集成电路基本概念十篇

发布时间:2024-04-25 18:13:59

集成电路基本概念篇1

【关键词】模拟电路教学方法改革课程

“模拟电路”课程是我校物理学院各专业的一门重要的专业主干课,其内容随着新理论、新技术的不断出现和迅速发展而日益增多,学生学好这门课,对于深入学习电子技术的新知识、适应未来工作的需要,实现专业人才培养目标有着十分关键的作用。通过该课程的教学,学生能够全面系统地掌握模拟电路的基本知识、基础理论和基本方法,能够以工程实践的观点对一般性的、常用的电子电路进行分析和计算,具有较强的读图能力和简单电子电路的设计能力。

“模拟电路”这门课程具有基本理论和基本概念层次多,而且要求学生掌握的各个知识点的连续性、系统性非常强,教师在讲授的过程中为了保证知识的连续性只能把各连续的知识点全部讲到,以免在后面的有关章节中出现知识的盲点。但是由于课时的限制在照顾知识点面面俱到的同时,势必不能够把这些知识点讲透、讲精,这样学生在接受知识的时候感到要学的东西太多太杂,由于在课堂上没讲透又没办法加深理解应用,不少学生感到“模拟电路”这门课程很不好学,严重挫伤了他们学习的积极性,进而影响教学质量。

以往的教学过程中,本人有以下一些体会,包括教学内容和教学手段两个方面的内容供大家参考。

1注重模拟电路与前面基础课程的联系

“模拟电路”教学过程中很多时候要用到电路的基本理论来分析与求解,与电路理论存在着天然的联系。电路理论一般是提前学习,尽管间隔的时间不长,但是大部分学生记忆已经模糊,因此非常有必要进行复习。教师在上课伊始,应该抽出一定的时间来说明这两者之间的关系,同时向学生特别说明熟练掌握电路理论对本门课程学习的必要性。要求学生课后复习欧姆定律、基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律的内容。并在课堂上抽出一个学时的时间带领学生复习电路理论的基本概念。

2明确课程定位,激发学生兴趣

30多年来,半导体电子技术经历了“翻天覆地”的巨大变化。然而,“模拟电路”教材的内容却相对滞后,同时“模拟电路”是一门技术基础课,实践性很强,课本上集成电路系统设计与应用研究在教材中所占比重甚少,学生有种学的不知道怎么用的感觉。

针对以上情况,首先让学生明确课程在电子系统中的地位。“模拟电路”课程的内容,大部分章节都是介绍放大电路。首先,要让学生有一个全局的观念,明白放大电路在整个电子系统中的地位。并且这种思想在不同的章节中都要提及,以加深理解。如在图1所示的电子系统的框图中,传感器输出的电信号非常小以至处理系统不能识别,所以必须经放大电路放大,然后才能进行下一步处理。

其次在讲课过程中要多联系实际的工程应用,选择各类电子设备和电子信息产品中具有广泛代表性的某些典型电路(系统)作为范例,使学生通过对这些精选范例的学习研究、能达到举一反三、触类旁通之效果。比如说传感器调理集成电路(系统),传感器调理集成电路(系统),传感器调理集成电路(系统),激发学生的学习兴趣。

3教学实施方面的做法

3.1注意基本概念的解释

比如说pn结的单向导电性,场效应管与双极型三极管对比学习,强调线性和非线性概念的理解,非线性的直流电阻和交流电阻的定义不同,直流通路和交流通路中呈现的电阻定义等。

3.2将基本电路和基本分析方法贯通课程始终

各种分立元件组成的电子电路,都是由最基本的电路—稳定偏置电路组成,而分析交直流通路又是最基本的分析方法。各种集成电路多是由最基本的电路—集成运放组成,而“虚短”和“虚断”概念又是最基本的分析方法。应当注意反复强调这些最基本的电路和分析方法,比如,每讲一个新电路都先让学生找偏置电路,走交直流通路,在此基础上再讲特殊元件和特殊作用,基本的电路熟了,才能增强学生透视复杂电路的能力,化难为易,融会贯通

3.3讲解时缩小知识的跨度和难度

学生学习新知识时,若不注重新旧知识的内在联系,学起来就会很吃力,跨度大,不易掌握。如果先退回到旧知识的基础上之后,再螺旋式上升,学生就比较容易掌握了。例如,讲一个新电路,可先不和盘托出,而在旧电路的基础上逐步演变成新电路,使学生们感到不是在学一个陌生的新电路,而仅是在已熟悉的电路上做些改动罢了,提高了承受和接受能力。对于难度比较大的知识点,采用各个击破的战术,化大难为小难的方法。例如:负反馈电路的判断是模拟电路课的一大难点,要引进三类判断方式(性质、取样方式、比较方式),区别四种组态。若在课上一次和盘托出,几种判断和情况混淆在一起,结果,学生还是一头雾水。其实,可以把三类判断分别讲授,讲完一种判断,做了练习,让学生掌握后,再讲另一种判断。这样,学生能集中精力搞懂一种判断,建立的概念相对独立,不易混淆,分散了大难点,攻克了小难点,能够收到明显的效果。

4改革教学手段

我们知道“模拟电路”教学内容抽象,理论性强。传统课程教学以板书为主,课堂容量有限,同时对于有些概念的解释不形象直观,因此教学手段的改革势在必行。

随着多媒体技术的迅速发展,为教学手段的改革与提高带来了新的可能与新的方向。我们利用多媒体课件形象直观、信息量大的特点,提高课堂授课效率、效果。为避免单纯的将教材内容搬上屏幕、照幕宣科,避免机械地、独立地介绍各个知识点,我们根据深刻的理解,用生动的语言将知识的内在关联及科学的内在逻辑讲解透彻。对概念、原理性叙述避免生涩枯燥的叙述,结合动画演示、实例,生动直观地讲解。例如对抽象的、较难理解的pn结内空穴和电子的漂移及复合过程,进行动画演示,使学生能够更直观地体会和理解这一物理变化过程。同时课堂不是教师的一言堂,为避免单纯的知识灌输,结合授课内容,适当插入启发性问题,调动学生积极的思维,活跃课堂氛围。

5结语

本文从多个角度对课堂教学做了总结。教学过程是一个复杂的过程,如何将大量的知识在有限的课堂教学过程中讲清楚,需要教师在教学实践活动积极研究和探索,主动与学生沟通。

参考文献

[1]宋婀娜.“电子技术”课程教学改革的探索[J].南京:电气电子教学学报,2008,30:(5)7-8.

[2]李月乔.“模拟电子技术基础”教学方法的思考与体会[J].南京:电气电子教学学报,2007,29:(5)97-99.

集成电路基本概念篇2

关键词集成运算放大器;虚短虚断概念;等效模型;反相比例运算电路

中图分类号o59文献标识码a文章编号1674-6708(2013)96-0111-02

0引言

外接的电路如何才能够与集成的运算放大器进行一个不同程度的连接,这应当是一个及其复杂的过程。对于不同的结构图层来说,其所能够反应的网络也是不同的。针对于这样的情况,我们就需要对于反馈元件所能够反馈的方法也是不同的。这就使得对于其所构成的功能也需要进行仔细的研究,每一个应用的电路对于其特性存在方式也是不尽相同。所以,在进行电路的分析过程时,对于其众多的线路来说,可以讲其中的集成电路细致化,将其粗略的看作为理想的运放,并且也可以将反馈的元件同时看做为理想的元件进行研究。本文基于这一背景,分析了集成运算放大器的虚短虚断概念,这一研究对于集成电路的进一步认识具有一定的参考价值。

1理想运放的基本条件

在进行差值的模式模拟的过程中,对于其电压在进行增加的时候,其增益的一方可以进行没有限制的扩大;于此同时那些频带的宽度也是没有优良限制的;并且,对于共模的电压来说,其增益的状况可能会变成数值零;而且当其电压在进行输入的时候,状况失调,并且其在进行电流的偏置过程时,能够将输入的噪声进行电压的分析,也需要将电流的均衡数值更改为零;另外在进行阴抗的输入的时候,其数值应当是无限大的;而在进行阴抗的输出时,其数值为零。

