集成电路设计的流程步骤
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集成电路设计的流程步骤范文第1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.
集成电路设计的流程步骤范文第2篇
集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。
二、针对企业要求的版图设计教学规划
1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。
三、教学实现
集成电路设计的流程步骤范文第3篇
关键词：集成电路工艺原理；教学内容；教学方法
作者简介：汤乃云（1976-），女，江苏盐城人，上海电力学院电子科学与技术系，副教授。（上海?200090）
基金项目：本文系上海自然科学基金（B10ZR1412400）、上海市科技创新行动计划地方院校能力建设项目（10110502200）资助的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0046-01
微电子产业的快速发展急需大量的高质量集成电路人才。优秀的集成电路设计工程师需要具备一定工艺基础，集成电路工艺设计和操作人员更需要熟悉工艺原理及技术，以便获得性能优越、良率高的集成电路芯片。因此“集成电路工艺原理”是微电子专业、电子科学与技术专业和其他相关专业一门重要的专业课程，其主要内容是介绍VLSI制造的主要工艺方法与原理，培养学生掌握半导体关键工艺方法及其原理，熟悉集成电路芯片制作的工艺流程，并具有一定工艺设计及分析、解决工艺问题的能力。课程的实践性、技术性很强，需要大量的实践课程作为补充。但是超大规模集成电路的制造设备价格昂贵，环境条件要求苛刻，运转与维护费用很大，国内仅有几所大学拥有供科研、教学用的集成电路工艺线或工艺试验线，很多高校开设的实验课程仅为最基本的半导体平面工艺实验，仅可以实现氧化、扩散、光刻和淀积等单步工艺，而部分学校仅能开设工艺原理理论课程。所以，如何在理论教学的模式下，理论联系实践、提高教学质量，通过课程建设和教学改革，改善集成电路工艺原理课程的教学效果是必要的。如何利用多种可能的方法开展工艺实验的教学、加强对本专业学生科学实验能力和实际工作能力以及专业素质的培养、提高微电子工艺课程的教学质量，是教师所面临的紧迫问题。
一、循序渐进，有增有减，科学安排教学内容
1.选择优秀教材
集成电路的复杂性一直以指数增长的速度不断增加，同时国内的集成电路工艺技术与发达国家和地区差距较大，故首先考虑选用引进的优秀国外教材。本课程首选教材是国外电子与通信教材系列中美国James D.Plummer著的《硅超大规模集成电路工艺技术—理论、实践与模型》中文翻译本。这本教材的内容丰富、全面介绍了集成电路制造过程中的各工艺步骤；同时技术先进，该书包含了集成电路工艺中一些前沿技术，如用于亚0.125μm工艺的最新技术、浅槽隔离以及双大马士革等工艺。另外，该书与其他硅集成电路工艺技术的教科书相比，具有显著的两个优点：其一是在书中第一章就介绍了一个完整的工艺过程。在教学过程中，一开始就对整个芯片的全部制造过程进行全面的介绍，有且与学生正确建立有关后续章节中将要讨论的各个不同的特定工艺步骤之间的相互联系；其二是贯穿全书的从实际工艺中提取的“活性”成分及工艺设计模拟实例。这些模拟实例有助于清楚地显示如氧化层的生长过程、掺杂剂的浓度分布情况或薄膜淀积的厚度等工艺参数随着时间推进的发展变化，有助于学生真正认识和理解各种不同工艺步骤之间极其复杂的相互作用和影响。同时通过对这些模拟工具的学习和使用，有助于理论联系实际，提高实践教学效果。因而本教材是一本全面、先进和可读性强的专业书籍。
2.科学安排教学内容
如前所述，本课程的目的是使学生掌握半导体芯片制造的工艺和基本原理，并具有一定的工艺设计和分析能力。本课程仅32学时，而教材分11章，共602页，所以课堂授课内容需要精心选择。一方面，选择性地使用教材内容。对非关键工艺，如第1章的半导体器件，如PN二极管、双极型晶体管等知识已经在前续基础课程“半导体物理2”和“半导体器件3”中详细介绍，所以在课堂上不进行讲授。另一方面，合理安排教材内容的讲授次序。教材在讲授晶片清洗后即进入光刻内容，考虑工艺流程的顺序进行教学更有利于学生理解，没有按照教条的章节顺序，教学内容改变为按照清洗、氧化、扩散、离子注入、光刻、薄膜淀积、刻蚀、后端工艺、工艺集成等顺序进行。
