式。这种教学方法一方面很难使得学生去理解与掌握抽象的理论知识；另一方面，学生一直处于接收状态，扼杀了学生的创新意识和创新思维，不能调动学生的学习主观能动性[4][5]。

2 教学改革方案

传统的教学方法存在一些问题，我们可以采用项目教学法。它是指紧扣教学大纲以及课堂教学的目标和要求，学生围绕某个具体的学习项目而进行的一个教学活动。教学中充分选择并利用最优化的教学资源，在学习中让学生完全参与进来，实践体验、消化吸收和探索创新，从而提高学生的学习兴趣[6]。

项目教学方法主要可分为项目选择与设计、计划制定与实施、作品提交与交流和总结评价四个大的方面[7]。根据项目教学法的实施步骤，结合实际的概论性课程的教学研究，可分析如下。

2.1项目选择与设计

项目选择与设计即分析与整个课程教学内容，选择与确定项目任务；概论性课程教学内容知识点庞杂，且复杂与抽象。大一新生这样一类特殊的授课对象，很难很好去理解与掌握。因此我们在选择内容上既要考虑教学目标，以书本知识为依据，又要考虑教学效果，从与我们生活比较相关的内容着手，给学生一定的创新空间和求知欲。

2.2计划制定与实施

根据设定的教学项目，确定教学步骤和教学程序。按照小组形式，根据项目内容以及实施计划方案，有条不紊地开展教学活动。此过程中，小组成员之间可相互讨论交流，也可向老师咨询，从而顺利完成项目；

2.3 作品提交与交流

每组对于自己的研究内容，可以多种形式呈现，比如：PPT总结、实物制作、动画以及实物等等。同时对于作品，可以加入提问环节，相互交流，以达到教学基本目标。

2.4 总结评价

考核评估，我们以学生的能力为中心，先由学生对自己的工作自我评估，再由每组组员进行相互的评分，最终教师进行总结优缺点，进行最终的考核。

3 项目教学法应用于集成电路概论课程教学的设计实例

项目教学法以学生为主体，以项目选取为关键，在项目教学过程中把书本的教学内容融入到项目中，通过独立思考、交流等教学形式，同时以学生的能力为评价体系的评价方式[8]。本文，以《集成电路概论》课程中集成电路封装一章的教学为实例，结合实际的教学条件，设计一个项目教学法的教学案例，如下图1所示。图1中主要阐述了项目教学法应用于集成电路概论课程教学中的主要流程，可具体分析如下。

3.1选择教学内容（项目内容）

确立具体项目，得对实际的教学条件进行分析。南通大学江苏省专用集成电路设计实验室拥有一整套ANSYS封装设计与分析软件，如ANSYS Designer SI 、ANSYS SIwave以及ANSYS HFSS等，本项目可选择封装信号完整性一部分的内容，借助于软件的设计与仿真分析，帮助学生从抽象到具体，更好地掌握封装知识。

3.2制定与实施具体教学计划

首先将班级同学进行分组，确立各组的研究内容以及要求；第二部分教师讲解，包括信号完整性基本知识的讲解以及借助软件的仿真演示；第三部分学生通过多种途径收集各自课题的资料，进行整理和归纳，同时借助于软件学会去进行仿真分析，这个过程不但使得学生对于封装知识有了一个较为全面的认识，同时还使得学生对软件的基本使用有了基本了解，充分给出了学生大胆实践，勇于创新的学习空间，在这个过程中教师也要多给学生指导学习思路，及时指导，增加学生的学习兴趣；

3.3成果展示

每组同学结合自己的研究内容，采用PPT结合软件仿真等形式，对于研究成果进行展示，同时老师及班级其他同学可进行提问与交流，让学生在交流展示中提高自己的应变能力，提高学生的成就感。

3.4考核评估

最后一部分考核评估，项目教学法的考核核心以能力为中心。教师根据学生得成果展示质量以及回答问题的灵活应变能力，给这一部分的学习情况打分。通过这种考核方式，来激发学生的创新意识，从而鼓励学生做好下部分知识点的学习。

4 结

本文主要以集成电路概论课程教学为例，介绍了项目教学法在概论性课程中的应用与探索。分析了课程教学现状以及实际的教改方案，实际教学效果表明，引入项目教学法可以使得学生加深对一些抽象知识的理解与掌握，提高了学生的学习主动性，同时提升了灵活运用知识的能力。

参考文献：

[1] 苏春，张继文.美国里海大学“工程实践导论”新生研讨课的组织与实施[J].东南大学学报：哲学社会科学版，2011（S2）.

[2] 杨景常.成功的“专业导论”课将影响学生的一生[J].高等教育研究，2007，23（1）.

[3]孙淑强.高校创新人才培养体系的构建[J].实验室研究与探索，2010（9）：163-165.

[4]修春波， 李红利， 陈亦梅. 概论性课程改革的新思路[J].教育探索，2007（4）：30-31.

[5]刘培生，王金兰，蒋娟娟.“微电子学概论”课程的教学改革探析[J].南通航运职业技术学院学报，2014（1）：109-112.

[6]赵晓蕾.项目教学法在《C语言程序设计》教学中的应用研究[J].教育时空，2015（10）：162，164.

高性能集成电路的概念篇5

所谓EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统。它是以计算机为工作平台，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以EDA工具软件为开发环境，以大规模可编程逻辑器件PLD(ProgrammableLogicDevice)为设计载体，以专用集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、单片电子系统SOC(SystemOnaChip)芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程[J]。在此过程中，设计者只需利用硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionlanguage)，在EDA工具软件中完成对系统硬件功能的描述，EDA工具便会自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。

现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力。EDA技术研究的对象是电子设计的全过程，有系统级、电路级和物理级各个层次的设计。EDA技术研究的范畴相当广泛，从ASIC开发与应用角度看，包含以下子模块：设计输入子模块、设计数据库子模块、分析验证子模块、综合仿真子模块和布局布线子模块等。EDA主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法，然后从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计，在方框图一级进行仿真、纠错，并用VHDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。

二、EDA技术的发展

EDA技术的发展至今经历了三个阶段：电子线路的CAD是EDA发展的初级阶段，是高级EDA系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力，协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图。它可以减少设计人员的繁琐重复劳动，但自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。

EDA技术中级阶段已具备了设计自动化的功能。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计，而且可以代替人进行某种思维。

高级EDA阶段，又称为ESDA(电子系统设计自动化)系统。过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，设计者先对系统结构分块，直接进行电路级的设计。EDA技术高级阶段采用一种新的设计概念：自顶而下(TOP-Down)的设计程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的设计方法，设计者的精力主要集中在所设计电子产品的准确定义上，EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段EDA技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述。可进行系统级的仿真和综合。

三、基于EDA技术的电子系统设计方法

1.电子系统电路级设计

首先确定设计方案，同时要选择能实现该方案的合适元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后，根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行后分析，包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以将分析后的结果参数反标回电路图，进行第二次仿真，也称为后仿真，这一次仿真主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。

可见，电路级的EDA技术使电子工程师在实际的电子系统产生之前，就可以全面了解系统的功能特性和物理特性，从而将开发过程中出现的缺陷消灭在设计阶段，不仅缩短了开发时间，也降低了开发成本。2.系统级设计