2理想运放的等效模型

对于理想的运放等效模型来说,我们可以从反馈的角度对其进行探讨。其在进行工作的时候,基本上处于两种态度,首先则是对于反馈的负面数值的工作状况,其次则是对于反馈的正面数值以及反馈在进行开环时候的状态。这样的话,当集成的运作在进行反馈的时候,正处于最为深度的反馈负值的情况下,那么对于其所输出的电压以及其所输入的电压来说,将会成正比的关系。

3虚短虚断虚地的概念

对于理想的数值进行运送和放收的时候,其存在的差值是会将其具体的电压进行增大的,并且结果还是能够增加到无限数值的扩大。而在进行电压之间的进行变化的时候,其过程的条件需要在有限的数值上面进行变化,这样做的前提条件就是需要将输入时所输入的差模更改为零电压,也就是说而,从这具体的状况可以明确的得出,这些在相同的端口进行的时候,与其在同等条件下的相反的端口所表达出来的电压情况在很大程度上都是一样的。所以,该电路就被成为起家的短路。如果在同样的设备之下,对于完全相反的两个端口,其显示的点位也是完全相反的,也并不存在着直接的进行接触,这样的状况被称之为虚地。然而,在这样的过程中,如果其显示的电阻并没有出现正常的情况,而后出现了无限大的电阻状况,那么这样的情况,在它集成电路的两端所存在的电路,在一定状况下几乎变化为零,这样的状况就被称之为虚假的断路。

4反相比例运算电路

在进行反比的验证的过程时,对于其所存在的电路计算图的模式,我们可以根据研究进行具体的阐述。通过具体的研究,我们可以得出,在经过信号1的输入之后,对于外接的电阻也能够进行相应的基础运作的,其中所能够呈现的应当是一个完全相反的电路,也就可以将其称之为反馈的电阻2。这样的话,在进行输出端口的实验之时,与其相反的如入端口之间存在着不同,并且还能够将连接而成的电压进行联系和反馈,对于那些集成性能十分强大的电压在过程的时候,也能够将其平均的实现电阻的平衡,这一过程就叫做平衡的电阻3.而那些主要是用来进行相同端口的使用,并且与相反的端口进行外界电阻方面的出现了相同的状况的时候,这样就能够在很大程度上能够保证其在进行工作的时候,一直处在一种相对比较平衡的状态。这样的话,也能够对于偏置的电流进行一种输入性质的消除,以及对于温漂也会产生一定的影响。所以,为了能够将传输的行为在一种最为理想化的情境下实现,这就需要对于短路进行反复的运算和选择。

6结论

建立理想集成运算放大器的等效模型,讨论集成运算放大器的虚断、虚短、虚地的概念,并运用它们分析集成运放的比例运算,在进行电路的比例性质的运算过程时,对于其最为基本的操作模式应当是运放应用电路,因为它可以讲具有实际电路的基础电路、放大器的通用数据,这样的三种集成运放共同组合而成,这样的状况会使得工业化进行控制的时候能够实现自动化,也能够运用多个方面。

参考文献

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[2]史正凤.集成运算放大器的虚短虚断概念及在线性运算中的应用[J].电脑知识与技术(学术交流),2007,no.1111:1293,1325.

[3]朱少根,潘强,李源.应用“虚短”和“虚断”求运算放大器的传输特性[J].电气电子教学学报,2002,6:48-49,93.

集成电路基本概念篇3

【关键词】集成电路;测试管理系统;开发;利用

伴随着科学技术的不断发展,半导体集成电路也出现了日新月异的变化,结构复杂、大规模、速度快、功能多的电路逐渐得到有效开发,半导体制造工艺技术逐渐完善,其中尤为特别的是数字电路变化。基于此种形势下,对集成电路测试提出了更高的要求。在以往测试软件编制中,程序主要以测试流程为导向,坚持自上至下原则进行排列,将程控指令、测试参数、测试结果等都纳入文本测试软件中,这种编程面向过程,语法规则特定。但工程师必须要具有一定的编程技能,由于编程过程复杂,自动化测试不具高效性、快速性和同步性。目前,伴随着半导体技术的不断进步,图形化编程语言编程为工程师提供一个有效的可编程平台。笔者主要综合自身多年来在半导体企业从事集成电路测试工作实践和管理经验,深入探究集成电路测试系统管理及其开发应用,旨在实现集成电路测试精细化管理的要求和行业可持续发展。

1.集成电路测试设备及配件概述

1.1集成电路测试设备功能分析

针对集成电路测试设备及功能而言,主要体现在四个方面:

(1)测试机。测试机主要参考因素包括硬件架构端子数、操作系统环境、时钟速度、程序开发工具、应用程序等,早期测试机多以C、pascal等程序语言为开发工具,目前VB应用广泛,各种辅助应用程序为测试工程师提供了发展时机;

(2)晶圆针测机。目前,四寸至十二寸晶圆均经针测机在晶舟与测试机间进行存取,此种设备对机械自动化、结构精密度、运转稳定度要求较高;

(3)器件分类机。分类机主要执行测试机与集成电路成品间的电性接触,按照测试程序中定义结果进行分类;

(4)预烧炉。早期预烧炉主要提供预烧条件中所需电流、偏压、波形电路机制,目前主要以封装类型为依据来进行设计,对被测器件具有承载作用。

1.2集成电路测试机原理

测试机多由高性能量测仪器构成,而测试系统属于测试仪器与计算机控制的综合体。计算机控制主要是经由测试程序执行指令集对测试硬件进行控制,最终由测试系统提供测试结果。为保证测试结果的一致性,必须要对测试系统进行定期校正处理,一般应用校正芯片对测量仪器精准性进行验证。目前,多数测试系统可测试具有特定类别特征的集成电路,通用器件种类包括数字、内存、混合信号、模拟。一般而言,测试系统包括来源内存、捕捉内存、测试样本或扫描向量内存、端子电路,而测试方法主要采用施加与测量模式,通过设置测量范围、测量极限、设备性能参数而完成测试作业。

2.集成电路测试数据分析

为了开发集成电路测试管理系统,必须要详细分析现有的产品管理过程与测试流程,从而优化系统功能与框架设计。首先,要对现有产品测试数据进行统计分析。一般而言,集成电路测试生产线上具有4个左右的测试平台,每个测试平台对不同产品、测试参数所提供的测试数据、时间不尽相同。通常状况下,测试结果属于生产过程总体情况的直接反映指标,优化测试参数,能获取产品良率信息。在现阶段,由于测试参数较多,且各个参数间能产生不同程度的交互效应,最终影响统计性质。目前,就测试统计工具分析方法而言,主要包括两种:一是比较分析,二是相关性分析。譬如在不同条件下,可对每片晶片测试参数进行比较分析,观察测试参数之间的差异性。同时,可将测试参数与wS数据、测试数据、iemS数据进行相关性分析,寻找相关性诱因。以上两种分析方法均在明确现有历史数据对产品设备、生产状况的影响下进行。应用现有数据预测产品特征,考虑到测试问题具有复杂性,工程师往往无法对测试结果的准确性进行优化判断。

在实际分析过程中,可综合多种统计手段来进行分类效果预测。具体而言,必须要注意四个问题:

(1)明确好坏组。基于掌握历史测试数据的基础上确定好坏组分组规则;

(2)对测试参数进行删选。择取与另一平台测试数据具有相关性的测试参数,并进行集合,在此基础上择取好坏组间差异显著的测试参数;

(3)对主成分进行综合分析。针对具有差异性的测试参数而言,必须要作正交化处理,将测试参数间的交互作用及时消除;

(4)判别分析。对待预测晶圆至好坏两组距离进行计算,应用具有统计学意义的mahalanobis距离将常用远近距离进行替代,并将其归纳到距离近的那组,实现分类目标。此流程可优化最终结果,同时在研究过程中还可运用判别分析、分析流程等筛选方法。

3.集成电路测试管理系统设计

3.1集成电路测试系统数据库概念与逻辑设计

针对集成电路测试系统数据库概念设计而言,主要包括四类方法:一是自顶向下,二是自底向上,三是逐步扩张,四是混合策略。就测试管理开发而言,主要应用自底向上方法,即首先勾画局部概念结构,并将各个局部进行集合,最终获取全局概念结构。于构建概念模型前,必须要深入分析需求分析中形成的数据,把握数据实体属性,构建实体间关系。在数据库开发时期,开发环境择取web应用框架(Django),按照系统情况,于数据流图中择取适当数据流图,每部分均与一个局部应用相对应,联系各个局部数据流程图,检查概念模型图设计的精准性。

