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集成电路课程设计

集成电路课程设计

集成电路课程设计范文第1篇

关键词: 《射频集成电路设计》课程 教学改革 理论教学 实验教学

当前无线通信、全球定位及雷达等行业的爆炸性增长推动射频(RF)电路设计领域再次兴起,对射频集成电路设计工程师的需求巨大。不少高校已将《射频集成电路设计》课程作为电子信息类学生的专业必修课。射频集成电路设计与低频模拟集成电路设计及分立射频电路设计是完全不同的工作。本课程涉及多方面的基础知识、信息量大、实践性强,因此搞好射频集成电路的教学工作对提高教学质量、培养学生的实践能力和创新意识、提高就业竞争力等方面均具有重要意义[1]。

一、理论教学方面

1.兼顾基础性与工程性确定授课内容。

目前,“射频集成电路设计”课程有大量的国内外优秀教材可选,如Thomas H. Lee著的“The design of CMOS radio frequency integrated circuits”,Reinhold Ludwig及Pavel Bretchko著的“RF circuit design:Theory and applications”,W. Alan Davis及Krishna K. Agarwal著的“Radio frequency circuit design”,等等。不同的教材针对的读者各不相同,有的针对具有坚实理论基础的研究生,有的针对工程技术人员。针对本科生的教学,前期应讲授基本理论知识,使学生快速进入射频领域,接着转向更实用的射频集成电路设计,避开冗长的数学推导。讲授内容包括传输线分析、Smith圆图、多端口网络、滤波器设计、放大器设计及振荡器、混频器设计等。

建立并完善弹性教学制度。在教学目标不变的情况下,教学计划根据实际情况进行适当调整,从提高就业竞争力的角度使学生得到专业化训练,综合培养职业技能与职业意识。

2.利用生动形象的课件辅助教学。

多媒体课件是提高课堂教学质量的重要手段。制作课程的电子课件,反映教师的授课思想,体现授课内容精华,使学生提纲挈领地掌握知识要点。课件中穿插图片、动画、视频等媒体素材[2],力求生动形象,使学生印象深刻。课件与板书相互补充,取长补短,避免枯燥的课堂讲解,很好地完成教学目标。在多媒体课件的教学过程中,不断积累经验,注重与同类课件之间的交流,取其所长,不断完善。教师应不断提高自身的专业素养及创新能力,使多媒体课件真正发挥集中性和交互性的作用,活跃课堂气氛,培养学生的学习兴趣,激发学生的感官效能,加快知识点的接收、理解和记忆,促进学生自主学习,提高教学效率。

3.以教师为主导和以学生为主体相结合。

教学过程中,教师起主导作用。教师不仅要有丰富扎实的理论知识和实践操作能力,而且要有丰富的教学、科研经验。要利用教学、科研、产业化相结合的新型模式,将科研优势转化为教学优势,用科研、产业的成果丰富和完善射频集成电路的理论与实践教学。要通过课程项目研究开发、项目教学与成果转化,做到与行业接轨。在课程项目化过程中要与企业建立密切的联系,在课程内容和实践教学体系的设置上不断调整,力求带给学生最新的知识与技能,保证让学生学有所用[3]。应追踪国内外专业动向,对近几年射频集成电路领域所取得的成果和有待深入研究的问题进行介绍,保证课程内容的时效性与先进性,让学生了解射频集成电路行业的现状及发展趋势,激发学生的学习兴趣,取得较好的教学效果。

高质量的课堂教学不仅与教师的专业知识、教学能力有关,学生的专业背景、学习能力和学习态度对课堂教学的有效性也有一定的影响。教师在授课过程中要活跃课堂教学气氛,循序渐进地引导学生进行思考,培养其自主学习能力、表达交流能力,营造快乐学习的氛围。

二、实验教学方面

1.从基础性、全面性、工程性三个方面完善实验内容。

射频集成电路的问题较多地表现在电路匹配、灵敏度、器件参数一致性等问题,解决这些问题需要有强大的工具支持。ADS(Advanced Design System,先进设计系统)是一种功能强大的射频电路设计工具[4]。实验内容的设置包括基础部分和工程部分,并兼顾全面性的要求。基础部分包括DC仿真、AC仿真、S参数仿真、瞬态仿真等,工程部分包括射频滤波器、低噪声放大器、混频器设计等。