系统级设计是一种“概念驱动式”设计，设计人员无须通过门级原理图描述电路，而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚，设计人员可以把精力集中于创造性概念构思与方案上，一旦这些概念构思以高层次描述的形式输入计算机后，EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计。

系统级设计的步骤如下：

第一步：按照“自顶向下”的设计方法进行系统划分。

第二步：输入VHDL代码，这是系统级设计中最为普遍的输入方式。此外，还可以采用图形输入方式(框图、状态图等)，这种输入方式具有直观、容易理解的优点。

第三步：将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。对于大型设计，还要进行代码级的功能仿真，主要是检验系统功能设计的正确性，因为对于大型设计，综合、适配要花费数小时，在综合前对源代码仿真，就可以大大减少设计重复的次数和时间，一般情况下，可略去这一仿真步骤。

第四步：利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理，生成门级描述的网表文件，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品系列进行的，所以综合的过程要在相应的厂家综合库支持下才能完成。综合后，可利用产生的网表文件进行适配前的时序仿真，仿真过程不涉及具体器件的硬件特性，较为粗略。一般设计，这一仿真步骤也可略去。

第五步：利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。

第六步：将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发，通过更换相应的厂家综合库，可以很容易转由ASIC形式实现。

四、前景展望

21世纪将是EDA技术的高速发展时期，EDA技术是现代电子设计技术的发展方向，并着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域随着集成电路技术的高速发展，数字系统正朝着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系统级芯片(SoC，SystemonChip)方向发展，借助于硬件描述语言的国际标准VHDL和强大的EDA工具，可减少设计风险并缩短周期，随着VHDL语言使用范围的日益扩大，必将给硬件设计领域带来巨大的变革。

［摘要］本文从EDA技术的定义及构成出发，系统介绍了EDA技术的发展概况，以及基于EDA技术的电子系统设计的方法和步骤，快速实现系统数字集成，具有深刻的理论意义和实际应用价值。

［关键词］EDA技术电子系统仿真

二十世纪后半期，随着集成电路和计算机的不断发展，电子技术面临着严峻的挑战。由于电子技术发展周期不断缩短，专用集成电路(ASIC)的设计面临着难度不断提高与设计周期不断缩短的矛盾。为了解决这个问题，要求我们必须采用新的设计方法和使用高层次的设计工具。在此情况下，EDA(ElectronicDesignAutomation即电子设计自动化)技术应运而生。随着电子技术的发展及缩短电子系统设计周期的要求，EDA技术得到了迅猛发展。

参考文献：

[1]谭会生，张昌凡.EDA技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001.

高性能集成电路的概念篇6

以学生为主体教学方法的改革和探索

启发式教学

在教学过程中，首先教师要善于在学生已掌握知识水平上提出问题，激起学生的好奇和兴趣，学生为了发现规律或找到答案，就需要对相关知识进行综合、联系、概括，从而起到引导和鼓励学生积极思维的效果。

例如，在讲解叠加定理之前，首先以复习基尔霍夫定律的形式求解一个有两电源作用的电路，接着从求解的结果出发，引导学生研究求解的结果中两部分的物理含义，在分析的过程中不断渗透分解和叠加的思想，从而引导学生发现并理解叠加定理。

理念循序渐进化

在教学过程中，有些概念或规律是教学中的重点和难点，学生理解起来有一定难度。针对这种情况，教师要善于采用由简到繁，循序渐进，深入浅出的原则将该学科中关键的分析理念和分析方法讲授给学生。通过循序渐进的讲解，学生掌握的不仅仅是几个知识点，更重要的是理解了知识之间的相通性以及理念的灵活应用。

例如电路分析中等效的方法。首先，从学生都懂的两电阻串联电路的阻值等于串联电路里两电阻的和说起，关键是让学生明白从电学角度看等效的基本含义是两个可以等效的东西具有相同的特征，即具有相同的伏安特性，接着启发学生理解等效的条件怎么找，等效的结果是什么。学生在明白了简单的电阻等效基础上，学习电压源模型和电流源模型等效中进一步将等效理念深入讲解。学生对等效理念有深入理解的情况下对于二端有源电路的等效模型即戴维南定理的学习就很容易理解。

开展课堂问题研讨

学习完一章或者相对独立的一部分内容后，教师首先应以“知识链”的形式将本章课程的内容层层分解，使学生对所学知识有清晰的框架和完整的认识;然后以研讨的方式把所学知识具体应用到综合例题或问题的求解中。通过上述两个过程达到知识的巩固、完善和提高。

例如学完电路分析的内容后，学生学到了多种计算电路响应的方法，如基尔霍夫定律法、支路电流法、结点电压法、叠加定理、电源等效及戴维南定理等。教师可以给出一道典型例题，首先用让学生独立思考，各抒己见，给出同一问题的不同解法，并比较这些方法在此题中优劣，从而理解各方法适用的场合。通过课堂问题研讨，不仅能加深学生对理论知识的深入理解和灵活应用，而且培养了学生的创新、鉴别和比较归纳能力。

将知识应用到电路设计的教学模式

通过课堂的理论讲解，学生能掌握基本的理论知识，但学习该课程更重要的目标是学以致用，特别是模拟电子技术和数字电子技术两部分内容。为此，将基本知识应用到电路设计的方法是把功能强大的Multisim软件引入教学中。这样不仅能提高学生的学习兴趣，加强理论知识的理解，而且学生可以不用受实验条件的约束而将所学知识应用到仿真设计中，充分调动学生的积极性和自主性，同时与当前科技同步，将提高学生的就业竞争力。

为了督促学生自主应用Multisim软件设计电路，教师需要给学生布置设计题目、安排上机时间和答辩时间。下面以集成运放的教学为实例讲解该教学模式。

教学实例

集成运放是模拟电路中重要的一章，而且广泛应用于信号的采集和处理中。但学生在学习中却存在着诸多难点。另外，如果只是学完理论后解几道课后题而没有接触相关的应用设计，学生学后都感觉收效甚微。为此，我们以集成运放教学为例来说明如何将几种教学方法应用于该课程的教学中，教学思路分两步：理论讲解和自主仿真设计。

理论讲解

首先简单介绍集成运放的内部电路，对于该器件的关键参数的特点学生非常容易理解，比如放大倍数很大、输入电阻很大、输出电阻很小。以放大倍数很大引导学生思考，得出输入在非常小的范围内输出电压与输入电压为线性关系。再通过回顾基本放大电路中输出交流信号的幅度应小于电源电压，从而导出运放的电压传输特性以及对于的两个工作区：线性区和非线性区。

讲解集成运放的两个分析依据这个重难点的内容时不能几句带过，需要由浅入深。首先回顾等效电阻和基本放大电路的输入电阻的概念，让学生意识到集成运放的输入电阻所代表的含义，也就容易明白输入电阻大意味着两端加有限电压端口上电流非常小，可以近似为零。此时再辅以一个简单的没负反馈的电路，引导学生分析两输入端的电流和电压，同时认识到两输入端电压不近似等于零时运放工作在非线性区，从而学生会意识到工作在线性区需要两输入端电压近似为零，并同时思索什么样的电路才能达到此条件。教师先从电压放大倍数和电压传输特性两方面证明此结论，接着将前面给出的工作在非线性区的电路上添加负反馈，然后引导学生得出工作在线性的电路需要连接负反馈电路，并进一步对负反馈的概念以及作用进行讲解。