另一方面，关注集成电路工艺的最新进展，及时将目前先进、主流的工艺技术融入课程教学中，如在课堂教学中介绍INTEL公司即将投产的采用了22nm工艺的代号为“Ivy Bridge”的处理器等。同时，积极邀请企业工程师或专家开展专题报告，将课程教学和行业工艺技术紧密结合，提高学生的积极性及主动性，提高教学效果。
3.引导自主学习
半导体产业正飞速发展，需要随时跟踪集成电路制造工艺的发展动态、技术前沿以及遇到的挑战，给学生布置若干集成电路工艺发展前沿与技术动态相关的专题，让学生自行查阅、整理资料，每一专题选派同学在课堂上给大家讲解。例如，在第一章讲解集成电路工艺发展历史时，要求同学前往国际半导体产业规划网站，阅读最新年份的国际半导体技术发展路线图，完成如最小特征指标、工作电压等相关技术指数的整理并作图说明发展趋势等。这样一方面激发了学生的求知欲，另一方面培养学生自我学习提高专业知识的能力。
二、丰富教学手段，进行多样化、形象化教学
集成电路设计的流程步骤范文第4篇
在此，我们重点是讨论集成电路芯片加工过程中的一些关键手艺。
集成电路基本工艺包括基片外延生长、掩模制造、曝光技术、刻蚀、氧化、扩散、离子注入、多晶硅淀积、金属层形成。
关键词：外延、掩膜、光刻、刻蚀、氧化、扩散、离子注入、淀积、金属层
集成电路芯片加工工艺，虽然在进行IC设计时不需要直接参与集成电路的工艺流程，了解工艺的每一个细节，但了解IC制造工艺的基本原理和过程，对IC设计是大有帮助的。
集成电路基本工艺包括基片外延生长掩模制造、曝光技术、刻蚀、氧化、扩散、离子注入、多晶硅淀积、金属层形成。
下面我们分别对这些关键工艺做一些简单的介绍。
一、外延工艺
外延工艺是60年代初发展起来的一种非常重要的技术，尽管有些器件和IC可以直接做在未外延的基片上，但是未经过外延生长的基片通常不具有制作期间和电路所需的性能。外延生长的目的是用同质材料形成具有不同掺杂种类及浓度而具有不同性能的晶体层。常用的外延技术主要包括气相、液相金属有机物气相和分子束外延等。其中，气相外延层是利用硅的气态化合物或液态化合物的蒸汽在衬底表面进行化学反应生成单晶硅，即CUD单晶硅；液相外延则是由液相直接在衬底表面生长外延层的方法；金属有机物气相外延则是针对ⅢⅤ族材料，将所需要生长的ⅢⅤ族元素的源材料以气体混合物的形式进入反应器中加热的生长区，在那里进行热分解与沉淀反映，而分子束外延则是在超高真空条件下，由一种或几种原子或分子束蒸发到衬底表面形成外延层的方法。
二、掩模板的制造
掩模板可分成整版及单片版两种，整版按统一的放大率印制，因此称为1×掩模，在一次曝光中，对应着一个芯片陈列的所有电路的图形都被映射到基片的光刻胶上。单片版通常八九、实际电路放大5或10倍，故称作5×或10×掩模，其图案仅对应着基片上芯片陈列中的单元。
早期掩模制作的方法：①首先进行初缩，把版图分层画在纸上，用照相机拍照，而后缩小为原来的10%~%20的精细底片；②将初缩版装入步进重复照相机，进一步缩小，一步一幅印到铬片上，形成一个阵列。
制作掩模常用的方法还包括：图案发生器方法、x射线制版、电子束扫描法。
其中x射线、电子束扫描都可以用来制作分辨率较高的掩模版。
三、光刻技术
光刻是集成电路工艺中的一种重要加工技术，在光刻过程中用到的主要材料为光刻胶。光刻胶又称为光致抗蚀剂，有正胶、负胶之分。其中，正胶曝光前不溶而曝光后可溶，负胶曝光前可溶而曝光后不可溶。
光刻的步骤：①晶圆涂光刻胶；②曝光；③显影；④烘干
常见的光刻方法：①接触式光刻；②接近式光刻；③投影式光刻
其中，接触式光刻可得到比较高的分辨率，但容易损伤掩模版和光刻胶膜；接近式光刻，则大大减少了对掩模版的损伤，但分辨率降低；投影式光刻，减少掩模版的磨损也有效提高光刻的分辨率。
四、刻蚀技术
经过光刻后在光刻胶上得到的图形并不是器件的最终组成部分，光刻只是在光刻胶上形成临时图形，为了得到集成电路真正需要的图形，必须将光刻胶上的图形转移到硅胶上，完成这种图形转换的方法之一就是将未被光刻胶掩蔽的部分通过选择性腐蚀去掉。
常用的刻蚀方法有：湿法腐蚀、干法腐蚀。
湿法腐蚀：首先要用适当的溶液浸润刻蚀面，溶液中包含有可以分解表面薄层的反应物，其主要优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低。存在的问题有钻蚀严重、对图形的控制性较差、被分解的材料在反应区不能有效清除。