2.建立网络教学平台。

网络教学平台在时间和空间上对课堂教学进行了扩展。下载中心有大量的与课程相关的资料,包括国内外优秀教材推荐,国内外射频领域的优秀团队及最近研究进展,实用软件学习指南,典型的工程实例,等等,为感兴趣的学生进行更深入的研究提供了捷径。学生可在网上与教师进行交流、挖掘潜在人才。

三、结语

本文从理论教学和实验教学两个方面对“射频集成电路设计”课程教学改革进行了有益的探讨。经过近几年的研究及建设,本课程的教学取得了较好的效果,深受学生好评。

参考文献:

[1]Reinhold Ludwig.射频电路设计――理论与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

[2]王云,褚庆昕,涂治红.射频电路与天线立体化实验教材建设[J].中国现代教育设备,2011,11:124-126.

集成电路课程设计范文第2篇

关键词:集成电路设计与集成系统;CDIO;一体化

1 CDIO一体化课程

CDIO一体化课程是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的构建能力为一体的方案所设计出的课程计划[1]。即按照CDIO(构思-设计-实施-运行)理念,在不增加教学内容和时间的基础上,调整和优化原有教学的计划,以实现知识、能力和态度培养的一体化及专业技能与人文素养培养的一体化。同时,CDIO一体化课程也是“做中学”和“基于项目的教育和学习”(project based education and learning 简称PBL)的具体体现[2]。PBL区别于传统教学法实现了三个转变:以教师为中心转变为以学生为中心、以课本为中心转变为以项目为中心及以课堂为中心转变为以经验和能力为中心。强调学习的目的性和主动性。

2 集成电路设计与集成系统专业课程体系及问题分析

课程体系理论对课程计划的研究与设计起着指导意义,从一定程度上反映了对学科知识体系和学生能力培养的认知[3]。下面从课程组织上来分析集成电路设计与集成系统专业传统课程设计存在的问题。

集成电路设计与集成系统专业课程组织及问题分析。基于Grinter报告[4],现将我校集成电路设计与集成系统专业的公共课,专业基础课和专业课等进行了重新划分,如表1所示。再对比麻省理工学院(MIT)的航空航天工程专业课程[5,6],(MIT多年来被QS世界大学排名和世界大学学术排名评为世界第一,其已成为CDIO工程教育的标杆),讨论了基于CDIO一体化课程理念下我国集成电路设计与系统专业在课程设置上存在的问题:(1)工程实验课程比例低。工程分析与设计及工程实验类需要发挥学生能动性的课程仅为21%,远低于基础科学等理论课程.而麻省理工学院2014级航空航天工程专业课程体系中实践课程学分比例为45%;(2)人文社科类课程比例较低,不足10%。MIT航空航天工程专业课程体系中人文社科类课程学分比例为37%,人文社科类课程目标是培养学生作为一个公民应具有的基本素质和作为专业人士应具有的职业道德,在强调专业教育的同时不可忽视人文社科类的教育;(3)选修课比例不足。非限定性选修课程不足5%。而MIT课程体系中选修课程比例为55.8%,其中非限定性选修课程比例为24%。大量选修课的设置充分给予了学生学习的主动性,尊重学生个性发展及创新力的培养。

3 基于CDIO的集成电路设计与集成系统专业一体化课程体系模型研究

集成电路设计与集成系统作为一个典型的工科类专业,注重学生的动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力及人文素养的培养。而课程体系的建立能从学科知识体系方向来引导学生各方面能力的培养。

集成电路设计与集成系统专业一体化课程设计。采取“自上而下”的总线型结构模式,如图1。即以项目设计为导向,先给出宏观、整体的概念,再由宏观到微观,由整体到局部,由项目所涉及的专业知识到专业知识所涉及的专业基础知识等展开整个课程。