集成运放工作在线性区的信号放大及运算以及工作在非线性区的应用的讲解可以采用多样化的教学方式。教师首先讲解一个集成运放的典型电路，讲解时要教会学生分析的思路方法和步骤;接着可以采用Multisim软件搭建电路，并给出直观的测量波形，这样既教给学生软件的基本操作，同时激发了学生对新鲜事物的好奇心和学习的积极性;另外还可以选积极的学生上台给大家讲解。

自主设计仿真

在学生掌握集成运放基本原理和应用的基础上，要求学生：自学集成运放在滤波电路和在信号发生器方面的应用;学会使用Multisim仿真软件;2-3人以组为单位，应用Multisim仿真软件设计一个集成运放的应用电路，设计题目可以从老师给出的多个题目中选做一个，也可以自拟;按仿真电路搭建实际电路;写设计报告和设计成果的课堂展示与讨论。

学生选定小组成员和题目后，需要查资料、学习、思考、同组间交流探讨，遇到解决不了的问题找老师帮助。设计结束后，设计成果的课堂展示与讨论这一环节的设计和安排对学生的评价和收获非常重要。为此我们采取了如下方式。

（1）首先教师简单回顾集成运放基本知识和重点知识。

（2）各组学生代表依次讲解他们所做的电路原理、参数选择及仿真电路的演示。学生讲解的先后次序原则：一是先简单后复杂，这样听课的学生能循序渐进理解该部分知识，并会学到一些以前不会的知识。具体为：第一个题目是一个加法运算电路，该组用了两种设计方法并用交流直流两种信号进行了验证。第二个题目是信号采集接口设计，该设计在题目一的基础上加入对运算的实际应用。第三和第四个题目是RC正弦波振荡器设计，该内容是学生自学完成的，讲解的学生将电路原理、参数设计等知识讲授给同学，让两组学生讲解该知识可以起到强化理解作用。第五、六组分别是低通滤波电路设计和波形产生电路设计，尽管“电工电子学”课程对滤波和波形产生内容不做要求，但由于部分学生不满足前面简单的应用，对该内容有极高的学习热情。针对这部分内容，在学生讲完之后，对其讲得不清楚的概念做讲解。第七组是电子止鼾器设计，该题目是一个在生活中非常实用而且将集成运放的放大、滤波及信号发生都囊括得非常好的例子，因此可以使学生对集成运放的实际应用的认识更上一台阶。二是每种电路先讲解1―2个，这样保证学生对所有的应用都有所学习;另外，如果还有一样的题目，则集中放在后面，主要让学生分析各个电路的优缺点。

高性能集成电路的概念篇7

关键词：新兴技术；个性化；电子教材；人机合一；合理应用

随着科技的发展，传感器、微课、极课系统等新兴教学技术陆续进驻物理课堂。新颖、有趣、直观、美好的物理学习过程给师生带来了教与学的新境界。

但随着技术应用的深入，教师发现必须处理好新技术与物理教学之间的关系，不然新技术就会绑架物理课堂，学生对物理的学习停留于表面的新鲜感，减少了过程性学习经历，从而不能有效激发思维。所以，物理教学中对新兴技术的运用必须基于教学目标、契合物理教学内容和过程，为实现学生为主体、教师为主导的教学模式提供良好的辅助实施平台。

对于新兴技术和物理教学科学整合的课题，文章从以下具体应用设计和实例做出思考与建议。

一、开发个性化电子教材，积极回归教材

在教学中，物理教材是自然物理知识、规律的标准承载体，但抵不过复习辅导用书。教材对学习的引领和指导作用依旧在逐渐被漠视、淡化。“回归教材”的呼声境地尴尬。

以上现象的本质原因在于：学习者接受知识过程具有差异性，而固化的纸质教材无法实现个性化教学服务，即做到个性化思维与共性化理论之间的衔接，并将过程不断地修正、提升、强化。所以，学生与教师都需要一种可记录、可以提升学习能力、教学能力的教材。

那么，在现代技术环境下，电子教材就是一种值得开发的教学资源。它能记录个人学习（教学）过程，又可根据不同学习（教学）层次、阶段进行编辑，实现通过教材研究推进学习、纠正、再提升的过程，且每个学习者（教学者）所拥有的是真正为个人所用的个性化教材。设计思路如下：

（一）充分发挥教材各板块的功能

1.概念文字记录板块

（1）概念可操作化

概念和规律实质也是解决问题的思维与方法。通过概念可操作化，帮助学生有效地抓住思维线索，实现思维无序到有序，理解概念的本质，进而将其纳入自己的思维系统。子教材不但可以记录概念操作过程，同时也可以链接实例配加解析说明，完善抽象到具体的指引。

例如，对复杂电路感生电动势的判定，可整理为如下基本思路和步骤：

①根据楞次定律，由磁场变化定位感生电场分布；

②判断含主要元件电路上电流方向；

③根据电流方向确定复杂电路组成；

④检查讨论。

电子教材可配加易错典例，帮助学生练习并纠正，形成正确的分析思路。

（2）概念归位于知识体系

当一个概念规律学习完毕，教师根据学生情况设计延伸，拓展问题设计，帮助学生理清概念主线周围各支线的知识分布和应用，将独立或零散知识点归位于相应知识体系，建立严谨的物理知识构架和思维逻辑。可更新的电子教材则通过链接将这类教学时效拉长、深入。

比如，感生电场的问题提出之后就需加上感生电场做功、能量转化（磁场能转化为其他形式的能）等问题解题思想的渗透，让学生全方位地认识并接受感生电场这一物质的特性，也明了电磁感应现象的本质，启发学生意识到电磁感应现象有两种形式，因此解决问题前首先需判断产生机制，同时学生在对磁场是具有能量的这个观点也会有更好的领会。从感应电流的产生体会电场力的性质，从电路焦耳热的计算体会电场能的性质，全方位地认识电与磁的关系，理清电磁感应现象主线周围各支线的知识分布和应用。

（3）文字表述加注释

教材中概念规律的文字表述比较概括抽象，不能有效地激起学生思维活动的敏感性和活跃性，那么在电子教材中做一段有意思的强调或注释则能增强学生的感性记忆，也对常态、普通的阅读过程起到警醒和愉悦身心的作用，从而提高教材阅读的效率。

例如，通过长期的牛顿力学学习，牛顿的贡献占据学生的记忆。学生认为是牛顿提出“力不是维持物体运动的原因”。

为避免学生学习物理学史的混乱，教师可以在电子教材相应文字描述处附加文字注释，如：伽利略首先提出力不是维持运动的原因。牛顿也不是样样都是第一哦！

通过文字注释，学生对物理学史的学习就会变得更加有趣而准确。

2.插图板块

教材中，插图包含大量的知识信息，是开展思维交流的切入点。教师根据不同的教学阶段在图片处链接设问，为学生的思维提升做好引领作用。如LC振荡电路电流、电荷的变化图像，利用i-t图像做出这样的提问：“请指出充、放电结束相应的时刻、此刻能量储存情况、感应电动势大小情况、画出相应电量关于时间变化的图像”。