干法刻蚀：使用等离子体对薄膜线条进行刻蚀的一种新技术，按反应机理可分为等离子刻蚀、反应离子刻蚀、磁增强反应例子刻蚀和高密度等离子刻蚀等类型，是大规模和超大规模集成电路工艺中不可缺少的工艺设备。干法刻蚀具有良好的方向性。
五、氧化
在集成电路工艺中常用的制备氧化层的方法有：①干氧氧化；②水蒸气氧化；③湿氧氧化。
干氧氧化：高温下氧与硅反应生成sio2的氧化方法；
水蒸气氧化：高温下水蒸气与硅发生反应的氧化方法；
湿氧氧化：氧化首先通过盛有95%c左右去离子睡的石英瓶，将水汽带入氧化炉内，再在高温下与硅反映的氧化方法。
影响硅表面氧化速率的三个关键因素：温度、氧化剂的有效性、硅层的表面势。
六、扩散与离子注入
扩散工艺通常包括两个步骤：即在恒定表面浓度条件下的预淀积和在杂志总量不变的情况下的再分布。预淀积只是将一定数量的杂质引入硅晶片表面，而最终的结深和杂质分布则由再分布过程决定。
常见的扩散方法主要有固态源扩散和气态源扩散等。
离子注入是将具有很高能量的带点杂质离子射入半导体衬底中的掺杂技术，它的掺杂深度由注入杂质离子的能量、杂质离子的质量决定，掺杂浓度由注入杂质离子的剂量决定。高能离子射入靶后，不断与衬底中的原子以及核外电子碰撞，能量逐步损失，最后停止下来。
离子注入法于20世纪50年代开始研究，20世纪70年代进入工业应用阶段。随着VLSI超精细加工技术的发展，现已成为各种半导体掺杂和注入隔离的主流技术。在离子注入后，由于会在衬底中形成损伤，而且大部分注入的离子又不是以替位的形式位于晶格上，为了激活注入到衬底中的杂质离子，并消除半导体衬底中的损伤，需要对离子注入后的硅片进行退火。
退火，也叫热处理，作用是消除材料中的应力或改变材料中的组织结构，以达到改善机械强度或硬度的目的。
七、淀积
器件的制造需要各种材料的淀积，这些材料包括多晶硅、隔离互连层的绝缘材料和作为互连的金属层。
在厚绝缘层上生长多晶硅的一个常用方法是“化学气相淀积”（CVD），这种方法是将晶片放到一个充满某种气体的扩散炉中，通过气体的化学反应生成所需要的材料。
以上简单介绍了集成电路的基本工艺，当然，这些只是关键的几个工艺，集成电路的工艺还有很多，在这里就不一一说明了。
参考文献：
[1] 李冰，集成电路CAD与实践，电子工业出版社
[2] 王志功、陈莹梅，集成电路设计（第二版），电子工业出版社
[3] 张兴、黄如、刘晓彦，微电子学概论（第二版），北京大学出版社
集成电路设计的流程步骤范文第5篇
关键词：EDA 教学改革 实践教学
Exploration and practice of reform in EDA technology teaching
Liang Xiaolin， Bao Bengang， Zhang Dan
Hunan institute of science and technology， Yongzhou， 425100， China
Abstract： Electronic Design Automation （EDA） technology is a professional course with very strong operation and practicality. The traditional teaching mode has not adapted to the modern EDA technology teaching. The follow teaching methods can be used， walking along the main route of cultivating the student’s ability， getting the effective combination of theory teaching and practice teaching， making the content of practice teaching step by step， and giving full play to its advantages of the heuristic teaching and the explore teaching. By using these methods， it has achieved with a good results for cultivating students' ability of design， independent analysis and practice innovation.