概念结构属于数据模型的基础,为了达到测试管理系统要求,要将概念结构转化为数据模型。在数据库管理系统中,通常只支持网状、关系、层次三种模型中的某一具体数据模型,导致各个数据库管理系统硬件具有局限性。因此,在逻辑结构设计中,首先要对概念结构进行转化,促使其常用网状、层次模型,并基于特定数据库系统辅助下,促使转化为数据模型。同时,数据库择取mySQL,降低总体拥有成本。

3.2集成电路测试系统数据库物理设计

就集成电路测试系统数据库物理设计而言,首先要明确数据库物理结构,再对其进行综合评价,其内容主要包括三个方面:

(1)数据储存结构。在对数据存储结构进行评价时,要将维护代价、存取时间、空间利用率作为考虑因素。一般而言,将冗余数据消除,能有效节约存储空间,但易增大查询代价,故要权衡利益,择取折中方案。mySQL属于关系型数据库,聚簇功能强大,为了保证查询速度,可将属性上存在相同值的元组进行集中,存入物理块中;

(2)数据存储位置。在开展数据库物理设计时,可将mySQL数据库中的用户表空间与系统文件相对应的数据存入磁盘驱动器中,以达索引与数据库软件、表分类存放目的。针对mySQL数据库而言,可将不同用户建立的表进行分类存放,可最大限度地优化数据库;

(3)数据存取路径。在关系数据库中,要明确存取路径,寻找索引构建方法。索引作为一种数据库结构,主要包括三种形式:一是簇索引,二是表索引,三是位映射索引。在mySQL数据库中,利用索引可提高聚集中数据与表检索速度。科学应用索引,能降低磁盘i/o操作次数。

4.集成电路测试管理系统的实现与开发利用

4.1集成电路测试数据输入

在测试生产线上,由于每天都会出现大量的晶圆测试作业,故针对产品测试管理系统来讲,必须要将晶圆信息输入到相应数据库中,便于后续功能操作的实现。在现有测试生产线上,一部分产品信息可实现自动输入,譬如每片晶圆均存在自身产品批次与编号,于晶圆制造中可将此类信息标记在晶圆表面上,经由晶圆针测机自动识别装置进行读取。待读取完毕后输入到相关的测试结果中。而就其它无法自动输入信息而言,譬如测试接口、针测卡、测试设备等信息,必须要进行手动输入。

基于把控生产线实际状况的基础上,每名录入员均需进行班组个人生产日报的录入,工作量相对较大,同时考虑到系统实际需要,于每2小时需要进行一次数据录入,故必须要重视录入速度。当数据被录入子菜单时,其每页面设计必须要采用Django的第三方控件,利用其强大功能以达无鼠标操作目标。从本质上来讲,输入员将该子页面打开后,仅有键盘可进行输入操作,方便较为快捷,与用户实际需求吻合。

4.2集成电路测试结构文件上传

针对集成电路测试管理系统而言,必须要将测试设备工作站所定义的测试结果文件输入数据库,最终才能构成数据分析报表。待晶圆测试完毕后,测试设备将构成晶圆测试结果的文件转变成一个传送信号,上传到数据库服务器,而服务器会依据文件发送信头,最终接纳测试结果文件。

针对测试管理系统为而言,为了确保其传送速度,本文研究中实现了三个方面的优化处理:

(1)针对测试结果文件传送而言,主要应用实时传送原则,即传送时机择取为测试结果文件组成后,对以往分批次传送方式进行了优化补充。从整体上来讲,有助于预防文件过大而促使传送速度滞后,对服务器正常运行具有一定的辅助作用;

(2)文件上传后并未直接植入数据库中,而是暂时存入原始数据暂存器中,有助于防止某些无效格式测试结果文件被上传。譬如在测试中存在了人为中断现象,而诱导某些测试数据最终转变为冗余数据。经由原始数据暂存器剔除此类无效格式文件,能最大限度地确保数据库文件的精准性。此外,经由原始数据暂存器对测试结果文件权限进行整合配置。譬如在存储过程中可允许访问统计结果,不允许访问某些重要数据。从某种角度上来讲,极大地提高了数据库的安全性;

(3)针对测试管理系统开发而言,主要采用存储过程进行统计,包括生产盘存月报、生产日报、周报、月报、季报、年报、设备异常报警率、生产良率表等。基于应用程序界面上,分开统计功能与查询功能,应用统计功能对存储过程进行调用,基于服务器端作用下对信息开展各类汇总作业,并录入历史存表中。而利用查询功能自历史表中对已计算数据进行调用,完善了系统性能,增强了查询效率。

4.3集成电路测试在线预警、测试数据查询与分析

就集成电路测试在线预警功能模块而言,主要因测试生产线工程师少,在测试过程中,无法及时发现出现的误测或不良测试,为测试工程师及早发现问题提供了有力的帮助。而针对集成电路测试数据查询而言,该模块主要考虑到用户对生产线实时数据具有查询需求,涵盖产品负责人、芯片产品、测试日期、测试站点等信息。同时,数据查询模块还可查询各类良率分析报表,其中查询功能与统计功能单独使用,有助于用户自主选择,其查询内容涵盖测试平台比较报表、良率分析年报、季报、月报、日报等。

5.结束语

综上所述,本文主要以集成、高效、全方位、先进企业管理要求为出发点,进行集成电路测试管理系统开发设计,旨在提升集成电路企业管理水平,增强市场核心竞争力,对半导体测试行业中的企业生产管理系统具有至关重要的作用。在实际开发过程中,由于对现有测试生产线上出现的测试数据无法全面管理,故无法深入分析影响集成电路测试生产效率提高的因素,因此在前期做了大量设备与测试方法研究。在测试管理系统数据库设计完成时,以前台开发工具(Django)、后台数据库(mySQL)为导向,开发了与用户操作需求的吻合的集成电路测试管理系统。在整体开发过程中,立足于数据库并发控制、查询优化等技术难题角度,确保了高效查询速度与数据操作的完整性,最终集成电路测试管理系统实现了五个功能,包括测试数据录入、测试结果文件上传、产品测试在线预警、数据查询与分析和测试运行相关报表生成,与企业信息化、自动化、精益化管理需求相一致,具有较大的应用前景。

参考文献

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[9]盛谐辉.国家科技重大专项年度总结在京召开于燮康获得了“个人突出贡献奖”长电科技、通富微电获得了“应用工程优秀团队奖”[J].半导体.光伏行业,2011(01):56-57.

[10]蔡瑞青.基于Ultra-FLeX测试系统的集成电路测试开发[J].电子与封装,2013(08):20-21.

集成电路基本概念篇4

本周市场资金充裕、主题投资活跃、市场人气高涨,高铁、迪士尼、自贸区三大主题无疑是市场最强音。

最高层吹响自贸区概念股全面进军号角。中央全面深化改革领导小组第六次会议审议了《关于中国(上海)自由贸易试验区工作进展和可复制改革试点经验的推广意见》,吹响了自贸区全面推进的号角。笔者认为,自贸区投资大主线上,以港口、航运、物流、贸易、电商领域受益最大。本周市场以连云港、西部建设为龙头的路上丝绸之路概念股,以北部港湾为龙头的海上丝绸之路概念股,以海泰发展、天津海运为龙头的天津自贸区概念股,以珠海港、中远航运为龙头的粤港澳自贸区概念股,以渤海轮渡、日照港、大连港为龙头的东亚自贸区概念股,以厦门国贸为龙头的海西自贸区概念股全线爆发,勾勒出自贸区全国大进攻的宏伟蓝图。

国家意志成就高铁概念股主升浪。随着亚投行的建立,高铁成为国家走出去战略的真正利器。10月27日,一则“中国北车、中国南车及旗下6家公司集体停牌“消息,引爆了市场猜想,媒体称国资委目前正在力推南、北车重新整合为一家公司。纵观本周市场,铁路基建指数以10%的涨幅高居行业指数涨幅榜第一。晋亿实业3连扳强势攻击高居周龙虎榜首座,在进攻路线图上,老龙头晋亿实业王者归来,中国中铁、马钢股份两位低价高铁新星奋勇拉升,与中国铁建、中铁二局、太原重工、博深工具、中能电气、广深铁路等高铁概念股掀起涨停热潮,成为本周最大的黑马涨停军团,也成为市场具有重量级的大主流投资热点。