在一个章节体系中，将两节平行知识内容所插入的图片联合起来使用，学生通过观察对比，较好地实现知识系统的再构建。

设问式图片阅读法不仅能帮助学生复习所学知识，也能引导学生读图、挖掘图片信息、进行知识拓展等。

3.课后习题等板块

教材中“问题与练习”“说一说”“科学漫步”等栏目将知识外化于形，使相应题材内容更具体，贴近物理研究与生活实践。对于这个内容，电子教材通过微课视频、图片资源加强可视性，便于学生随时获得感性认知，体验规律与具体模型之间的联系，接触将理论应用于实践过程中具体操作带来的新问题。

比如，多用电表、游标卡尺等仪表读数，此类问题涉及的知识点相对独立，容易遗忘，一直是学生学习的盲点。将读数过程制作成微课，结合讲解、演示（可实验或动画模拟），就能起到动态示范的作用。

再如，选修3-1恒定电流串并联电路中52页题2，关于电表的外接法和内接法对实验结果的影响问题，让学生观察、读数，有事实数据为依据，便于学生更好地理解电表内阻对实验值的影响。且可分阶段设置思考：（1）了解电表内阻对真实值的影响；（2）根据两电表的数据变化做出内接或外接的判定，即点触法的情景应用。

将微课、视频资源植入电子教材，不仅为学生阅读教材增加了可读性和知识拓展过程，同时也为这些零散的资源提供了集合体。无论是新课还是后续学习中，学生能自由调用观看或练习，增加了自由度和时效。

（二）教学过程实时记录，将教材、笔记、错题集为一体

在电子教材中，教师可根据学生实际情况增减概念解析和举例内容，补充共享实例。对于规律适用条件、概念延伸应用，可做实例演示，将概念知识具体化，使学生理解全面化、立体化。同时，记录学生出错率较高的错例分析，通过文字、图片、音频讲授等方式利用博客等信息技术手段共享给学生，并记录学生学习情况反馈、最有效的纠错方法或讲解过程等，是一份完整的教学日志。

从学习者角度来看，在方法技能没有演变成思维逻辑能力之前，同样的错误会经常出现。通过电子教材平台，学生可记录自己的学习经历，如错误认识、正确解决方案、学习中产生的疑问、自己的错例，实现教材与学习笔记、错题集的统一规整，避免资料的零散性、独立性，是一份有用的学习笔记。

（三）电子教材为新高考改革后学生自主学习提供了资源

浙江省新高考政策下，学生可选择高考科目和考试时间，学习个性化将得到满足。电子教材可对那些需要提前学习物理的学生提供有力帮助。学生可通过电子教材的指引预习、复习相关内容，为之后的学习预留时间，从而实现学习的选择性和自主性。

二、发挥科技产品对过程性学习体验的促进作用

1.传感器的使用要做到人机合一

传感器可以方便、高效地收集数据，并通过计算机形成研究物理量之间的函数图象。但传感器的应用不能仅限于数据测量的灵敏和方便，教师通过设计合理的教学环节，实现机器的感知与人体、思维感知的统一――人机结合，为学生深刻理解概念创造思维细节。

比如利用速度传感器进行v-t图像教学。

第一层面：通过传感器可记录实验者的行走速度，让学生描述运动状态的变化。这一过程由机器去感知人的运动，再将形体感知与图线显示相融合，明确图上记的图像所记录的运动情况。

第二层面：预设一v-t图像，让一位学生去指挥另一位学生以自己的行走速度去拟合已知图像，这样学生既能体会到2m/s的速度究竟有多快，同时也能很好地理解v-t图像中图线变化的具体物理意义。

以上体验过程诠释了学与用的两个过程。学生通过肢体操作和小组分工合作，获得v-t图像的感性认识，再将实际情景与图像整合为一，最终形成图像分析的思维方法，明了v-t图像记录的运动规律。

2.手机也是实现课堂教学面向全体的学习工具

现代手机就是一部微电脑，将手机应用于课堂有它灵动之处，为平等的教学过程的实现提供了基础。它可使教师、学生摆脱大型电脑的不便，给教学留出更多可活动的时间和空间。

比如手机学习软件不仅可以让每个学生参与，还可在共同操作时迸发集体智慧，在短时间内获得更多随机的数据结论，积累感性认知并最终归纳出物理事件初步规律，再上升到理论描述、推导与应用。

利用手机学习将是快乐主动的事，这是一种学习情感的培养，更是学习正能量的积淀。

当然，也要避免学生违规使用手机。方法一：教师要精心备课，激发学生的兴趣，要让学生有疑问，吸引学生的注意力。方法二：由学生自己设定手机使用规则。

3.极课系统、课堂答题器等是大数据环境下的高效教学反馈利器

极课系统是一种先进的快速批阅机器，不仅将教师从繁重的批改工作中解脱出来，同时还可快速记录错题率、学情等，给教师工作带来便利。但对每个学生来说，虽然可从教师处查得作业相关数据，但不利于学生自己整理，需要建立一个软件平台以推送作业批改情况。

课堂答题器在国外教学中比较流行。教师设计问题，由学生按按钮选择，联网计算机上立即显示出各选项的选择情况。教师即刻获得学生的听课情况。这也为教师及时发现学生存在的问题提供了帮助，较好地实现了课堂师生的交互性。

三、互联网科技为课堂教学组织形式提供了改革的窗口

微博、授课平台等互联科技的端口为传统的课堂模式带来了新气象。学生与教师的沟通不再局限于课堂，文中提及的电子教材共享内容的推送等需要互联网支持。通过网络平台，打破课程时间、空间的限制，提高课堂内外的学习效益，也使学生获得更为平等的教学资源。

新时代，学生和教师总是在最前沿感受着教育改革浪潮的冲击。作为教师，应勇于冲在教育改革的浪尖，多尝试新技术与物理教学的结合实践，合理应用科技手段解决问题，带领学生更快地走进物理，体验物理思辨和探究的过程，掌握科学的学习方法，形成正确的物理思维。

参考文献：

[1]曾令国，胡国进.在中学物理教学中推进教育信息化的重要性及主要路径[J].知识窗（教师版），2012（6）：50-51.

[2]王然，郭鸿.电子教材的研究与设计[J].中国远程教育，2014（9）：82-87.

[3]周晓晓.教育技术促进社会和情感学习[J].上海教育，2016（17）：14-17.