对比传统课程体系具有明显的优势:第一,通过以职业方向为导向的规划,学生可根据自己兴趣选择适合自己的团队,达到因材施教的目的;第二,以组建团队来制定课程并完成项目,打破了传统的分班教学制,学生通过相互讨论,沟通以解决问题能培养团队合作意识。第三,实现了学科间的相互支撑及联系,学生每上一门课程都能明确该课程与先修课程和后续课程之间的联系,以及整个课程体系的学习目的。第四,经历了一到六学期的学习为最后项目的实现做好了充分准备,若以该项目为学生的毕业设计可提高论文质量,又避免了论文作假,抄袭等现象等。第五,从课程组织上看,以项目为主线展开的必修课程大大减少,除此以外的专业课程、专业基础课程和学科基础课程均作为选修课程,使学生拥有更多跨专业学习的选择机会。另外,人文社科类等公共课程贯穿于整个大学课程中,以实现专业技能与人文素养的一体化培养。

与此同时,该课程体系对当前的教学模式也提出了相应要求,比如学生学习方法和教师授课方式的改革,教师团队培养的改革,学生考核方式的改革,配套教材的改革等等。

结束语

围绕CDIO理念,重新构建了集成电路设计与集成系统专业一体化课程结构,即以专业方向指导项目,再以项目指导课程,将能力培养融入理论学习,将知识应用融入项目实践。希望借助课程体系改革,以实现集成电路设计与集成系统专业学生知识、能力和态度培养的一体化,专业技能与人文素养培养的一体化。同时,对我国高校工科类课程体系改革具有一定的指导意义。

参考文献

[1]顾佩华,包能胜,康全礼等.CDIO在中国(上)[J].高等工程教育研究,2012,3:24-40.

[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,3:1-6.

[3]王伟廉.高等学校课程体系现代化研究[D].厦门:厦门大学,2004.

[4]孔寒冰.国际工程教育前沿与进展2007[M].浙江:浙江大学出版社,2009:179-192.

[5]张英.基于CDI0理念我国机械设计制造及其自动化专业本科课程体系研究[D].浙江:浙江大学,2014.

集成电路课程设计范文第3篇

1数字集成电路设计实验课程教学现状

数字集成电路设计课程为黑龙江大学集成电路专业学生本科阶段的必修课。传统的数字集成电路设计实验教学课程可使学生加深对所学理论知识的理解,熟练软件使用过程,增强动手操作能力,但还存在如下三方面问题:A.实验教学方法有待改进。在传统的数字集成电路设计实验教学中,上课前,学生基本不了解实验仪器和软件,也不清楚实验课的内容。课程开始后,教师需要把相应理论知识、仪器操作和软件使用等内容一一讲授清楚,在有限学时内,更多的讲授时间就压缩了学生动手实验和探索更深入问题的时间,不利于学生实践能力的培养。B.实验课程内容相对简单。目前,黑龙江大学数字集成电路设计实验课程的内容较为基础,基本单元电路的设计仿真占比较大,开放性实验项目不多。实验内容主要涉及比较器、编码器和加法器等基础门电路的仿真,学生使用ModelSim软件通过Verilog语言编写相应电路的网表,然后编写对应testbench文件并进行仿真验证所写电路网表功能的正确性。这类基础实验有利于学生熟练掌握编程语言和软件使用,并加深对基本单元电路的理解,但内容相对简单,对于学生设计综合能力的进一步培养还有所欠缺。C.实验课程考核机制单一。传统数字集成电路设计实验课程的考核成绩只做为其理论课程总成绩的一小部分。黑龙江大学的数字集成电路设计实验课程的考核形式一般为学生每次实验课程中是否完成了几项规定的实验内容,所有实验内容完成后所得成绩的叠加即为该门实验课程的总成绩。由于实验内容具有固定性和同一性,成绩较好的学生快速完成实验内容后难于进一步进行探索研究,这种简单的考核方式无法很好反映出学生掌握实验技能的梯度,也不利于学生发挥创新型思维进行设计实验,阻碍了学生的实践能力发展。