私募大佬掀起迪士尼概念股掘金热。国人期盼多年的上海迪士尼乐园将于明年底正式开业,必将推动迪斯尼乐园周边区域的旅游、餐饮、娱乐等行业的发展。一则私募大佬徐翔密会一众基金经理的消息更是为迪士尼概念股增添了上涨的动力。据媒体透露,10月27日晚,泽熙大佬徐翔与基金精英人士聚餐时认为:“大盘后市可期”,“迪斯尼、移动医疗、移动支付概念股值得期待“。一石激起千层浪,迪士尼概念股应声走强。老龙头界龙实业率先2板吹响迪士尼概念股进攻的号角,新龙头交运股份更是一字板显英雄本色,东方航空、锦江投资、陆家嘴、强生控股等迪士尼概念股更是深受投资者青睐,成为市场最亮丽的风景。

展望后市,笔者认为电力改革概念股或将脱颖而出。建议关注两类公司:一是具有成本优势的发电企业,其将在未来竞价上网和电价调整中受益;二是实际控制人为电网的公司,未来存在资产重组预期。

集成电路基本概念篇5

关键词:课程;课堂教学;教学内容;教学方法

模拟电子技术课程是电气信息类学科的骨干课,是继电路分析基础课程之后在电子技术方面入门性质的技术基础课,是电子技术基础的一个部分,具有自身的体系和很强的实践性。在这门课程中,建立了电路分析和设计的基本理论、基本概念和基本分析方法,对后续课程的学习起着至关重要的作用。要做好模拟电子技术基础的教学工作,重要的是要有现代的教育理念和现代的教学方法。

一、教学内容精益求精,掌握教学体系

教师应发挥把握课程内容,改进传统教学理念,采用多种手段实现教学中学生的主体作用和教师的主导作用。教师要建立深厚的“内功”。夯实所教内容,可以采用以下方案:

1.吃透教科书中的每个细节,广泛涉猎参考书,从参考书上了解对每个知识点的多角度的解释,这样可以在面对多层次的学生时增添教师的自信心。

2.积极参与实验、课程设计等教学环节。

3.积极参加各种学术交流活动,听取校内外专家的新知识、新技本讲座,了解校内外重点课题的新研究成果,准确把握专业学科的发展和所授课程对专业学科的贡献。

4.虚心向多年讲授本门课程的老教师学习,吸取他们的诸多优点、授课经验和授课技巧。同事之间交流对课程的认识、对问题的理解也是一个好的途径。

同时要上好绪论课,强调该课程的性质和地位,向学生阐明课程研究的对象、课程的特点、教学的内容、学习方法、使用的教材和参考书。通过绪论课的讲授,让学生明确课程学习的目的和基本要求,端正学习B度,激发学生的学习兴趣。

除上好绪论课外,在以后的教学工作中,要更加深入、细致地安排好教学计划和教学内容。根据不同专业的要求,制定相应的教学大纲,教师要认真研究和分析每一个教学细节,对教学内容和进度有全面的思考和设计,选择合适的授课方式。每章应讲述与之内容相应的工程应用实例与练习题,真正做到“学以致用”,这样不仅能激励学生的学习兴趣,扩大学习视野,而且能提高学生分析和解决实际问题的能力。

二、正确处理教学过程中的几种关系

1.正确处理分立元件与集成电路两部分的教学内容

在教学过程中,要遵循“管为路用,分立元件电路为集成电路服务”的原则。在讲器件时,这一部分内容虽不是教学重点,但由于器件的种类多、知识点多,所以在讲述过程中重点讲述常用器件的基本原理、特性、参数和应用,并遵循“原理、特性、参数为应用服务”的原则。在教学中应尽可能提供一些实物或实物图片,同时借助多媒体技术,用动画来演示器件内部载流子运动的情况,加深学生的理解,向学生强调器件的外特性。

重点掌握由器件构成的基本单元电路的分析方法。在讲这部分内容时,以基本概念、基本原理、基本分析方法为主,加强训练学生这方面的基本功。根据学生的接受情况,增加一两次习题课,将解题思路融于例题中,重点讲述单元电路的基本分析方法,让学生及时消化和吸收所学的新知识。教师要与学生多沟通,了解学生学习的困难所在,及时为他们讲解答疑,让他们轻松学习。

讲集成电路时,由于内部电路结构比较复杂,为唤起学生的求知欲,应强词内容的重要性。进行电路内部分析时,最好能够以内部电路结构的方框图进行定性分析,分析各部分电路的基本功能和电路结构特点,且提高学生的识图能力。其次是介绍分析方法,集成电路的分析完全不同于分立器件构成的电路的分析方法,灵活运用"虚短"和"虚断"两个重要的概念,就能解决问题。这样学生就会感到轻松,集中精力来学习新的内容。在整个系统中,要注意分立元件与集成电路的联系。

2.正确处理引入的新内容与强化基本内容的矛盾

学生重点掌握的教学内容是模拟电子技术课程中的基本概念、基本分析方法和基本单元电路。在教学过程中,若恰当引人新内容,能够加深学生对电路的兴趣,体现教学内容的时代性和先进性。具体措施有三个:一是把现代电子电路的设计、实现方法介绍给学生,加强使用电路仿真软件、模拟eDa工具等,培养学生的现代电子技术设计理念。二是把新型实用电子器件、电子电路介绍给学生,使学生能够把基本理论、概念和分析方法应用到新的领域中,从书本获得的知识得到延伸,理论联系实际,培养学生的创新能力,设计出更好的电子系统。三是根据电子技术发展。及时更新教材,调整教学内容。例如,集成电路中越来越多地应用moSFet,在后结课程数字电子技术中主要集成器件是CmoS器件,所以在教学中要加强moSFet部分的教学内容。

3.正确处理传统教学方法与现代教学手段的关系

传统的教学方法经过历史沉淀和实践检验,具有独特的作用,要不断地继承和发扬。多媒体(multimedia)教学是现代教育普遍采用的一种先进的教学手段,具有先进的教育技术与理念。在重视教学方法与手段现代化的同时,一定要注意传统教学方法与手段的重要作用,应根据教学内容的特点选择不同的教学方法,把现代教学技术与传统教学手段两者有机地结合,取长补短,共同提高课堂教学的质量。因此,在教学过程中,要不断探索和创新适合课程特点的教学方法,积极开展启发式、讨论式、案例式等教学方法,合理运用现代教育技术,板书、多媒体课件、计算机仿真软件等多种教学手段应嵌入式相互配合使用,调动学生视、听、触等多种感官共同参与,激发学生课堂的学习兴趣。例如,讲解放大电路的频率响应这部分内容时,由于这一部分内容很枯燥、理论性强,是学生学习的难点,在讲解时可以借助于计算机仿真软件进行课堂演示频率失真,在感官认识的基础上再解释放大电路频率失真的原因,分析放大电路频率响应情况,进一步联系实际与频率失真的问题,与学生一起展开讨论。这样合理采用传统教学方法与现代教学手段,不仅在教学中起到了事半功倍的效果,而且有利于提高学生的学习兴趣和分析问题、解决问题的能力,大大提高了教学效率和质量。

4.正确处理理论教学与实践教学环节的配合关系

由于本门课程实验是单独开课,所以在授课时应密切注意两者的配合,理论教学进度应适当超前实验教学。在设计实验内容上,应根据课程内容的更新及时与实验室老师进行联系和沟通,共同设计出具有实用的“演示性”、“验证性”和“设计性”的实验。对于eDa软件的使用方法的教学,可安排在实践教学环节中进行,要求学生进一步掌握ewB的基本操作,掌握应用ewB进行模拟电子电路仿真实验的方法。

5.正确处理前期课程与后续课程的联系与分工

模拟电子技术课程中应用了许多电路分析课程中的基本概念与电路分析方法,如等效分析法、迭加定理、戴维南诺顿定理、二端口网络知识、电路的向量分析法等。应用这些知R时,教师可以适当介绍其基本原理,突出介绍在模拟电子技术中的应用,把解决模拟电路的一般方法教给学生,让学生感受到知识的连续性与扩充性,内容就会掌握得更好、更牢固。模拟电子技术的后续课程有数字电子技术、微机原理及接口技术等,模拟电子技术课程中的半导体器件的基本知识、放大电路理论和各种集成电路知识将为这些后续课程的学习打下必要的基础。要充分了解学生的后续课以及后续课与模拟电子技术的关系,这样才能更好地把握教学内容,进行系统的教学设计。

三、结语

模拟电子技术课程具有比较独特的教学特点:在教学内容上具有专业理论性,要求学生学习具有自主性,教师在教学过程中应渗透研究性和实践性,教学模式应从探索已知向探索未知过渡。提高教学质量必须依赖于不间断的教学建设;采用先进的教学理念,结合现代技术,既可使学生学以致用,又可使学生提高学习积极性;灵活应用多媒体课件和板书,实现教学互动,是提高课堂教学质量的重要途径;实验教学应受到任课教师的高度重视,教师应投入更多的时间和精力在实验室指导学生。在授课中不仅要注重学生基础知识的学习,而且还要培养学生的基本技能,将两者有机地融入到课堂教学中,深入浅出地讲解,体现出该课程的实践性、工程性和应用性。

【参考文献】

[1]余江.模拟电子技术基础实验教学改革的探索与实践[J].内江科技,2017(02):158.