高性能集成电路的概念篇8

[论文摘要]21世纪初概念规划从特大型、省会型城市开始发展到中小城市，而且仍有继续向城市的某个开发_x、某个街区微观层次延伸的趋势。南京市广州路科技街基于概念规划功能定位确定了倡导科技产业的集群发展、引八紧凑街区模式的城市经营，强调科技又化与地域又化的结合满足环境容量的空间管治、注重特色的景观形象塑造等发展理念。

21世纪初概念规划从特大型、省会型城市开始发展到中刁\城市而且仍有继续向城市的某个开发区、某个街区微观层次延伸的趋势。南京市广州路科技街的概念规划、是概念规划在微观层次实践中的一次尝试，它将概念规划推向了一个新的领域

1国概念规划的特征与优势

1.1概念知伐j的社会功能

概念规划的特证在于规划内容的概念性、规划性质的研究性、规划方案的框架性、规划功能的战略性与方向性，解决的是诸如城市功能定位、发展方向、规模控制、产业结构调整、空间结构优化、基础设施总体布局及生态网络构建等有关城市未来发展的战略性问题。因此，概念规划有着其它类型的规划无法比拟的优势

(1)分析视角的全局性，即从城市发展的外部环境着眼，将规划研究对象置于区域的大背景中，系统考察其功能定位及现在、未来可能}7竞争优势，从而对城市发展的基本脉络和轨迹进行方向性把握。

(2)所指问题的根本性，即所针对、研究的问题大多是牵涉城市未来发展的方向性、战略性、根本性的问题，而对于一些具体层面的问题则采取回避的态度，或者划入其它类型的规划的管辖范围

c3)对策方案的框架性，即概念规划仅指出城市朱来发展的战略性指导原则与可取的发展方向、模式、路径，提供总体的发展思路框架和策略导引、一般不涉及具体的建设方案与实施意见。 为此、概念规划强调理论依据的正确性与权威性、演绎推理的严密性与逻辑性、思维理念的前瞻性与创新性、方案成果的思辩性与可比r一生。一个好的概念规划、其新思维、新理念、新视焦、新方法等往往可使规划文本内容具有很强的可读性，而此概念规划也往住成为一本解读历史、审视现状、预测未来的重要参考书

概念规划的这一本质属性使其不仅仅适用于宏观层面的城市规划，同样也适用于相对微观的规划对象。例如、城市中的某个开发区、某个街区乃至于某条街道，也同样适用概念规划的方法、思维、理念等，它们通过概念规划可明确其功能定位，研究其未来的发展战略，从而赋予传统意义上“感性，，占主导的‘物质性，，规划以更多理性的成分，从这个意义上说、概念规划从宏观走向微观的历史性选择显然不是东施效肇式的无病。

1。2栩沦澎吠}j微观化的社会意义

面对瞬息万变的发展环境和日趋激烈的竞争态势，无论是城市还是城市的某一组成要素(如开发区、街区等)都无一例外地面临生存和发展的严峻挑战、它们都在谋求提升综合竞争力的有效战略与战术。因而在概念规划的功能得到社会认可后，这种规划手段和方法从一开始就存在着被运用、推广与演绎的可能。至少，概念规划为突破物质性规划重感觉轻思维、重形态轻机理、重局部轻整体等的种种局限提供了一种新的途径、而概念规划自身的功能优势使其在向微观层次发展时首先获得了一般意义上的显而易见的社会意义。

2. 合与衔接的尝试

囚此，概念规划的首要目的就是要论证广州路能否成为科技街及成为什么样的科技街j显然。这样的规划要求是传统物质性规划难以胜任的。

3广州路科技街概念规划的基本思路

广州路地处南京市中心城区，隶属鼓楼区，东起中山路路口，西至虎踞路路口，与上海路、宁海路、拉萨路、虎踞关交汇，全长2 .6 km是南京市东西向的重要通道。规划范围为沿路进深约60 m~150 m的街c,总用地面积约76万m=(图1)

为了满足委托方的要求，概念规划首先对广州路发展条件进行解读与p,j析并在此基础上对其进行科学定位从产业、空间布局、用地、文化、生态、景观等方面提出综合发展可能性及_其策略引导。

3 .1区域背景分析

全球化、信息化、知识化时代的来临为科技产业的发展提供了难得的历史机遇而长三角科技产业的迅速崛起及南京‘科教兴市战略的实施则为广州路科技产业的发展注入了巨大的动力，与10年前不同的是，拥有雄厚科技实力的南京已经在华东地区乃至中国占据了重要的一席。然而，分散的科技园模式使得南京缺少“聚核”不完整的产业链与低端的产业结构不能引导南京的科技产业向更高水平跃进。而珠江路作为华东地区最大的“电子科技一条街”，所扮演的只是电子产品集散地及大卖场的尾色。囚此广州路科技街的战略定位必须超越珠江路的发展模式。从这一意义上说作为南京中心区发展科技产业的重要空问载体，广州路应在此新的跨越中扮演更为重要的核心焦色。

3 .2区位与资源条件

3 .2，1优势

广州路紧邻南京市正在开成并处于快速

发展中的中央商务区—新街口地区且与其关系正日益从单纯的地域空间联系演化为功能联系。目前广州路与新街口的‘·距离”进一步拉近，且受到新街口的辐射效应，并反哺”于新街口商圈，因此广州路有可能融入新街口的中央商务区并成为其一个重要组成部分。

广州路东接珠江路—二者一起构成南京东西向交通的次干道。交通的对接也延伸、促进了二者在功能、产业等方面的对接.这种一脉相承的关系为已有一定科技发展基础的广州路进一步提升科技产业竞争力、打造强势科技产业提供了不可多得的外部条件。

西连河西新城一河西新城作为南京朱来新cbd的所在地使与之相连的广州路的重要性更加凸显这将给广州路的发展带来新的历史机遇河西开发的溢出效应也将使广州路西端的区位条件得到根本性的改善。

北倚“科技群”—广州路北侧.n线聚集了南京大学、南京师范大学、南京河海大学、南京工业大学等一批全国知名的高等学府和科研机构，并且科技型、知识型企业众多。高新技术企业的比重呈逐年上升态势，而且高校、科研单位的市场化进程正在加速。

绝佳的区位资源条件昭示着广州路科技产业巨大的发展潜力与美好的发展前景。实际上，广州路两侧用地越来越多地受科技商ftjjn和生物医药等企业投资者的青睐就是一个朗显的信号吃图2)。

3 .2 .2不利条件

墨菲指数法分析表朋、目前厂州路正好处于新街口cbd的边缘地带依据核心一边缘理论，由于cbd的强力聚集作用，该区域内的资金、人才、信息、技术等要素会集聚于cbd核l’区域.而边缘地带则因与cbd的垂直差距而丧失应有的发展条件、这将使其考展水平受到一定的制约。厂州路的科技、历史、又化、生态、环境等资源在缺三引力的条件下不能进行有欢的整台1各科研单位尤其是高校，虽具备雄厚的科研实为，但失多已将自己的科研行为囿于校园内.几平与外界没石什么联系，产、学、研无法实现良1生互动、严重制约丁已有“资源.，潜力的发挥和效益实现.进而造成潜在的“资源，，浪费.刀而使广州路处在cbd的阴影区中。

然而，随着南京城市规模的不断扩大，城市中lv区也在扩容，而且中央商务区的功能也随着城市性质与功能的变化而变化，作为以高科技发展为支柱产业的城市，南京的中央商务区中也应该为其准备足够的空间。)}近几年南京市建设重心的发展看，商务劝能区有向北发展的趋势，因此规划主动呼应城市空间的结构性变化，将广州路融才、到cbo中，成为其有机的组成部分，这样，阴影区将有可能成为后发优势最明显的‘朝阳区”。

3 .3功能定位与布局

基于上述分析，规划将广州路的功能定位为;以科技商务为主，集科技孵化、科技展示、科技服务于一体的具有高栩支文化与高品质生态、人文环境的特色街区，成为南京中央商务区的一个有机的组成部分.是南京城市现代化的标志性景观一条街c图3,图4〕

这样的功能定位能否实现取决于规划目标在空间上能否得到实际的演绎为此，规划根据现状及未来可能的发展态势.提出将广州路划分为3个功能区段:

c1)工t高科技产业区即中山路一上海路段。依托南京大学雄厚的科研实力，同时考虑接受相邻珠江路的‘溢出效应”，将其功能定位为i下高科技研发、商贸与展示区，以实现与珠江路的产业链接.形成‘。链”式发展模式，提升综合竞争力。

