数字电路在线实物实验平台建设与教学

围绕如何突破实验教学时空限制,以及满足高阶性数字电路实验教学需要,建设了数字电路在线实物实验教学平台。依托平台打造了线上线下相融合的实验模式,开发了系列在线实验教学项目,以DDS信号发生器设计为例介绍在线实物实验教学设计和实验特色;基于平台开发的实验项目已在国内多所高校推广使用,为同类课程信息化建设与教学改革提供了可借鉴的经验。

一种支持SoC数字电路老化及寿命的评估方法

使用Spice可靠性仿真技术和高温稳态寿命(HTOL)实验相结合的方法,研究不同的MOSFET器件组成的环振电路在持续翻转状态下,不同应力时间和应力电压对其寿命退化的影响。依据仿真结果和Power-Law模型建立数字电路的寿命预测理论模型。通过HTOL实验验证模型的准确性。结果表明,随着时间的增加,器件的寿命退化率逐渐增加,且随着时间的推移,寿命的变化率越来越小。随着应力电压的增加,器件的寿命退化率更快趋向于稳定。器件退化符合R-D模型,仿真结果与试验结果高度,进一步证实了本模型对SoC数字电路寿命预测的准确性。通过这种组合仿真和实验的方法,可以更加准确地评估数字电路的寿命,为芯片制造过程中的可靠性设计提供参考。

黑盒与逆向工程概念在数字电路基础实验教学中的应用

随着电子信息技术的飞速发展,传统数字电路实验内容虽较为经典,其授课模式难以真实反映学生实验完成情况,难以有效促进学生对理论课程知识的深入理解。对此摒弃传统FPGA黑盒实验系统中的正向验证方式,采取逆向分析方法,通过对电路外特性测试,进行电路功能判断,强化学生数字电路理论知识,提高学生逆向工程、自主设计和工程应用能力。实验设计符合工程教育认证标准,提高数字电路实验教学质量。

“数字电路与逻辑设计”课程改革与实践

针对“数字电路与逻辑设计”课程教学过程存在的问题,以培养学生系统设计能力、软硬件协同设计和调试能力为目标,完善教学大纲和课件,建设“学习通”线上课程教学资源,采取线上线下混合教学模式,制作微课视频和课程案例库,增加课程大作业,重新修订实验指导书,采取多元化的考核和评价体系。实践表明,课程改革实施效果较好,提高了学生工程实践能力,兼顾了基础和系统的人才培养导向。

数字电路实验教学改革的探索与实践

分析当前数字电路实验教学现状,提出基于Logisim的仿真平台和FPGA的EDA平台的数字电路实验改革思路,从实验平台选择、实验内容设置、教学环节实施几方面具体阐述改革实施过程,并说明改革成效。

虚实融合三位一体的数字电路与逻辑设计实验教学模式创新

在数字电路与逻辑设计实验教学中,采用线下实验室实验、互联网虚拟仿真实验室远程实验、基于Multisim的EDA软件平台仿真实验虚实融合、三位一体的创新实验模式,引入验证性实验—设计性实验—综合性实验的递进性实验模式,使线下实验资源与网络实验资源的优势得以互补,取得良好的实验效果,可以提高电子实践教学的效率,培养学生的实践能力与创新思维。

基于面包板的“数字电路”实验教学内容设计

“数字电路”实验是高校电子类专业必修且非常重要的课程,针对该课程普遍采用工具箱完成实验存在的问题,提出采用面包板来完成所有实验,学生需要在面包板上进行整体布局设计,再完成每一个实验电路并进行电路正确性的验证。利用面包板完成数字电路实验更加灵活,学生发挥的空间更大,能够很好地提高学生实验的积极性。由于采用面包板进行数字电路实验,学生需要完成更多的电路搭建,通过对实验内容的合理设计,学生能够综合考虑多个实验之间的关系,节约时间且能够加深学生对各知识点之间联系的理解。经过两年实验课程的验证,收到了不错的效果,学生既掌握了理论知识,又能高效地完成实验。

数字电路虚拟仿真教学中NI Multisim软件的应用与探索

随着信息技术的发展,数字电路课程逐渐从传统实验教学向虚拟仿真教学转变,NI Multisim软件作为一种功能强大的电路仿真工具,在数字电路教学中得到了广泛应用。探讨了NI Multisim软件的广泛应用,分析了其在数字电路虚拟仿真教学中的重要性,总结了数字电路虚拟仿真教学中存在的问题,并提出了改进对策,以期为相关人员提供参考。

基于数字电路的线上实验教学模式探索

数字电路实验是理工科高等院校的基础实验课程,现有实验箱授课方式时空不够灵活,虚拟仿真实验授课方式无法还原真实实验操作,两者均不能满足学生的课程学习需求。针对以上问题,该文构建了基于实际硬件电路的远程在线实验教学平台,通过互联网保证学生能随时随地在真实的硬件电路上进行实验操作。设计多层次多类型的实验教学内容和利用线上数字化教学资源,构建远程数字电路课程的实验教学体系,使在线实验教学与线下实验教学在实验设计、操作方法、测试步骤等方面实质等效,提升了实验教学效果。

探究性数字电路综合实验教学设计与实践

传统的数字电路实验实施方案单一,无法兼顾学生个体差异化需求,同时受实验设备、场地管理和时间等因素限制,难以实施高阶性、创新性和具有一定挑战度的实验。在新工科教育背景下,贯彻OBE和CDIO教育理念,通过“五步法”设计数字电路综合实验教学任务。以火箭发射模拟器为项目进行实践,采用国产Robei可视化设计+仿真平台,融合FPGA技术对其进行创新设计,实现虚实结合,引导学生不断探究,培养学生的创新思维和工程实践能力。