[2]于军,孙立辉.电子技术基础课程设计教学改革的研究与实践[J].才智,2017(6):79.

集成电路基本概念篇6

关键词:soc单片机嵌入式系统

引言

现场电子技术应用中包含了硬件(hw)、硬件加软件(hw+sw)、固件(fw)3个层次。这3个层次也可以说是现代电子技术应用的3人发展阶段。自1997年以来,电子技术应用又增加了一个新的层次——片上系统(soc)层次。soc技术概念和应用技术层次的出现,标志着现代电子技术应用进入了soc阶段。

从各个发展阶段看,自hw+sw阶段开始,电子技术应用就与单片机紧密地联系在一起。在fw阶段,作为固件系统的重要核心技术,单片机又以嵌入式技术为基础,再次成为现代电子应用技术的核心技术之一,并为soc应用技术提供了紧实的基础。

soc为各种应用提供了一个新的实现技术。这种新的电子系统实现技术促使工业界在近3年中发生了巨大的变化,为信息技术的应用提供坚实的基础,因此,完全可以称之为soc革命。同时,soc也为单片机技术提供了更广阔的应用领域,使单片机应用技术发生了革命性的变化。

本文根据几年来对soc技术和单片机应用技术发展的研究,对soc的基本技术概念以及单片机与soc技术的关系进行了讨论,指出了soc中单片机嵌入式应用的技术特点。www.133229.com

一、soc技术与应用概念

所谓soc技术,是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用soc技术设计系统的核心思想,就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用soc技术设计应用系统,除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外,其他所有的系统电路全部集成在一起。

1.系统功能集成是soc的核心技术

在传统的应用电子系统设计中,须要根据设计要求的功能模块对整个系统进行综合,即根据设计要求的功能,寻找相应的集成电路,再根据设计要求的技术指标设计所选电路的连接形式和参数。这种设计的结果是一个以功能集成电路为基础,器件分布式的应用电子系统结构。设计结果能否满足设计要求不仅取决于电路芯片的技术参数,而且与整个系统pcb版图的电磁兼容特性有关。同时,对于须要实现数字化的系统,往往还须要有单片机等参与,所以,还必须考虑分布式系统对电路固件特性的影响。很明显,传统应用电子系统的实现,采用的是分布功能综合技术。

对于soc来说,应用电子系统的设计也是根据功能和参数要求设计系统,但与传统方法有着本质的差别。soc不是以功能电路为基础的分布式系统综合技术。而是以功能ip为基础的系统固件和电路综合技术。首先,功能的实现不再针对功能电路进行综合,而是针对系统整体固件实现进行电路综合,也就是利用ip技术对系统整体进行电路结合。其次,电路设计的最终结果与ip功能模块和固件特性有关,而与pcb板上电路分块的方式和连线技术基本无关。因此,使设计结果的电磁兼容特性得到极大提高。换句话说,就是所设计的结果十分接近理想设计目标。

2.固件集成是soc的基础设计思想

在传统分布式综合设计技术中,系统的固件特性往往难以达到最优,原因是所使用的是分布式功能综合技术。一般情况下,功能集成电路为了满足尽可能多的使用面,必须考虑两个设计目标:一个是能满足多种应用领域的功能控制要求目标;另一个是要考虑满足较大范围应用功能和技术指标。因此,功能集成电路(也就是定制式集成电路)必须在i/o和控制方面附加若干电路,以使一般用户能得到尽可能多的开发性能。但是,定制式电路设计的应用电子系统不易达到最佳,特别是固件特性更是具有相当大的分散性。

对于soc来说,从soc的核心技术可以看出,使用soc技术设计应用电子系统的基本设计思想就是实现全系统的固件集成。用户只须根据需要选择并改进各部分模块和嵌入结构,就能实现充分优化的固件特性,而不必花时间熟悉定制电路的开发技术。固件基础的突发优点就是系统能更接近理想系统,更容易实现设计要求。

3.嵌入式系统是soc的基本结构

在使用soc技术设计的应用电子系统中,可以十分方便地实现嵌入式结构。各种嵌入结构的实现十分简单,只要根据系统需要选择相应的内核,再根据设计要求选择之相配合的ip模块,就可以完成整个系统硬件结构。尤其是采用智能化电路综合技术时,可以更充分地实现整个系统的固件特性,使系统更加接近理想设计要求。必须指出,soc的这种嵌入式结构可以大大地缩短应用系统设计开发周期。

4.ip是soc的设计基础

传统应用电子设计工程师面对的是各种定制式集成电路,而使用soc技术的电子系统设计工程师所面对的是一个巨大的ip库,所有设计工作都是以ip模块为基础。soc技术使应用电子系统设计工程师变成了一个面向应用的电子器件设计工程师。由此可见,soc是以ip模块为基础的设计技术,ip是soc应用的基础。

5.soc技术中的不同阶段

用soc技术设计应用电子系统的几个阶段如图1所示。在功能设计阶段,设计者必须充分考虑系统的固件特性,并利用固件特性进行综合功能设计。当功能设计完成后,就可以进入ip综合阶段。ip综合阶段的任务利用强大的ip库实现系统的功能i。p结合结束后,首先进行功能仿真,以检查是否实现了系统的设计功能要求。功能仿真通过后,就是电路仿真,目的是检查ip模块组成的电路能否实现设计功能并达到相应的设计技术指标。设计的最后阶段是对制造好的soc产品进行相应的测试,以便调整各种技术参数,确定应用参数。

二、soc的应用概念

现代科学技术应用的重要特点之一,就是技术多样性、智能多变性和面向对象的系统设计性。所谓技术多样性,就是实现同一个应用电子系统可以有许多不同的设计方案供选择;而不同的设计方案就意味着必须使用不同的设计和生产技术。所谓知识多变性,是指在现代电子技术应用系统中,实现系统目标的基础理论和方法随着新知识的出现不断地在变化。这种变化不仅使应用电子系统技术指标发生变化,甚至改变了系统的整体结构。

随着现代信息和电子技术应用领域的不断拓宽,越来越多的应用领域提出了各种特殊要求。例如,航空航天领域要求的小体积大系统,信息应用领域提出的个性化等要求,都使得一般固件技术难以胜任。特别是在民用领域,重视个性化的产品设计概念使应用电子产品的更新速度极快,而且小批量多品种的要求也越来越高。这就是提出了小批量产品与成本、集成化与成本、产品研制周期与成本等一系列的问题。

soc正是成为满足现代科学和工程技术发展的要求而产生的现代应用电子技术。传统的观念认为,只有大批量的产品才有集成的可能,才具有价格竞争优势。因此,到目前为止,大多数小批量产品,特别是研究性质的应用电子系统,一般都采用hw,hw+sw或fw技术实现。但随着soc的出现、发展和成熟,这种现状已经发生极大的变化。soc为现代电子工程师提供了一个快捷经济的系统设计方法,使那么传统观念上认为高性能、高复杂度、高成本的嵌入式结构,能够通过低成本的单片芯片实现。