吃刃科技商务中心区，即上海路拉萨路段、以其现有的设施条件与核心地段的区位，拟规划建设成科技街的核心功能区，进一步强化科技街的中，服务功能、彰显科技街的开象、

(3)生物医药产业区，即拉萨路虎踞路段凭借该地段医院密集、生态环境良好的优}>拟培育成为生物医药产业区并以此为基础努为实现3个功能区段的对接与整台，真正打造成为一条功能完整内涵独特、品质高雅、环境宜人的现代化高科技街、闭基于功能定位的发展理念

4 .1科技产业的集群发展

根据功能定位，广州路科技街应强化集群发展模式、为此规划要求根据科技街三大功能分区进行用地置换，以便有尽可能多的空间资源实现科技关联产业的集群布局。考虑到软件开发企业与生物科技企业在土地利用上集约性高的特殊性，广州路的用地结构应引入工作单元组台模式.采用垂直式的空间布局，使企业集群发展获得更具体的指导

4 .2引入紧国菏区模式的城市经营

目前在广州路的用地结构中.科技用地比例很小.而居住用地吃二、三类居住用地)和商业门面房用地比重很大l台计约占l}0/n)甚至还有占很大比重的闲置用地吃约占6.5%)、还与科技街的功能要求明显不符，由此也导致其有限的空间资源未得到充分利用对此.规划坚持丁功能导向的城伟经营理念，弓尹、了“紧凑街区”的用地模式对用地结构进行丁较大的调整，按照城市中心商务区的开发建设强度全面提高丁建筑的高度与容斗率，提出丁厂州路科技街“上夭(提高建筑高度)入地心开发地下空i动、退居心住)进科(技)、退商(业)进绿(化)”的紧奏街区模式.以提高空间资源的利用效率c图5一图8)、

4.3强调不半吱文化与地域文化的结合

科技街不单纯是科技产业的空间载体，更需要创造特色鲜明、内涵丰富的科技文化基质作为核心支撑，因此广州路不仅应有科技街的‘开”、更应有科技街的‘·神”、广州路沿线分布着我国清末文学巨擎曹雪芹的故居、二战时期留下的拉贝故居、明末清初著名山水画家龚贤的故居、为纪念我国唐代名臣和杰出书法家颜真卿而建的颜鲁公祠等历史又化遗存，这些都为科技街特色文化氛围的营造提供了不可多得的素材。为此，广州路需要将这些历史文化素材融入到科技街的空间、景观组织中，使现代科技文化具有深厚的历史底蕴，从而有利于构建富有南京地域文化特色的科技街区〕

4.4满足环境容量的空间瞥台

广州路科技街的环境容量有限，因此为了营造适宜的精品环境。必负引入生态竞争的规划理念—利用现有的生态环境基质，对广州路进行有效的组织，使其与整体环境保持和谐统一规划通过建立生态、环境容量测评指标体系，借助空间管治的手段控制整冶开发力度与强度，对建筑密度、容积率、绿化率、绿色当量等按区段的功能要求提出规划控制指标，同时，为了弱化交通对环境的负面影响，并考虑到高地价导致的高容积率、高覆盖率的空间发展模式对城市环境的损害，规划鼓励对地面绿化与街区小广场实行“城市补贴’政策，同时对广州路沿线分布着的清凉山、鸡笼山、五台山、乌龙潭等亲绿”“亲水”空间进行开敞式的系统梳理，为提升科技街环境容量保留不可或缺的生态基质

4，5注重特色的景观形象塑造

优美的街区景观是彰显科技文化的外在要求，因此在分析南京城市中心区cbd建筑广州路科技街概念规划的缘起一般源于特殊特殊的积累成就一般。广少}{路是一补一般意义上的“特殊、’。

广州路的特殊性在于其在10多年前的规划中就被定位为‘科技街”。当时的南京市政府为了加速南京高新技术开发区的发展和高新技术商品化和产业化的进程决定将3条东西走向的道路—御道街、珠江路和广州路规划建设成‘南京科技一条街’，作为南京发展高新技术产业的窗口当时3条道路的经济发展基本处于同一起跑线上然而1a多年之后的一今夭珠江路已经从一条名不见经传的普通城市道路一跃成为全国闻名的、拥有“北有中关村，南有珠江路’美誉的、电子科技一条街”，在整i华东地区乃至全国的厂市场上都具有举足轻重的地位。相比之下，广州路就相1[l见拙了。因此，如何整台广州路的空(司资源与科技资源就成为打造科技街战略研究的基本出发点。

对于委托方南京大学—鼓楼国家大学科技园的领导来说对南京布‘广州路科技一条街进行规划整治是一项非常具体的实施性物质规划可做成一个控制性规划或修建性详细规划，甚至直接做成一个城市设计以便付诸实施。然而，委托方却要求先做一个战略性的概念规划，以对广州路科技街进行全面的科学定位尔后再做实施性修建规划。事实证明、委托方的深谋远虑在将概念规划直接推向物质规划领域的同时、也形成了一次难得的具有挑战性的规划机遇—对微观层次的概念规划与实施性物质规划的契景观与城市天际线的基础上，根据广州路自身已有的景观特色，围绕“三段、四个要素、六{、重要节点”的功ul.与景观要求，规划将其定位为“南京新世纪标志性的特色景观街区”。由此规划对道路绿化、建筑风格与建筑界面、标志性建筑的位置，体量、广告、，{、品、色*:等提出了相应的景观要求强调‘轻吸盈)、透叱明)、淡交雅)”的整体建筑风格、同时根据科技功、员的生活、工作特点。注意增加、‘灰空间”与公共交流空间以保持街区景观与城市中心区景观及街区内不同劝能区段景观的协调与纸一、连续与完整。

除此之外，规划还对发展时序、开发管理模式、城市补贴与政策制度配套等万面提出了指导性意见，以增强概念规划的引导性与可操作性，实现与后续建设性整治规划设计的顺利对接。

高性能集成电路的概念篇9

关键词：工程设计，概念设计，创造性思维，创新

1 工程领域中的概念设计

现代科技的迅猛发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展，使产品结构发生了革命性的变化，机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势；计算机技术的飞速发展和广泛应用，深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程，并改变着产品的结构和功能；先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。

工程设计是人们运用科技知识和方法，有目标地创造工程产品构思和计划的过程，几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分（8 ~　15%），然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70 ~ 80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱，是工业创新的核心环节，也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。

工程设计的全过程就是不断建立各种模型，并不断进行综合和分析的过程，即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类：一类是数值计算型的工作，包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格；另一类是符号推理性的工作，主要是方案设计工作。在设计方法学中，前者称之为细节设计，后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段，把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架，及它应包括的各主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化，确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程，它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验，并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料，再经过反复思考、推理和决策，才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。

在工程设计领域中存在这样一个误区：设计、构思的原始冲动是三维概念，最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力，成为创新的桎枯。

三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台，设计师们可以直接从三维概念和构思入手，进行概念设计，形成产品的初步框架，然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力，不必拘泥于平面图纸的限制和束缚，而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。