Key words： EDA； reform in education； practice teaching
国际上已经把大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）、甚大规模集成电路（ULSI）技术称之为“掌握世界的钥匙”，谁掌握了它，谁就掌握了世界，作为当今世界经济竞争的焦点，拥有自主版权的集成电路已日益成为经济发展的命脉，社会进步的基础，国际竞争的筹码和国家安全的保障。而随着微电子技术的发展和大规模集成电路的普及，EDA技术已成为现代集成电路设计的主流技术[1]。因此，迫切要求拥有电子专业的高等院校大力培养学生在EDA技术领域里的开发设计和实践创新能力，以满足社会对新一代人才的需求。传统的教学模式存在很多问题，不能满足现代EDA技术的教学需求，达不到培养的目的。所以，EDA技术的教学改革迫在眉睫。
1 传统教学模式存在的主要问题
（1）传统的实践教学模式以教师讲解和实验演示为主，一般采取“明确实验目的―讲解实验内容―实验演示操作”的步骤。教师讲解过于详细，学生得不到思考、讨论和解决问题的空间，虽然按照EDA设计流程得到了相应的仿真结果和硬件验证，但是不知其所以然，不利于下一步综合设计型实验的开展。采用“满堂灌”的教学方式和按部就班的实验模式，学生做实验实质上只是将实验验证一遍，起不到培养能力的效果。
（2）传统的教学模式使理论教学和实践教学严重脱节，没有产生互动效果。同时，传统的实验项目安排也不合理，通常只安排验证型和综合设计型实验项目，学生从验证型实验项目直接过渡到综合设计型实验项目，往往不知所措，无法完成。
2 教学改革特点与优势
针对以上存在的问题，对EDA技术教学进行改革。（1）将理论教学和实践教学有效地结合起来，形成互动机制，并发挥两者优势[2]。（2）理论课的开展不能仅仅限于书本上的内容，更不能照本宣科，应该在理论教学期间穿插一些实践应用，以达到启发学生将所学理论知识应用于实践的想象力和提高学生学习兴趣的效果。（3）EDA技术是一门操作性和实践性很强的专业课程[3]，对该课程的教学改革应该在理论教学的同时开设与之同步的实验项目，实验项目设计要合理，并将传统验证型和综合设计型2个类型的实验项目调整为基础型、扩展型、综合设计型3个类型的实验项目，其内容和难度要层层推进，并分层次逐步展开教学。在授课过程中要充分发挥启发式和探讨式教学优势，不断鼓励和引导学生完成设计，并从设计过程中积累发现问题和解决问题的经验。
EDA技术教学改革的优势主要体现在3个方面：（1）课堂理论教学穿插实例教学，学生能够将学到的知识加以运用，同时可以改变课堂枯燥、乏味和抽象的现状；（2）能培养学生发散思维，激发学生兴趣，对课程学习充满信心；（3）采用层层推进实验内容、多层次化的教学节奏以及启发式和探讨式的教学模式，能有效培养学生的开发设计、独立思考和实践创新能力。
3 教学改革的实践应用
笔者以计数器知识点的教学工作为例，谈谈教学改革的实践应用。根据改革措施将计数器知识点的教学工作分3个阶段展开：由计数器知识点为出发点引导学生完成数字秒表的设计，启发学生完成数字时钟的设计，学生自主完成数字频率计的设计。
3.1 数字秒表的设计
首先由计数器知识点引出它在现实生活中的应用，然后根据应用系统的复杂性等级给出数字秒表设计、数字时钟设计和数字频率计设计3个任务。数字秒表的设计在理论教学课堂上进行，并由教师引导完成。
针对数字秒表特点，给出相应的设计要求：（1）有复位功能；（2）有正常的秒计数；（3）由数码管显示秒表计数过程；（4）采用动态扫描方式完成多位共阴极数码管的显示。整个设计过程由教师引导学生思考，完成系统功能分析、模块划分、代码编写和仿真验证。经引导和交流，共同完成数字秒表的设计，采用8421BCD码进行二进制计数。