2基于翻转课堂教学模式的改革探索

A.课堂翻转,提升学生学习质量。在翻转课堂教学模式中,教师应由专注“如何教”转向研究学生“如何学”。在数字集成电路设计实验教学中,教师可根据本次课程的实验内容,在课程开始前一周将相应的学习知识点、软件操作、硬件搭建及要解决的问题以电子文档或视频的形式放于共享平台上。学生需要在共享平台上进行课前学习,学习期间应查阅相关参考资料,将简单的知识点尽量通过自学解决,将重点难点问题标记出来,在课堂中与教师或学习小组交流、讨论,并最终解决问题[2]。这种翻转课堂教学模式改变了传统课堂的教学方式,强化了学生主动学习的意识,提高了课堂时间利用率,可提升学生的学习质量[3]。B.实验课程内容和模式改革。实验课程对学生基础知识掌握情况的检验和设计能力的培养至关重要,因此,应打破传统实验课程辅助理论课程开设的现状,将数字集成电路设计课程实验部分作为一门拥有独立学分的必修课。实验内容应具有基础性、多样性、创新性和完整性,确保学生在做好基础性实验后,切实提升创新性实验能力。实验内容中应增加综合电路设计题目所占比重。目前,实验室拥有SEED-XDTKFPGA教学实验平台,拥有视频显示、LED显示、数码管等验证设备,可开设多种实验教学项目。学生可利用该平成编写源代码、综合、编写测试文件、功能仿真、约束设计、布局布线后仿真、生成FPGA下载代码文件、FPGA下载程序和实验平台验证结果全流程。应充分利用SEED-XDTKFPGA教学实验平台的强大功能,将该平台贯穿数字集成电路设计实验课程始终,如:可增加数码管显示、LED跑马灯、频率计等基础实验项目,独立电路设计项目也应利用该平台进行开展。这对于提高学生的数字电路设计能力、动手实践能力和掌握FPGA开发过程具有重要意义。C.完善实验课程考核机制,注重学生创新能力培养。应建立课前学习考核制度,督促学生做好课前学习。翻转课堂教学模式若要在数字集成电路设计实验教学中达到好的效果,就必须建立适当的课前考核机制。可将学生课前学习时长和通过课前学习掌握基础知识的程度作为一项课程考核指标,考核分数计入最终实验课程成绩内(占实验总成绩的20%),进而督促学生必须做好课前学习。数字集成电路设计课程实验部分的主要任务是培养学生的数字集成电路设计能力,因此,要注重实验中创新性设计能力的考核。以往实验总成绩由每次实验得分累加获得,改革后,实验总成绩应为课前学习考核得分(20%)、每次完成实验内容考核得分(20%)和完成一个独立电路设计实验考核得分(60%)三项累加获得。独立电路设计实验需要完成电路建模、电路网表编写、testbench编写和在FPGA实验箱进行功能验证等工作。教师可根据学生在设计过程中每一步骤的完成情况给出准确的评价分数,这样可以较为细致地检验学生对基础知识和电路设计能力的掌握情况,而且独立电路设计实验分值占比较高,如果不能完成电路设计,则该门课程无法通过考核,可通过这种方式调动学生的积极性,加强学生的紧迫感,提高学生的学习质量。

3结语

通过对翻转课堂教学模式的研究,结合黑龙江大学数字集成电路设计实验教学课程现状,探索了基于翻转课堂的实验教学方法。该方法根据目前实验教学课程存在的问题,提出了课堂翻转、完善课程考核机制和实验内容改革的方法,可以增强师生之间的交互性,增加学生动手实验的时间,有助于教师在课堂上更好地掌握每一位学生真正的学习状态和学习效果,从而有效提升学生的数字集成电路设计能力、创新思维能力和实践能力。

参考文献:

[1]石端银,张晓鹏,李文宇.“翻转课堂”在数学实验课教学中的应用[J].实验室研究与探索,2016,35(01):176-178.

[2]王伟.基于翻转课堂的《土木工程材料》实验教学研究[J].四川建材,2018,44(08):245-246.