2 概念设计与创造性思维和技术创新

2.1 创造性思维及其特点

要设计就要有创新，而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维，变换角度，开阔视野，才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维，即通过思维，不仅能揭示事物的本质，而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中，要努力发掘创造性思维的能力，充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一，准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合，善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”，这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。

创造性思维具有如下一些特点：

（1）独创性：创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念，以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑，敢于向传统的陈规旧习挑战，敢于否定自己思想上的“框框”, 从新的角度分析问题、认识问题。

（2）连动性：创造性思维又是一种连动思维，它引导人们由已知探索未知，开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考，探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物，从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法，分析其相反的方面，从顺推到逆推，从另一角度探索新的途径。

（3）多向性：创造性思维要求向多个方向发展，寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散；也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。

（4）善于想象：创造性思维要求思维者善于想象，善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象，善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”只有善于想象，才有可能跳出现有事实的圈子，才有可能创新。

（5）突变性：直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断，出现思想的飞跃，突然闪现出一种新设想、新观念，使对问题的思考突破原有的框架，从而使问题得以解决。

2.2 概念设计呼唤技术创新

技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想，在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会（用户）的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发，是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格，不局限也不依赖于某种特定的模式，以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤：

（1） 多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果；

（2） 对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破；

（3） 突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术；

（4） 新知识与现有知识的合理嫁接；

（5） 产品功能上的兼收并蓄和去粗取精；

（6） 学科间的交叉、交融和借鉴；

（7） 新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用；

（8） 科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。

由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法：

l 智力激励法：又称集智法、智暴法。即通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智，引起创造性思维的连锁反应；

l 提问追溯法：根据研究对象系统地列出有关问题，逐个核对讨论，从中获得解决问题的办法和创造性发明的设想，或是针对新开发产品的希望点（或缺点），逐点深入分析，寻找解决问题的新途径；

l 联想类推法：通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同，从而产生创造性思维和创新的方案；

l 反向探求法：采用背离惯常的思考方法，通过逆向思维、转换构思，从功能反转、结构反转、因果反转等方面寻求解决问题的新途径；

l 系统搜索法：从一个初始状态开始，分析影响系统的各个参量，逐步向前搜索，或采用孤立因素、更换参数等方法获取系统的多种解法并求得最优解；

l 组（综）合创新法：将现有的技术或产品通过功能原理、构造方法的组合变化，或者通过已知的东西作媒介，将毫无关联的不同知识要素结合起来，摄取各种产品的长处使之综合在一起，形成具有创新性的设计技术思想或新产品；

l 知识链接法：创新是一个动态的和复杂的作用过程和知识流，它包括知识的产生、开发、转移和应用，这四个阶段构成一条“知识供应链” 并按照下述原则进行管理：把技术创新过程作为一个集成化的系统，只有将所有涉及该过程的伙伴捆绑在一起，才能发挥最大作用，这些伙伴都应明确什么知识内容才能满足用户最大需求，知识转移的特征和形式是什么，最终用户是谁，他们何时需要使用这些知识？涉及创新的所有信息流和通信流对全体伙伴都是开放的，在每个知识供应者和知识使用者之间建立信息反馈，使信息交换更为有效，知识供应链中每一个伙伴能够感受到整个系统和他们自己都从中获得巨大利益，认识到自己是链中不可缺少的重要环节。该方法适于更大范围内、更高层面上的技术创新。

3工程设计领域中的概念设计技术创新实践

基于上述分析，我们提出了若干种含有技术创新的产品概念设计范例：

（1） 采用先进的控制、驱动和定位系统，由局部小画面组成整体大画面的可变画面巨型灯箱广告机的设计；

（2） 时速超过运七飞机的高速铁路机车车身外型设计，既要满足空气动力学性能，又要有美观的外型，三维cad建模技术和nurbs曲线面理论的应用；

（3） 适应于多弯道和小半径城市轨道交通环境下的摆式列车车身及减振转向架的设计；

（4） 反求工程已广泛应用于一些具有复杂曲面的实物模型（如模具）的三维数据重构，不妨借鉴用来对生物医学图象进行数字图象处理，为医务人员的临床诊断和治疗提供更逼真的三维模型和实体模型；

（5） 基于电动机——发电机可逆原理的新型电动自行车的设计，把（下坡时）车轮转动的动能所转化成的电能再回充给蓄电池，从而增加电动自行车蓄电池一次充电使用的续行距离；

（6） 加工中心自动换刀功能的扩展，用于东风4（11）型内燃机车发动机端面多轴孔加工的自动换箱多轴箱设计；

（7） 把列车检修工人的丰富经验升华为专家系统——基于加速度传感器和单片机控制的智能式检振锤的设计；

（8） 虚拟轴机床（并联机床）的概念设计。

这里以铁路机车车身设计为例，对概念设计及创新的过程加以说明。

时速300公里以上的高速列车在欧美、日本等发达国家得到广泛应用。我国已通过论证并计划在下世纪初建设第一条（京沪）高速铁路。

当我们看到法国tgv（train de la grande vitesse）实验车速达到515.25公里／小时时，我们知道这已经超过了我国“运八”飞机的时速，设计师的头脑中自然应该产生这样的概念：时速300公里的铁路机车车头的外型也应该像飞机那样具有流线型和光顺性，才会有较好的动力学特性。“光顺”一词的几何意义是所构造的曲线、曲面应具有c2连续，且无奇点。从通俗的概念来理解，即为“光滑顺眼”之意。

由这些概念和构思出发，我们可以由整体构思和概念设计逐步进入流线型机车车身的细节设计环节。

铁路工业和汽车工业对车身外型设计的先进性和创新性的都有着一致和迫切的要求。归纳起来应是以下几个方面：

l 具有良好的空气动力学特性，以减少在高速运行时的摩擦阻力。

l 具有良好的结构布局及足够的强度和刚度。

l 具有美学曲面的质感和动感，以美化生活和环境。

l 尽可能短的设计和制造周期，以尽快地占领市场。

显然满足上述诸要求的车身外型曲面是相当复杂的，非一般常规曲面（如柱面、球面、锥面、环面等）所能表达。再者，若按常规设计、制造方法和过程来完成如此高要求的设计外型，则上述第四项要求更是高不可攀。只有积极谋求技术进步，大力推广应用cad/cam技术才是解决车身外型改型频繁、不断创新且满足上述各种要求的关键所在。

近十年来，cad业界涌现出一批象eds的ug、ptc的pro-engineer、matra的euclid、ibm的catia等等一系列优秀的cad/cam软件，为我们提供了一个极好的开发工具和环境。它们的三维实体建模、参数建模及复合（hybrid）建模技术，实体与曲面相结合的造型方法，以及自由形式特征建模（free form feature modeling）技术为我们的设计工作提供了强有力的工具。

这里具体地介绍如何使用ug的free form feature等功能，来实现车身外型的概念设计到细节设计。

ug的free form feature modeling模块把实体建模和表面建模技术集成为一个功能十分强大的建模工具组，它支持复杂自由曲面的造型设计。它的复合建模技术，自由型面特征建模，可视化编辑，多组件装配，二维视图自动生成，尤其是伴随最新ug v14.0版本推出的全新概念设计wave（what-if alternative value engineering）可使不同部门的工程师在设计的早期阶段，站在系统工程的角度，同时针对多种可供选择的方案进行评估，通过将设计意图组织到一个“控件结构”中去，使工程师十分有效地控制设计变更，而且所发生的变更会自动地传递到上级设计中去。