通过数字秒表的设计，学生发现了计数器在生活中的应用，掌握了数字秒表的计数和输出显示方法，并对电子电路系统的设计步骤有了一定的了解。
3.2 数字时钟的设计
数字时钟的设计属于第二阶段的任务，该项目在实验室完成，而且要在数字秒表设计任务完成时由教师启发学生进行数字时钟的设计，需要学生提前考虑以下4个问题：（1）数字时钟与数字秒表的共同点；（2）数字时钟的基本功能；（3）数码管如何显示和驱动；（4）如何在FPGA开发板上实现硬件验证。
在该实验课中，学生积极思考，各抒己见，踊跃讨论，在教师的引导下理清设计思路，而且运用已学的知识，给出不同的设计方案。在模块化设计上，有的学生利用例化语句完成了顶层设计，有的学生利用原理图和代码相结合的方法完成了顶层设计。最后，大部分学生完成了数字时钟的设计和硬件验证，部分学生还给系统增加了一些扩展功能，如整点报时、较时和闹钟等。
通过这个阶段的实践教学，学生掌握了多位计数器相连的设计方法、FPGA技术的层次化设计方法和元件例化的设计方法。同时，我们还发现，只要教师把握好指导的尺度，启发性和提示性的引导不但使学生记忆深刻，还能启发他们的设计思路，锻炼他们的发散思维和实践动手能力[4]。
3.3 数字频率计的设计
由于理论教学和实践教学的课时有限，第三阶段的任务是鼓励学生利用课余时间去开放实验室完成数字频率计的设计。这个阶段的设计任务和要求应该在第二阶段任务完成之时给出。设计任务：设计一个8位十进制的数字频率计，被测信号从Clock-in（数字信号时钟源）输入，经检测后测得频率值用1～8位的数码管显示。要求：两人一组，协作完成。
实验项目任务下达之后，学生根据任务要求去网上或图书馆查阅资料，了解相关信息，如层次化设计的概念和方法、顶层文件和底层文件的关系、元件端口和当前系统端口关联方式等。然后拟定设计思路，对数字频率计进行模块划分、代码编写、电路设计，利用实验室电脑和开发平台对各个模块和整个系统进行仿真和硬件验证。在系统设计过程中，部分学生遇到了不少问题，他们通过与指导教师或同学讨论将这些问题逐一解决。由于大部分学生完成了第二阶段的数字时钟设计，积极性很高，接到数字频率计的设计任务后便自觉投入探讨和设计中去，最终90%的学生成功完成了8位十进制数字频率计的设计。
通过第三阶段的实践教学，学生查阅资料的能力得到了提高，学生的开发设计、独立分析和实践创新能力也得到了大幅度提升。另外，通过开展第三阶段的实践项目，也为EDA爱好者的专业技能培养提供了良好条件。
4 结束语
以计数器知识点的教学工作为例，将它分三个阶段展开，并层层推进。第一阶段，学生对理论知识还处于被动接受阶段，教师通过讲解计数器知识点引出它在数字秒表中的应用，在课堂上引导学生思考，逐步完成设计的各个环节。在讲解过程中，把握重点和难点，将知识由抽象化转向具体化，激发了学生的学
习兴趣[5]。第二阶段，通过扩展型实验项目教学，让学生发散思维，灵活运用所学知识，完成了数字时钟的设计，使能力得到了一定程度的提升。第三阶段，学生利用课余时间，主动查阅资料，通过独立思考，发挥了自己的创造性。
通过EDA技术教学改革，将理论教学和实践教学进行了有效结合，产生了互助的效果，改变了传统的教学模式，使教学内容更加生动、形象地展现在学生面前，帮助学生将学习观念从“要我学”转变为“我要学”。通过开展层次化的实验项目，加深了学生对理论知识的理解，在实践教学过程中，鼓励学生主动求索，培养了他们在EDA技术领域的专业技能，获得了很好的教学效果。
参考文献
[1] 李兴山.EDA技术在电工电子教学中的应用[J].中国现代教育装备，2007（1）：64-66.
[2] 任志平，党瑞荣.EDA教学改革与创新实践研究[J].中国电力教育，2011（26）：104.
[3] 潘松，黄继业.EDA技术与VHDL[M].第3版.北京：清华大学出版社，2008.