集成电路课程设计范文第4篇

【关键词】集成电路 理论教学 改革探索

【基金项目】湖南省自然科学基金项目(14JJ6040);湖南工程学院博士启动基金。

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)08-0255-01

随着科学技术的不断进步,电子产品向着智能化、小型化和低功耗发展。集成电路技术的不断进步,推动着计算机等电子产品的不断更新换代,同时也推动着整个信息产业的发展[1]。因此,对集成电路相关人才的需求也日益增加。目前国内不仅仅985、211等重点院校开设了集成电路相关课程,一些普通本科院校也开设了相关课程。课程的教学内容由单纯的器件物理转变为包含模拟集成电路、数字集成电路、集成电路工艺、集成电路封装与测试等[2]。随着本科毕业生就业压力的不断增加,培养应用型、创新型以及可发展型的本科人才显得日益重要。然而,从目前我国各普通院校对集成电路的课程设置来看,存在着重传统轻前沿、不因校施教、不因材施教等问题,进而导致学生对集成电路敬而远之,退避三舍,学习积极性不高,继而导致学生的可发展性不好,不能适应企业的要求。

本文结合湖南工程学院电气信息学院电子科学与技术专业的实际,详细阐述了本校当前“集成电路原理与应用”课程理论教学中存在的问题,介绍了该课程的教学改革措施,旨在提高本校及各兄弟院校电子科学与技术专业学生的专业兴趣,培养学生的创新意识。

1.“集成电路原理与应用”课程理论教学存在的主要问题

1.1理论性强,课时较少

对于集成电路来说,在讲解之前,学生应该已经学习了以下课程,如:“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”等。但是,由于这些课程的理论性较强,公式较多,要求学生的数学功底要好。这对于数学不是很好的学生来说,就直接导致了其学习兴趣降低。由于目前嵌入式就业前景比较好,在我们学校,电子科学与技术专业的学生更喜欢嵌入式方面的相关课程。而集成电路相关企业更喜欢研究生或者实验条件更好的985、211高校的毕业生,使得我校集成电路方向的本科毕业生找到相关的较好工作比较困难。因此,目前我校电子科学与技术专业的发展方向定位为嵌入式,这就导致一些跟集成电路相关的课程,如“微电子工艺”、“晶体管原理”、“半导体物理”等课程都取消掉了,而仅仅保留了“模拟电子技术”和“数字电子技术”这两门基础课程。这对于集成电路课程的讲授更增加了难度。“集成电路原理与应用”课程只有56课时,理论课46课时,实验课10课时。只讲授教材上的内容,没有基础知识的积累,就像空中架房,没有根基。在教材的基础上额外再讲授基础知识的话,课时又远远不够。这就导致老师讲不透,学生听不懂,效果很不好。

1.2重传统知识,轻科技前沿

利用经典案例来进行课程教学是夯实集成电路基础的有效手段。但是对于集成电路来说,由于其更新换代的速度非常快,故在进行教学时,除了采用经典案例来夯实基础外,还需紧扣产业的发展前沿。只有这样才能保证人才培养不过时,学校培养的学生与社会需求不脱节。但目前在授课内容上还只是注重传统知识的讲授,对于集成电路的发展动态和科技前沿则很少涉及。

1.3不因校施教,因材施教

教材作为教师教和学生学的主要凭借,是教师搞好教书育人的具体依据,是学生获得知识的重要工具。然而,我校目前“集成电路原理与应用”课程采用的教材还没有选定。如:2012年采用叶以正、来逢昌编写,清华大学出版社出版的《集成电路设计》;2013年采用毕查德・拉扎维编写,西安交通大学出版社出版的《模拟CMOS集成电路设计》;2014年采用余宁梅、杨媛、潘银松编著,科学出版社出版的《半导体集成电路》。教材一直不固定的原因是还没有找到适合我校电子科学与技术专业学生实际情况的教材,这就导致教师不能因校施教、因材施教。