1.soc的设计观念

soc的设计观念与传统设计观念完全不同。在soc设计中,设计者面对的不再是电路芯片;而是能实现设计功能的ip模块库。设计者不必要在众多的模块电路中搜索所须要的电路芯片,只需要根据设计功能和固件特性,选择相应的ip模块。这种电路的设计技术和综合方法,基本上消除了器件信息障碍,因为每一个应用设计都是一个专用的集成系统,都是一个专用的集成电路。换句话说,soc的设计观念是“设计自己的专用集成电路”。从某种意义上讲,就是把用户变成了集成电路制造商。

2.高效便利的设计工具

由于ip是soc的基础,所以,必须采用相应的eda软件才能完成设计技术。如果没有高效便利的设计工具,soc设计就是一句空话。实际上,传统应用电子系统设计工作对eda和其他相应的设计软件并没很高的要求,只要求能提供相应的便利条件;而soc设计则必须建立在eda基础之上。例如,使用soc技术设计一个智能温度控制系统,由于整个系统集成在一个芯片中,用户就必须能对其中的cpu核、存储器、a/d、模拟放大器等电路进行综合仿真,显然,必须要有一个高效便利的eda工具才能完成这些工作。

三、soc技术中的单片机

单片机现代电子技术应用中的主流技术,特别是在工业和民用的独立电子系统中,单片机起着系统核心的作用。由于单片机系统特有的固件特性,使单片机在soc技术中占有重要的地位。

1.soc中的单片机嵌入技术

随着电子技术的发展,特别是应用技术的飞速发展,单片机应用系统已经形成了常用的、独特的嵌入式结构。如不同系列的单片机,都是通过嵌入不同的cpu和其他辅助电路而形成的。目前,单片机已经成为cpu和其他辅助电路而形成的。目前,单片机已经成为ip库中的重要成员,而其嵌入式结构正是soc的一种重要实现技术和方法。

用soc设计单片机系统嵌入式结构,为设计者提供了现有技术所无法比拟的优越条件。设计者必在选择单片机的型号上下功夫;只须要根据所设计系统的固件特性和功能要求,选择相应的单片机cpu内核,再根据需要选择其他的ip模块,就可以实现完整的系统。从某种意义上看,soc为单片机应用提供了更广阔的应用技术,并赋予了单片机更强大的生命力。试想,如果整个soc目标系统的核心是一个单片机cpu,那么,这个系统设计成功之后就不仅是真正意义上的单片机,而且还实现了真正的系统单片机。这正是单片机强大生命力的根源。

2.soc中单片机系统优化

目前在单片机应用中,有相当一部分实际上并不能叫做单片机。因为许多应用中需要形成单片机的外部系统总线。因此,单片机资源的充分利用和避免形成外部总线,往往是单片机应用设计的主要追求目标。换句话说,优化问题是单片机应用中的一个重要问题。

例如,设计一个具有多个传感器的测试系统,往往须要根据单片机的特点设计相应的外部总线,应用系统由此而庞大。采用soc技术后,系统不再需要外部总线,所选用单片机中不需要的资源也可以去除掉,只保留所需要的cpu等功能模块。这两种设计方法的方框图如图2所示。

从图2中可以看出,设计人员不必为如何最大限度地利用单片机资源而发愁,可以根据自己的需要选择所需的电路,并与所熟悉单片机的cpu内核相结合。同时还把现有技术需要精密调整的前置电路(模拟信号处理部分)也全部安放在一块芯片中,从而避免了大量的pcb板调试工作。从“单片机必须实现系统单片化”的角度看,这种系统正是用户自己设计的专用单片机系统,而且是一个能实现全部系统功能的优化系统。这种系统的调试、测试方法与传统的单片机系统完全不同,已经成为一个能处理模块-数字混合信号的全新系统。因此,soc技术使单片机应用系统实现了更高层次上的集成。

概括地说,soc使单片机应用技术发生了革命性的变化,这个变化就是应用电子系统的设计技术,从选择厂家提供的定制产品时代进入了用户自行开发设计器件的时代。这标志着单片机应用的历史性变化,一个全新的单片机应用时代已经到来。

结束语

集成电路基本概念篇7

一、教材是中考命题的依据,是平时教学的纲领性文件,因此初三物理电学知识复习首先必须从教材出发,夯实基础。纵观中考内容,多以基础知识和基本技能为主,重点考查的知识不少源于课本,而且有很多试题直接来源于课本或仅稍加变动。因此,复习的第一项工作就是回归教科书,以教材作为复习的主战场。重视基础内容的复习和坚持以教材为主是等同的,那种在总复习中抛开课本、借助题海战术来提高复习效率的做法必然会加重学生的负担,使学生丧失学习兴趣,结果只能事与愿违。我们要重视教材内容和教材功能的挖掘,注意教材每幅插图、图表所蕴涵的物理意义。对例题、习题不仅要掌握它们规范化的解题方法,还要认真思考它们反映了大纲中的哪些概念、规律。用好课本的例题、习题是废止题海战术、减轻学生学业负担、提高复习效率的有效办法。因此,在复习中应高度重视课本,把主要精力放在课本上,给课本上的旧题换个新貌,从课本上的旧知识中找出点新内涵,使学生从不同角度来加深对知识的理解,巩固基础知识的教学。

二、中考大纲是考试命题的准绳,它直接左右了复习的脉络和方向。电学复习需要领会并吃透大纲对各电学知识点的要求与需要达到的层次水平。依据大纲,确定不同层次的教学要求、把握好知识的深广度,从而有的放矢地组织复习,才能以较少的投入获得较好的效益。但考虑到中考电学命题的灵活多样性,要求学生对所学知识能灵活运用,有较宽的知识面和较强的能力。在复习中必须把落实大纲要求和充分发展学生的智能高度结合起来,注重培养学生分析问题、解决问题的能力和创新精神。

三、要重视对基本电学概念和规律的解释。一部分教师不重视学生对概念的理解,习惯让学生自己先将公式和概念背下来,再就几个注意事项讲解一下,然后就开始用大量的习题来进行训练,认为与其花大量时间解释,不如让他们多做习题,通过习题让学生对概念进行理解。殊不知,在这种以练代讲的教学方式下,学生对电学概念的理解并不透彻,有的甚至只是死记硬背。课堂上当时可能还能勉强应付,但是时间一长或遇到相近的几个电学概念时,就会因为概念不清而导致反复出错。概念的教学要把书本知识与生产相联系、与生活相联系,充分利用丰富多彩的物理现象,激发学生的学习激情、调动学生的学习热情。在复习中教师应尽最大努力讲明物理的真谛,灌输学习物理的正确思想方法,使学生知其然,更知其所以然。总之,电学概念的复习是一个值得我们教师重视的课题,我们不能简单地采取死记硬背的文科方式,或以练代讲的数学方式,而须从现象出发、从观察出发、从实验出发,通过学生自主探究获取信息、处理信息、总结归纳,引导他们逐步建立起正确的认知结构,从而提高概念复习的效益。

四、重视对物理实验的复习。电学实验题能很好地考查学生的探究能力,因此几乎年年考,更是常考常新。但从近几年中考物理试卷看,电学实验题得分率不高,往往低于全卷的物理平均得分率,实验题成了拉开分数档次的薄弱环节,所以考前要重视对物理实验的复习。首先要熟练掌握一些基本仪器的使用,如电压表、电流表等常用测量仪器的使用和读数。这些都是物理实验中的基本要求,是物理实验的基础部分,务必要熟练掌握。其次,实验复习的重点是课本中的分组实验,要领会每一个实验的基本思路及要点,有条件最好再动手做一做实验。学生物理实验能力的高低往往与学生物理知识、思想、方法的储备密切相关,提高学生的实验能力必定能全面提高学生的物理水平。在中考前有限的复习时间里,不一定要把所有的电学实验都重做一遍,但对基本实验、重点实验,一定要从理论和实践上有一个更大的提高。

五、电学中的计算是初中物理的重点,因此已经成为了历年来中考的必考内容。电学的计算与其他物理计算一样,要在充分理解题意、分析给定条件的基础上,依据物理公式层层演算来完成。但是,又

与速度、密度、浮力等其他知识点有所不同,电学的计算往往涉及到更多的公式、出现更多一题多解的现象,并没有一个完全定死的模式可以依据。这种特点令一些学生感到棘手,教师在复习的过程中就应具备更强的条理性,并鼓励学生对解题进行挑战,多方面充分思考解题的可能性。