“数字电路与系统设计”课程改革与实践

“数字电路与系统设计”是电子信息类专业重要的专业基础课。针对课程教学中存在的问题,对课程进行了改革。对课程内容进行重构,形成了更高效的从数字逻辑基础到复杂数字系统设计的学习路径;在教学实践中,采用自顶向下的设计方法培养学生的工程思维和能力,使用线上资源提高教学效率。课程改革提高了教学效率,也提高了学生的工程实践能力,取得了良好的教学效果。

基于FPGA的永磁同步电机SVPWM的数字电路设计

针对永磁同步电机矢量控制算法中的空间矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)中不能直接实现正余弦计算、无理数乘法的问题进行优化设计。设计了基于查表法和一次线性补偿的正余弦数值计算、有符号数的√3乘法计算模块,并使用Cyclone IV FPGA的硬件乘法器资源,对反Park变换、扇区判断和三相作用时间的计算进行了时序约束,对输入电机编码器数值、旋转坐标系的V_d和V_q参数经过进行计算,输出带死区功能的三相七段式PWM控制信号。在FPGA中实现SVPWM算法精度为3.0×10^(-5),计算时间为1.6μs,对比高性能STM32F429微处理器有一定优势,满足了永磁同步电机的矢量控制要求。

以数字电路为例的AI教学助理

研究背景与现状传统高等教育模式存在的问题传统高等教育模式通常采用面对面授课的方式,学生在固定的教室里接受教师的讲解和指导。虽然这种相对单一的教育模式在过去取得了一定的成功,但是在当今社会已经暴露出了一些问题。传统高等教育模式忽视了学生的个性化需求。每个学生的学习风格、兴趣和能力都不同,学生们被迫按照相同的进度和方式学习,这可能导致一些学生的学习兴趣和动力下降。高等学府师资人才匮乏和分布不均。一些地区或学校的师资力量可能不够充足或质量有限,这导致了教学质量参差不齐的情况,不利于学生的全面发展和优质教育资源的均衡分配。

基于FPGA的“数字电路实验”教学改革

在专业学时压缩的背景下,对“数字电路技术”和“EDA技术”进行了课程融合研究,采用手工布线+FPGA逻辑设计的教学手段和“3+3+1”的实验内容模式,精简了传统实验教学内容,增强了以FPGA为设计平台和以硬件描述语言为主要设计手段的实验教学方式,即分别从实验平台、实验内容和教学方法上进行了精心设计。通过层层递进、环环相扣的实验项目培养学生从数电基础到复杂数字电路系统的全面认知能力。

基于Simulink和GUI的数字电路仿真实验平台设计

为满足新工科与工程认证的人才培养要求,丰富数字电子技术基础教学内容,培养开发学生的创新意识和设计能力,将Matlab应用到课程教学中。利用Matlab中GUI和Simulink仿真工具箱,开发了可视化的数字电路虚拟仿真实验平台,可以对数字电路中常见的组合逻辑电路和时序逻辑电路进行仿真。通过GUI模块建立的可视化界面控制Simulink的参数并运行Simulink仿真,把仿真结果显示在图形用户界面中,方便学生直观地观察结果和加深对理论知识的理解。

基于自主实验的“数字电路”实践教学探索

传统数字电路实物实验在实验室进行,由于实验场地、时间、师资的限制,难于广泛开展。采用便携式自主实验箱后,实物实验的开展不受场所、时间限制,且其具有自主试验区,使开展的实验项目更加灵活多样。通过观看配套的实验文档与视频,即使教师不在场,学生也能完成实验。通过将实验讲义与实验报告合二为一、学生参与实验考核等措施,确保了自主实验的顺利实施。

高速数字电路布局与布线优化算法分析

阐述一种综合考虑高速数字电路布局和布线的优化算法,该算法基于先进的启发式搜索技术,采用创新的优化策略。实验结果表明,在减小信号传输延迟的同时,能够显著降低功耗和减小布局面积。

基于翻转课堂的数字电路课程教学研究

数字电路作为电子信息类课程的专业基础课,是电子信息类本科学生培养方案中的必修科目。翻转课堂教学模式以学生为中心,让学生成为课堂的主导者,教师作为课堂的辅导者,旨在提高学习兴趣和激发学习动机,是教学模式的改革和创新。本文阐述了翻转课堂的优势,进行本科课堂教学可信性分析,并通过数电课程的教学案例进行翻转课堂教学实践,期望通过课程改革,研究更适合应用型本科生的教学模式。

工程教育专业认证背景下计算机类专业课程思政教学的改革与实践——以数字电路课程为例

课程组以计算机类专业课程数字电路为例,对计算机类专业课程思政元素进行挖掘与梳理,并从教学内容、教学方法、评价体系和教师育人水平等方面进行了探索和实践。在工程教育专业认证的背景下,把倡导以学生为中心、以产出为导向、持续改进的工程教育和全员育人、全过程育人的课程思政环节结合起来,使思政元素与专业知识有机融合,可以促进思政教育与专业教育协同育人。

“金课”建设下数字电路与逻辑设计实践教学改革

以往的数字电路与逻辑设计课程教学中注重知识的传授,实践教学多为课程配套的验证性实验。传统的基于书面考试的课程考核方式使学生的注意力集中在课程的理论知识点上,学生对数字电路与逻辑设计系统不能形成一个完整的认识。当遇到实际复杂工程问题时,既不能有效分析问题也不能解决问题,与“金课”的创新性、挑战度和高阶性的要求相差甚远。数字电路与逻辑设计实践教学改革以基于设计的工程学习为教学目标,以项目为驱动让学生学会设计构建一个完整的数字电路与逻辑设计系统。从教学内容、教学方法、教学模式、课程评价几个方面开展实质性的改革与试验,培养多维能力,激发学生兴趣,助推“金课”建设。