2.“集成电路原理与应用”课程理论教学改革

2.1选优选新课程内容,夯实基础

由于我校电子科学与技术专业的学生,没有开设“半导体物理”、“晶体管原理”、“微电子工艺”等相关基础课程,因此理想的、适用于我校学生实际的教材应该包括半导体器件原理、模拟集成电路设计、双极型数字集成电路设计、CMOS数字集成电路设计、集成电路的设计方法、集成电路的制作工艺、集成电路的版图设计等内容,如表1所示。因此,在教学实践中,本着“基础、够用”的原则,采取选优选新的思路,尽量选择适合我校专业实际的教材。目前,使用笔者编写的适合于我校学生实际的理论教学讲义,理顺了理论教学,实现了因校施教,因材施教。

表1 “集成电路原理与应用”课程教学内容

2.2提取科技前沿作为教学内容,激发专业兴趣

为了提高学生的专业兴趣,让他们了解“集成电路原理与应用”课程的价值所在,在授课的过程中穿插介绍集成电路设计的前沿动态。如:从IEEE国际固体电路会议的论文集中提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容,并将这些内容按照门类进行分类和总结,穿插至传统的理论知识讲授中,让学生及时了解当前集成电路设计的核心问题。这样不但可以激发学生的好奇心和学习兴趣,还可以提高学生的创新能力。

2.3开展双语教学互动,提高综合能力

目前,我国的集成电路产业相对于国外来说,还存在着相当的差距。要开展双语教学的原因有三:一是集成电路课程的一些基本专业术语都是由英文翻译过来的;二是集成电路的研究前沿都是以英文发表在期刊上的;三是世界上主流的EDA软件供应商都集中在欧美国家,软件的操作语言与使用说明书都是英文的。因此,集成电路课程对学生的英语能力要求很高,在课堂上适当开展双语教学互动,无论是对于学生继续深造,还是就业都是非常必要的。

3.结语

集成电路自二十世纪五十年代被提出以来,经历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模,目前已经进入到了片上系统阶段。虽然集成电路的发展日新月异,但目前集成电路相关人才的学校培养与社会需求存在很大的差距。因此,对集成电路相关课程的教学改革刻不容缓。基于此,本文从“集成电路原理与应用”课程理论教学出发,详细阐述了“集成电路原理与应用”课程教学所存在的主要问题,并有针对性的提出了该课程教学内容和教学方法的改革措施,这对培养应用型、创新型的集成电路相关专业的本科毕业生具有积极的指导意义。

参考文献:

集成电路课程设计范文第5篇

关键词 模拟集成电路设计;理论与实践相结合;仿真实验

中图分类号:G642.4 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)30-0095-02

集成电路设计相关课程体系是各高等院校电子科学与技术、电子信息科学与技术等工科专业核心专业课程设置的重要组成部分,为大学生深入学习掌握集成电路设计的基本原理、分析方法、仿真方式等打下基础。大多数理工科高校对电子类专业开设模拟集成电路设计和数字集成电路设计的课程,对学生进行综合培养。对于模拟和数字集成电路设计,如果要深入到晶体管级进行分析和设计,那都必须进行原理的深入学习。而在现实工作中,数字集成电路设计主要是通过运用高级硬件电路描述语言基于门级对电路进行设计,晶体管级的原理分析只是理论基础。模拟集成电路设计则必须完全深入晶体管级进行分析和设计,所以模拟集成电路设计更加繁琐和复杂,对理论分析的要求也更高。

本文通过笔者多年来在模拟集成电路设计理论和实践教学中积累的经验和教学心得,对如何在繁琐和复杂的教学中使学生更好地掌握知识体系进行探讨。

1 教材的选择

1.1 国外经典教材的参考

集成电路的设计国外特别是美国要领先中国几十年的技术水平,如绝大多数高精尖端的芯片都是被INTEL、AMD、TI、ADI这样的跨国巨头所垄断,在教学知识体系方面自然是美国的高校如斯坦福、加州大学等要比国内高校更加系统和完善。美国出版的多本教材更是被奉为集成电路设计的圣经,如拉扎维编著的《模拟CMOS集成电路设计》、艾伦编著的《CMOS模拟集成电路设计》等。但是即使是被奉为圣经的教材,虽然经典,也有其局限性。如拉扎维编著的《模拟CMOS集成电路设计》对电路的理论分析非常透彻且深入浅出,却缺乏相应的仿真实验来验证其理论分析;而艾伦编著的《CMOS模拟集成电路设计》虽有部分仿真实验来验证其理论分析,但其理论分析又不如拉扎维的教材那么透彻和深入浅出。