初中物理大纲要求,电路计算只要求做简单的串联或并联电路计算。在中考电学计算题中往往会增加一个鉴别电路的分析过程。一般出现电路变化的情况有两种类型,分别形成新的串联电路或并联电路:1、某些开关的断开与闭合;2、滑动变阻器划片位置的改变。电路计算既是电学中的重点,也是难点,因此掌握方法很重要,理顺思路是关键。要想有成效地进行电路计算,应该从以下几点入手:

根据题意画出电路图(或分解图)。

1.根据题中的条件(包括隐含条件)找出物理量间的同时性及对应关系,运用物理定律、规律,列出等式或方程。

2.运用数学知识解出结果。

3.对解出的结果进行分析验证,最后给出正确的答案。

集成电路基本概念篇8

【关键词】电工学教学;教学实践;实验技能

《电工学》在我们学校是作为热动、化水专业的基础课程,通过该课程的学习,可使学生获得电路、电机与继电——接触器控制,安全用电,电工测量及电子技术的基本理论,基本知识和基本技能。由于它具有概念多、知识面广、综合性强、实践性强等特点,因此在教学中要做到重点突出、深入浅出,使学生尽快掌握,不是一件简单的事。本文将就《电工学》教学中的细节问题谈谈自己的体会。

一、合理选择教学内容,突出“学以致用”理念

《电工学》是一门基础学科,它的对象是非电类专业学生,其内容必须与后续专业课相符合,其基本理论,以必要够用为度。减少数理论证,以掌握概念,突出应用培养技能为教学重点。如电路部分重点介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法;电机与控制及安全用电部分主要讨论变压器与异步电动机的外部特性,控制和使用及安全用电的基本常识;电子技术部分重点介绍电子器件的外部特性与功能及电子电路的定性分析与应用。而电子测量部分介绍常用电工测量仪表的基本原理和应用及实验,可以放到实测中去讲解和应用。另外课程的教学的目的不仅仅是教会学生知识,更为重要的是教会学生怎样应用所学的知识,这里所说的“应用”并不仅仅是会用所学的知识去解题,而是要让学生知道所学的知识有什么用处,如何在生产实践中应用这些知识。在平时的教学内容选择上,应注重将理论知识与工程技术上的应用相联系起来。例如,在介绍二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到概念的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步联系实际,说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测性能的优劣,从中学生体会特性曲线的作用和应用。教学中还应注意通过“应用实例”使学生了解单元电路的功能和应用。选择教学内容,突出“学以致用”理念。

二、根据教学内容,联系实际充分挖掘学生的想象力和推理能力

在《电工学》的教学中,除了合理选择教学内容外,还应突出教学的实践性,充分强调对实际的指导意义,思考分析理论在实际的具体应用。例如,在分析串联电路的应用时,学生对它的实际指导意义理解不深,我就补充举了个例子:有一个小灯泡额定电压为12V,额定功率为3w,要把它作为信号灯接到220V,在电路中,应该串联一个多大的电阻?可选的电阻有500欧姆、700欧姆、1000欧姆、1200欧姆四种。学生根据小灯泡的电压、功率,算出了小灯泡的额定电流为0.25a,电阻为48欧姆,再根据串联电路的电流0.25a和总电压220V算出串联电路的总电阻为880欧姆,最后将总电阻880欧姆减去小灯泡的电阻48欧姆得到832欧姆,即为应串联的电阻阻值。但实际上可选的电阻没有832欧姆的,那么,在接近这个电阻的700欧姆、1000欧姆两个中应该选取哪一个呢?能否选取最接近832欧姆的700欧姆呢?答案是否定的。因为如果选了700欧姆的电阻,串联后流过小灯泡的电流为0.29a,超过了它的额定电流,这是不允许的。在这个问题中前面算出的额定电流在实际应用时隐含的条件是只能小于等于它,而不能大于它。选取1000欧姆的电阻串联后,虽然电流下降到0.21a,小灯泡的亮度有所下降,但却能保证电路设备安全。在《电工学》的教学中善于引导和充分发挥学生的想象力也是十分重要的。在讲串联电路中电压和电阻成正比的关系时,我突然问了这样一个问题:如果两个电阻串联,其中一个电阻特别大,大到了无穷大,也就是断开了,那么在断口处的电压是多少?有的学生感到茫然,有的学生说那就没有电压了。其实这个问题可用动态抽象的电路去想象——在那个逐渐变大的电阻两端接上电压表一直监视,则电压表读数必然会越来越大,最终电压表的读数必然与电源电压相同。这就是为什么电线断线后如果有人碰到就会触电的原因。引导学生联系实际,挖掘学生的想象力不仅能加深学生对概念的理解,而且同时能调动学生的学习积极性,让他们感到学的东西有用。

三、合理安排教学顺序,注重相似内容类比区别集中教学

《电工学》的教学内容中有些概念十分相似,很容易混淆。如果按部就班地顺着章节讲述,会造成内容前后脱节,让学生抓不住要领。如果打破章节顺序,把类似的概念放在一起相互比较,集中讲解则可起到事半功倍的效果。例如,在“电磁与电磁感应”教学时,左、右手定则和右手螺旋定则均不在同一节,而且这几个定则都是在介绍其他概念时配合应用的,比较分散,提法又很相近,致使很多学生经常混淆这三个定则的用法。如果采用类比区别、集中教学的方法,就能解决这个问题。首先把这三个定则同时列出,并区分它们的适用场合,即右手螺旋定则用于判断通电导线周围的磁场方向,左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向,而右手定则用于判断导线切割磁力线后产生的感应电动势的方向。其次,再针对不同的使用场合(下转第175页)(上接第162页)具体地分析大拇指所指的方向代表什么,食指的方向代表什么,手心手背又有什么作用等等。这样,学生对三个定则的概念和运用场合印象就非常深刻了。

四、合理采用比拟法提高学生学习兴趣,帮助学生掌握知识

在《电工学》课程中有些概念不容易理解,学生学起来比较吃力,学生对这些内容往往兴趣不浓,如何帮助学生掌握这部分内容,往往要在教学中突出概念的理解性,采用比拟法是一种让学生能理解掌握知识的好方法。例如,在分析电压与电位的区别时,学生对参考点的含义不理解,因而将电压、电位经常混淆。在教学中我们可以把电位比拟为高度,把电位差(既电压)比拟为高度差。因为学生对高度和高度差有深刻的感性认识。电位的特点是电路中某点相对于参考点的电压。它是相对值,其大小随着参考点的改变而不同。在教学中可以把讲台的桌面高比拟为电路中某点的电位,这时,我们可以选择不同的参考点(如地面、讲台的桌面、屋顶等)来看讲台的桌面高度,选择的参考点不同,讲台的桌面高度就会出现不同的值,这些值既可以是正值(以地面为参考点),也可以是负值(以屋顶为参考点),也可以为零(以讲台的桌面为参考点)。以此来加深学生对电位是相对值这一概念的理解和记忆。电位差的特点是电路中某两点间的电压。它是绝对值,不随参考点的改变而改变。在教学中可以把讲台的高度比拟为电路中某两点间的电位差,此时无论我们选择的参考点怎样改变,讲桌的高度也不会发生变化。通过比较,加深学生对电位是相对值、电位差是绝对值这两个概念的理解,使抽象的概念变得具体、直观。

五、合理安排好实验教学,加强实验技能的培养

集成电路基本概念篇9

一、“电子设计自动化”课程教学的特点

电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、pCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。

1.既要有广度,又要有深度

有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。

2.突出硬件电路设计的概念

在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CpU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。

3.理论与实践并重

“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。

二、“电子设计自动化”课程教学方法总结

良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。

1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界

电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CpU引入,通过一段“CpU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出eDa的概念,并详细讲解eDa对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用eDa技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对eDa的具体认识。这些方法不仅使学生对eDa相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。

2.以实例展开理论教学

“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUaRtUSii为学习对象)和实验用开发板(以FpGa开发板为学习对象)。硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。

3.将硬件电路设计的概念贯穿始终

硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。如以下两个程序:

(1)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<='1';elsifa

(2)entitymuxabisport(a,b:inbit;y:outbit);end;architecturebehaveofmuxabisbeginprocess(a,b)beginifa>btheny<='1';elsey<='0';endif;endprocess;end;