这里以创建流线型机车车身外型为例，具体步骤如下：

（1） 根据前节所述模线的来源，本例参考法国tgv和德国ace机车外型模板，并加以个性化修改。所选定的23条模型基线见于图1。

外形模型基线 向等值半径线云图

以这一组模线为基础，采用ug的free form feature / through curve来创建曲面；采用info/ analysis / face curvature功能来观察和分析该曲面的光顺性，图2即为车身外型曲面及顶面法向半径等值线云图。

在构造模线的原始数据中可能有“瑕点”，或者仅凭“感觉”进行判断，创建的曲面不一定能完全满足c2连续的条件和光顺性的要求,可以通过光顺处理予以满足。图3是对其中一条模线进行光顺处理的过程。值得重视的是：获得一组光顺的模线是生成光顺曲面的必要条件。

采用光顺后的模线重新构造车身外型曲面。采用ug/photo功能并指定材质，可进行着色、光照、渲染，以得到更为逼真的三维造型图。见图4。

图4 机车车身三维造型 图5 机车车身二维投影图

（5） 对机车车身裙部和头部下端，可采用feature / curve / mesh功能分片进行创建。这里充分体现出ug软件对角域曲面的三维造型能力。

（6） 机车车身三维造型基本实现之后，还可进一步作局部修改，由于ug软件的“相关”（associative）能力, 这里进行的修改将影响到它所关联的所有设计过程。

（7） 三维造型细节设计完成之后，其各方向二维视图可由应用软件自动生成，设计人员不必再做重复工作。图5即为该机车车身外型的二维侧视图。

参 考 文 献

[1] 齐从谦.汽车覆盖件具cad/cam中的曲面特征造型及特征识别.中国机械工程:15~18

[2] 熊鸣镝.三维设计将cad应用引向深入.机电一体化.1997.(5):5~7

高性能集成电路的概念篇10

关键词　通信电子线路　课程教学　研究与改革

中图分类号：G424 文献标识码：A

0 引言

21世纪以来，通信技术飞速发展，为了适应科学技术发展，许多重点大学将“高频电子线路”更名为“通信电子线路”。“通信电子线路”是一门重要的专业基础核心课程，是 “电路分析”、低频电子线路（模拟电子线路基础）、“信号与系统”等课程为先修课程的综合性、难度性较大的课程。该门课程也是培养学生分析问题、解决问题的能力，以期达到能设计和运用各种高频电路的能力，为后续的专业课的学习打好基础。本校通信我校通信工程专业拟在2011版培养计划中面向航空特色将“高频电子线路”课程更名为“通信电子线路”，因此开展通信电子线路课程教学研究具有非常重要的意义。

1 课程特点

“通信电子线路”需要在电路分析基础、信号与系统、低频电子线路（模拟电子线路基础）等课程学过以后开设，其后续课程是专业课，如通信原理、无线通信、移动通信等。它是基础课程和专业课程之间架起了一座桥梁。

通过该课程的学习, 学生应了解高频电路重要新技术的发展趋势，熟悉本课程所述各模块的组成、特点、性能指标，以及在通信系统中的地位与作用。深刻理解非线性电路的分析方法及特点；初步建立起信息传输系统的整体概念。掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法以及典型电路，看懂一般的实际电路。由于该课程各个模块都是以非线性电路为主，采用非线性分析方法，理论分析很抽象，涉及实际电路较少，尤其是新的通信实际电路很少，甚至没有。学生往往怕学、怕分析，学习效果不理想。如何建设好该课程及提高学生的实际应用能力是当前亟待解决的问题。针对这一棘手问题，本文将从以下几个方面进行探索和研究。

2 课程体系的建设

我校通信电子线路的课时是72学时，其中理论课60学时，实践课12学时。学时较多，因此教学内容必须丰富。首先，根据相关技术和国际上同类课程最新教材的发展趋势，汲取国内外优秀教材的精华，结合通信学科的最新成果和相关技术的最新方法，我们采用的教材是王家礼的21世纪高校通信类规划教材《高频电路原理与分析》，该教材内容精选，重点突出。

然后针对该课程的难点，将课程内容上进行了优化。整个课程内容主要由两部分构成：无线模拟通信系统的发射机部分和接收机部分。发射机部分由音频放大电路、高频小信号放大电路、高频振荡器、调制器以及高频功率放大电路组成。接收机部分由高频放大电路、本振电路、混频电路、中频放大电路、解调器以及低频放大电路组成。根据这两大部分的内容，按照高频小信号放大电路高频功率放大电路正弦波振荡电路振幅调制电路混频电路解调电路进行教学内容的编排。同时考虑到现代无线电设备中，锁相环作为一个多功能部件用得越来越多，已成为一个基本的高频单元电路，将锁相环原理及应用单独成一章。

随着科学技术的发展，高频集成电路成为系统中不可缺少的器件或部件，增加了高频集成电路的内容，比如，高频电路的集成化、高频集成电路和高频电路的电子设计自动化(EDA)等。并将其作为自学思考部分，课堂上进行有目的地引导学生自学。这样教学中我们就以“讲透概念原理，打好电路基础”为宗旨，在章节次序的安排上尽量符合由浅入深，由个别到一般的认识规律。以分立元件电路为基础，面向集成电路，重点突出电路模型的概念，讲透基本单元电路的工作原理及分析方法，降低知识体系入门的难度，提高学生的兴趣。使学生有一个完整的知识架构，克服了部分学生在学习通信电路难的思维障碍。通过知识体系的建立，达到知识精练、知识体系系统化，与其他相关课程融合，提升学生创新思维能力。

3 教学模式的创新

课程知识体系改革要服从于课堂教学实际需要。在明确知识体系构架基础上，还需要在教学活动过程中加强教学手段、方法和教学理念等教学模式进行创新研究，以提高教学效率和教学效果。教学中我们特别注重了解学生学习状况，针对性加强学生薄弱环节的学习指导，及时收集学生学习效果的信息反馈进行分析，把课程内容的新发展及教师在科研中的应用引入教学内容，把学生的学习重点调整在“工程应用”状态。同时课堂教学引入多媒体信息技术，制作多媒体课件，引入图片、动画、视频等多媒体要素，优化教学过程，充实课堂教学的内容，提高学生学习的兴趣和效果。

根据本课程理论性与实践性都很强的特点，同时也为了更好地培养学生的实践、创新能力，结合通信工程专业实际情况，以发射机系统和接收机系统为主题内容，设计多个验证性和综合性实验，并编写与课程配套的实验指导书。帮助学生理解理论课堂知识，熟练掌握常用电子仪器，掌握通信电子线路分析与设计方法，培养学生的独立思考、综合应用和解决问题的能力。

4 结束语

“通信电子线路”课程是我校通信工程专业的重要课程。这门课程的教学改革直接关系到专业的建设和学生的知识体系搭建，也关系到学生对专业前景的信心。因此，改革完善该课程教学体系，摸索良好的教学模式，增强学生对专业的认同感，提升学生的能力和质量势在必行。

参考文献

[1]　沈伟慈.通信电路（第三版）[M].西安:西安电子科技大学出版社,2011.