1.2 国内教材的选择

国内的高校虽然较国外高校而言在集成电路设计领域起步要晚,差距也很大,但是在近些年国家政策的大力扶持下,已经有了突飞猛进的发展。国内也有了几本模拟集成电路设计知识讲解得比较透彻的教材,比如:清华大学王自强编著的《CMOS集成放大器设计》就从简单知识入手,讲解浅显易懂;东南大学吴建辉编著的《CMOS模拟集成电路分析与设计》分析比较透彻,讲解自成体系。但是国内出版的教材也都缺乏相应的仿真实验来验证其理论分析。

针对国内学生在集成电路设计知识领域基础比较差的现状,可以选择国内讲解得比较简单浅显的教材为主线,并以国外经典教材为参考。

2 教学方法的改进

模拟集成电路设计作为电子科学与技术专业的一门专业核心课程,比某些专业基础课程如电路原理、数字电子技术、模拟电子技术等要难度更大,也更为繁琐和复杂。如果按照传统方式进行讲解,或者说仅仅是按照教材进行理论分析和推导,那么学生很难对这门知识深入理解和掌握。因此,在教学理论知识的过程中,穿教材中没有的、可以验证其相应理论的仿真实验,这样能够更好地使学生理解和掌握理论知识。

2.1 以HSPICE仿真实验为辅助

SPICE是一种可以用于电路仿真的工具,大家所熟知的有PSPICE,它是一种可以适用于分立原件的电路仿真工具,而HSPICE是在集成电路设计领域专业使用的高精度的仿真工具。专业的集成电路设计公司和研究所都是使用UNIX或LINUX环境下的大型专业工具软件进行集成电路设计仿真,而笔者所在高校因为在此领域起步较晚,专业开设也较晚,专业实验室也并不具备,所以并不具备很好的实验条件来进行实验辅助教学。因为HSPICE具有可以在Windows环境下方便使用的小型版本的软件,所以可以很方便地用在课堂教学中。

2.2 理论与实践相结合教学

在繁琐复杂理论分析和推导的过程中,不断地穿HSPICE仿真,来验证理论分析和推导的结果,可以让学生显著加深对理论的理解和掌握。HSPICE仿真部分的内容是清华、复旦、东南大学等高校教师出版的教材里面都没有详细讲解的内容,也是他们课堂理论讲解过程中不会涉及到的知识。而在笔者所在高校以HSPICE仿真实验为辅助,结合理论教学后,取得了积极显著的教学效果,学生对理论知识的理解和课程考试成绩都得到了大幅度的提升。以2008级到2010级电子类专业的学生为例,模拟集成电路设计课程考试得优率从22%提升到了43%以上,学生对此教学方法也是高度认同。

3 结束语

在我国大力实行人才战略,强调人才培养的大环境下,笔者所在高校也响应国家号召,加强本科生培养,实施卓越工程教育,取得积极可喜的成绩。国家在近些年大力支持集成电路设计的产业发展,国内在此领域也有了长足进步,但也更加需要更多的专业人才来满足市场需求。在此背景下,本文积极探索和提高模拟集成电路设计的教学方法,取得长足的进步和发展,也得到学生的高度认同。笔者希望自己的经验和方法可以为兄弟院校相关专业的教学提供参考和借鉴。

参考文献

[1]Lazavi.模拟CMOS集成电路设计[M].西安:西安交通大学出版社,2003.

[2]Allen P E.CMOS模拟集成电路设计[M].2版.北京:电子工业出版社,2011.

[3]王自强.CMOS集成放大器设计[M].北京:国防工业出版社,2007.