(1)(2)两个程序唯一的不同点在于:程序(1)中使用的是elsif语句,是一个不完整的if语句描述,而程序(2)使用的是else语句,是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。

4.通过实践拓展强化学生动手能力

“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。

集成电路基本概念篇10

[关键词]旅游 本体 方案 应用 模型

[分类号]tp391

旅游业是一个综合性产业,涉及吃、住、行、游、购、娱等多方面。旅游信息具有涉及面广、信息量大、比较分散、时空性强等特点,而目前的旅游信息资源建设存在技术手段落后、缺乏一致性、缺乏广泛共享、信息服务自动化和智能化程度低等缺点。中国是旅游资源大国,旅游产业信息化建设严重落后于市场发展的需要,迫切需要提高旅游服务质量以及旅游服务的自动化和智能化程度。通过构建旅游领域的基础知识库一本体,并利用本体开发基于语义web服务的旅游服务和旅游电子商务平台是一种较先进的解决方案。

1 本体构建方法

1.1 本体

本体最早是一个哲学的范畴,本体在计算机领域中的定义也有多种,其中1991年neches等人最早给出了一个定义:构成相关领域词汇的基本术语和关系,以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延的规则定义。perez等人用分类法组织了本体,归纳出5个基本的建模元语:类或概念、关系、函数、公理和实例。本体一般可分为元本体、通用本体、领域本体和应用本体等多种本体。本体的描述语言有非形式化语言、半非形式化语言、半形式化语言和形式化语言,在本项目中采用owL。本体开发工具有ontoedit、onto-lingua、prot6g6等。本体在知识检索中具有广泛的应用,在语义web中也具有非常重要的地位,同时本体为语义化web服务和电子商务平台提供了语义支持。

1.2 常见的领域本体构建方法

目前尚无构建本体的标准方案,许多学者在自己的研究项目中都提出了相应的本体构建方案。文献中介绍了7种比较有影响的方法:iDeF5法、toVe法、metHontoLoGY法、骨架法、SenSUS法、KaCtUS法和七步法。这些方法各有千秋,没有一种方法是完备的。

1.3 基于应用案例的领域本体构建方案

笔者通过对上述方法进行仔细比较研究后,充分从应用领域角度出发,在实践中提出一种基于应用案例的领域本体构建方案,如图1所示:

该方案分4个阶段:第一个阶段是在确定应用领域和范围之后通过激发应用案例进行数据收集与分析,这个阶段往往需要进行多次案例激发才能完成;第二阶段是对收集的数据进行概念化并开发初始本体,概念化和初始本体设计是一个反复的过程;第三阶段在初始本体确定后通过多应用案例检验,根据检验所得的统计结果对本体做进一步的调整和改进;第四阶段是本体维护和应用开发。

这里对该方案做出说明:①通过激发实际的领域应用案例进行数据采集和分析,避免了无源之水和没有应用背景的本体开发,当然效果的好坏在很大程度上由开发者的经验和领域专家的参与情况所决定;②初始本体开发时一定要考察复用已有本体中的概念和属性的可能性;③初始本体设计完后遵照Gruber在1995年提出的5条规则进行评价,在符合要求后才允许进入下一阶段;④在第三阶段通过多应用案例进行检验能够避免开发的本体过分抽象化,以提高本体的实用性;⑤通过前面的工作将得到一个符合标准并且实用的领域本体,同时在进行本体应用开发过程中还可进一步维护本体。

2 旅游领域本体的构建

旅游领域本体的构建遵循上述新方案,旅游行业最重要的商业活动包含于三个方面:①游客与旅行社之间;②旅行社之间;③旅行社与其他相关旅游机构(如交通运输公司、宾馆酒店、景区、购物点、保险公司等)之间。旅游领域本体的应用范围就是为旅游行业的商业活动提供知识支持,从而达到旅游信息的一致性和充分共享,并且为建设自动化和智能化程度高的旅游电子商务平台打下语义基础。

2.1 激发应用案例与数据收集

案例(一):某游客想在即将到来的国庆长假期间到外地旅游,于是他来到当地甲旅行社,旅行社的组团部负责人热情地接待他并推荐一些行程,最终该游客选择“昆明、丽江四飞六日游”。国庆很快到来,该游客愉快地度过了一个长假,旅游结束回家休息一天准备接下来的工作。

案例(二):乙旅行社准备整合推销当地旅游资源,便与当地旅游景区的经营单位和交通食宿企业联系,制定具有当地特色的地接方案。

案例(三):乙旅行社将制定好的地接方案传给外地的丙旅行社,邀请联合推销乙所在地的旅游资源,双方商谈了具体的合作事宜。丙旅行社结合本地区到乙旅行社所在地的交通、食宿等具体情况制定了几套行程方案,并有针对性地向当地旅游客源市场进行推广。

篇幅有限,以上案例均省略了大量具体信息。通过充分地激发一定数量而又具有旅游行业代表性的应用案例,开发人员能够掌握足够的、关于旅游领域的原始数据。

这些应用案例通常以文档的形式存储,接下来的重要工作就是从这些文档中收集和分析出有用的数据。可采用人工或半自动化的工具从文档中提取出重要的词汇、术语。从上述的部分案例中提取出这样一些重要术语:游客、导游、旅行社、法人、组团部、地接部、旅游团、行程、旅游资源、景区、景点、企业、交通、食宿、旅游线路、地接方案、日期、时间、制定、选择、执行、合作、利用、具有、隶属于等和其他大量实例数据,如旅行社名称、游客姓名等。

2.2 概念化

根据上面收集的重要术语和实例数据,在旅游领域专家的参与下,对旅游领域的知识进行概念化并建模。图2给出了旅游领域顶层概念模型,图3给出了部分底层概念模型。

2.3 初始本体设计与评价

根据概念化所得的概念模型就可以进行初始本体设计,设计前需选定本体描述语言和本体设计工具,本项目相应采用owL和prot6g63.3.1进行本体开发。需要完成以下工作:①设计类和类的层次(核心类层次参见图4);②设计类的属性(部分主要属性参见表1);③设计属性的Facets(部分属性的Facets参见表2);④实例化。在设计过程中尤其要注意复用已有本体中的慨念和属性,如时间、地址、价格、简单数据类型等。

初始本体设计完成后进行评价,评价标准可采用Grubel的五条规则:明确性和客观性、完全性、一致性、最大单调可扩展性、最小承诺。如果不满足,就对概念模型进行调整并重新设计初始本体直到满足上述五条规则为止。

2.4 本体检验与改进

领域本体主要应用于本领域的实践应用案例中,这借鉴于“从实践中来到实践中去”的哲学思想。在

开发旅游领域本体之初激发了许多应用案例,并从中提取并设计初始本体。这里反过来把设计好的本体应用于新的应用案例来检验本体的实用性,在检验过程中对初始本体进行调整和改进,并最终得到完善的旅游领域本体。

3 旅游领域本体的应用探索

本体不仅能应用于信息系统的建设,而且成为语义web解决语义层次上web信息共享和交换的基础。本项目中构建的旅游领域本体主要应用于两个方面:①为建设基于ontology的旅游线路自动生成系统提供本体支持;②为建设基于语义的旅游电子商务平台提供语义支持。

3.1 基于ontology的旅游线路自动生成系统

在传统模式中,旅游线路是由旅行社相关工作人员利用交通服务、食宿服务和旅游资源合理设计出符合现实操作的旅游行程并计算出成本价而产生的。考察整个产生过程几乎是全手工式的,这浪费了大量的人力资源和时间,同时还可能错过许多潜在的旅游线路所带来的商机。通过旅游领域本体对旅游行业的相关信息和资源做出规范化的定义后,旅游线路的自动生成有了语义的基础保障,系统的模型如图5所示:

3.2 基于语义的旅游电子商务平台

目前旅游商务活动以人工方式为主,而旅行社扮演一种人工组装车间的角色,在现代信息技术时代旅行社的功能和存在价值受到较大冲击。基于语义的旅游电子商务平台能够实现电子旅行社的功能,取代旅行社的人工操作模式,最终实现旅游商务活动的自动化和智能化。游客能够通过平台提供的旅游线路自动生成服务定制个性化的旅游线路,整个旅游过程中所需的诸如交通、食宿等其他服务的具体信息能够准确合成到旅游线路的行程安排之中。如图6所示:

4 结语