摘要：很多高等院校目前都加强了FPGA课程理论教学以及相关实践课程方面的建设，在对FPRA课程建设进行改革的基础上，依靠FPGA器件提高学生的现代电子系统设计水平和能力具有十分重要的现实意义。

　　关键词：实践教学 FPGA 教学改革 案例教学

　　目前随着可编程逻辑器件在实用技术以及制作工艺上所取得的巨大成就，各大高校在微电子技术以及电子技术等学科的教学过程中，必须要让学生对可编程器件以及理论知识、应用以及开发技术进行掌握，才能保证在这个领域顺应科技发展潮流，从而培养出符合生产需求以及科研需求的专业人才。FPGA技术作为目前新世纪在电子工程设计中的重要技术手段，是目前电子工程技术相关人员所必须要掌握的技术，通过FPRA技术的学习，无论对于IC的培养、新器件的应用，或者是提高电子工程设计规模效益都能起到积极的促进作用。

　　一、实现FPGA课程教学改革的重要意义

　　所谓FPGA技术就是现场可编程门陈列的英文缩写，属于现场可编程逻辑器件中的重要组成部分，由于FPGA器件都具有其自身的特殊结构，因此在特点上表现的也非常明显：首先利用FPGA器件可以实现并行运算的，可以有效的实现信号处理容量和速度上提高;其次由于FPGA器件可以实现现场的可重复编程，因此在技术开发上较为灵活，同时其升级也比较方便;第三是由于目前出现了越来越丰富的建立在FPRA器件编写基础上可以实现特殊功能的IP核，这不仅提高了FPGA器件的速度，同时也实现了器件成本上的降低;第四是随着目前软核形式以及通用处理器在FPGA中的灵活移植，导致FPGA器件在具备较为强大逻辑运算功能以及对通用处理器软核移植的基础上具备了较强的控制和运算功能。这些FPGA器件专属的特点致使FPGA实现了很大范围上的广泛应用，已经成为目前电子系统设计工程中研究人员所必须要掌握的重要器件。

　　正是由于FPGA技术目前的广泛应用，很多高等院校目前都在实现对FPGA课程教学以及相关建设实现了加强，不断对学生应用和开发FPGA器件的实践能力以及熟练程度进行提高。同时依靠对FPGA课程的学习让学生可以真正解决在实际电子系统所存在的应用问题，并为以后进行专项综合实验、毕业设计以及工作就业打好坚实的基础。因此在对FPGA课程建设实现加强和进行改革的基础上，依靠FPGA器件提高学生的现代电子系统水平和能力具有十分重要的现实意义。

　　二、FPGA实践教学改革设计

　　(一)对课程内容实现总体规划，实现教学上的层次性

　　FPGA课程中所包含的内容比较多，包括FPGA内部硬件结构、仿真软件、硬件设计软件、硬件描述语言以及IP核、电源管理和FPGA配置等等，因此在FPGA课程内容中不仅包括了设计语言，包含了对应用软件上使用，还包括对电路中的软件和硬件的设计和应用，所以内容极为宽泛，因此在教学过程中为了保证其内容上的实用性和合理性，就必须要实现教学上的层次性，也就是实现分阶段教学。

　　第一个阶段是理论学习，对FPGA的概念进行建立，让学生对FPGA的形成、发展历史、趋势以及在专业领域中的重要作用和地位有个整体上的清醒认知;第二个阶段需要对FPGA器件有所了解，对FPGA器件的内部结构进行讲授;第三个阶段主要学习FPGA的设计方法，包括硬件描述语言输入法和原理图输入法，而在这个阶段的学习过程中注重对学生进行上机实验教学;第四个阶段是通过对FPGA高级设计以及应用上的学习实现学生能力上的进一步提高，针对FPGA中的一些软硬件方案以及设置进行专题讲授，这也是基础教学的更高阶段。

　　(二)提高FPGA课堂实践教学的灵活性

　　在FPGA教学过程中，首先要提高学生对这一内容上的学习兴趣，并有计划的对学生的实践能力进行培养，其中的一个重要的手段就是要提高FPGA教学的灵活性。而在FPGA课程的实践教学过程中采用案例教学法笔者认为比较适宜，通过对现有的案例进行剖析，依靠班级讨论、小组讨论以及个人思考等形式对案例进行研究和分析，从而激发学生对一些问题进行思考，然后通过讨论或者是独立的寻求问题解决途径。通过案例教学使学生懂得一个完整的设计方案是如何一步步实现的,并且在实现过程中应该注意哪些问题,培养学生发现问题、解决问题、归纳总结经验的能力。用一些具体的案例，引导学生分组讨论现有方案是如何实现的,有什么优点和不足,如何加以改进,如何完善功能等,在集体讨论中,由各组代表提出优化方案,集体论证,最终确定方案,并在软硬件中实现。通过这些案例教学让学生对FPGA设计的一般流程有了深刻的认识,解决实际问题的能力得到加强,对于本课程的学习兴趣也有了显著提高。

　　(三)改进FPGA实践教学的几点想法

　　首先要增强课程融合,帮助学生建立专业学科整体意识。通信、电子类专业体系中的很多课程在内容上是互相渗透、互相支撑的。因此,在教学中应增强课程间的融合。我们在数字电路、计算机原理、无线通信、数字信号处理(DSP)、嵌入式系统等课程中都可以引入FPGA技术,以增强教学效果;其次可以利用比赛的方式，巧妙激发学生的学习兴趣。可以组织学生进行电子设计比赛,为获奖同学提供一定物质和精神奖励,提供一定的社会实践机会,这可有效激发学生的学习热情,培养学生的动手能力、创新能力和团结协作的精神。此外,在时机成熟时,还可组织参加“全国大学生电子设计竞赛”等国内比赛项目;最后可以结合科研项目,提前进入毕业设计。FPGA器件及其软件在科研中应用十分广泛,已初步掌握FPGA技术的学生,如果能结合教师科研项目,提前进入毕业设计,将会取得更好的学习效果,达到学用结合,学以致用的目的。

　　参考文献:

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