时间：2023-03-24 15:49:31
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇硬件设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：VoIPPCIFXS路由器语音压缩
1VoIP在路由器中的应用
近年来，VoIP（VoiceoverInternetProtocol）给通信市场带来了强大的冲击。IP语音业务推出后，由于其在通话费用上比传统电话具有突出的优势，因而受到了广泛欢迎。VoIP技术在路由器中应用，可以大大节省有多个部门在不同地方办公的企业或机构的电话费用。图1为一个VoIP路由器在公安分局与派出所间应用的方案。
派出所网点的路由器DCR－2501V和DCR－2509V使用FR（帧中继）或DDN线路同分局的DCR－3660实现互连，各网点的计算机可通过路由器连接分局的局域网或Internet，实现数据通信；同时，DCR－2501V或DCR－2509V通过FXS语音端口连接普通电话机，分局路由器通过E＆M接口和PBX连接，这样既可以实现内部各部门间的数据通信，同时还可进行零费用的语音通话。
VoIP在费用上呈现巨大优势的原因在于其利用了计算机通讯的分组化、数字化传输技术，先对语音数据按照一定的语音压缩标准进行压缩编码处理，然后把这些数据按IP相关协议打包，再将数据包通过IP网络传输到接收端，接收端将这些以不同顺序到达的数据包按其本身顺序串起来，并经过解码解压恢复出原来的语音信号。与传统的语音业务相比，VoIP在时间延迟、话音质量等方面存在缺陷。可以采用一些先进的协议如资源预留协议（RSVP）和不同类型服务（Diffserv）等方案来尽可能的优化语音数据包的传输，以减少传输延迟和拥塞。
目前，VoIP的标准主要有国际电信联盟技术部（ITU－T）建议的H．323系统和IETF建议的会话发起协议（SessionInitiationProtocol，SIP）系统两种。前者主要在电信网络上实现多媒体业务制订，技术已趋成熟。后者基于动态的Internet模式建网，是基于软交换技术的面向网络会议和电话的简单信令协议。在我国，主要选用H．323技术标准来实现VoIP，在H．323系列标准中，音频压缩编码标准有G．711、G．722、G．723和G729等。
本文将介绍一种已经应用于路由器产品中的VoIP语音卡的硬件设计和工作原理。
2VoIP语音卡硬件结构
该语音卡基于AudioCodes公司的VoPP（VoiceOverPacketProcessor，即语音包处理器）AC48302设计，采用PCI接口界面，可提供两个FXS（ForeignExchangeStation）语音／传真接口，可以方便灵活地应用于本公司开发的系列路由器中，实现VoIP功能。其硬件结构框图如图2所示，以下介绍各部分硬件的原理和作用。
2．1PCI接口
路由器主板与语音卡之间通过PCI总线连接，便于通用。采用了PCI接口芯片PLX9030实现语音卡本地总线（HPI）与PCI总线之间的转换。由于语音卡上数据流量不大，不需要利用如DMA方式主动向路由器主板上的Memory空间传递数据。因此，语音卡工作于PCI的从模式方式，AC48302通过中断方式接收或发送语音数据，PCI总线的数据宽度和速度为32位／33MHz。
2．2CPLD部分
AC48302采用8位并行的主处理器接口HPI与外部CPU（即路由器CPU）进行数据交换。在本设计中，HPI接口与PLX9030的本地总线接口时序稍有差别，经过CPLD进行调整。另外，路由器CPU还可通过CPLD控制CODEC和SLIC芯片。
2．3AC48302芯片
AC48302是AudioCodes公司推出的一款低功耗、低价格的双通道语音包处理器，其内部集成了一个DSP内核。该芯片的主要特性如下：
·支持两个通道的语音压缩编码，语音压缩标准包括G．729A、G．723．1、G．727、G．726、G．711。
·兼容T．38或FRF．11传真中继（2．4～14．4kbps）。
·呼叫ID产生和检测，呼叫进程和用户定义语音的检测和产生。
·兼容G．168的25ms回声消除。
·高性能的有效语音检测（VAD）和舒适噪声产生（CNG）。
·DTMF检测和产生。
·A律／μ律可选的Codec接口，具有输入输出增益控制。
·PCMHighway接口。
·并行的主处理器接口（HPI）。
AC48302各部分硬件接口如图3所示。
图4AC48302HPI存储器的映射关系
2．3．1语音接口（VoiceInterface）
语音接口提供未压缩的语音、传真数据的输入输出通道。语音接口对外提供四根信号线构成PCM总线，直接连接外部CODEC芯片的PCMHighway。这四根信号线为PCMIN、PCMOUT、PCMCLK、PCMFS。PCMIN输入从CODEC送来的PCM信号，AC48302内部的DSP按照相应标准（如G．729）压缩后从HPI给路由器CPU转发。PCMOUT则相反，AC48302将路由器CPU送来的语音数据按照合适的标准解压缩，然后从PCMOUT口送到外部CODEC，CODEC经过数／模转换后恢复成语音信号?熏通过用户接口送给用户端。PCMCLK提供2．048MHz的比特同步时钟，而PCMFS提供8kHz的帧同步时钟。
2．3．2HPI接口
在本设计中，路由器CPU与AC48302通过HPI口进行通信。路由器CPU和DSP通过AC48302的片内共享的双口存储器实现数据交互。片内共享存储器的映射关系见图4。
HPI接口包括1根8位数据总线和几根控制总线。路由器CPU通过三个寄存器（HPIC、HPIA和HPID）控制AC48302及访问片内存储空间。HPIC为控制寄存器，用来选择AC48302的高低字节顺序、产生和接收中断。HPIA为地址寄存器，用来寻址片内的2K存储空间。HPID为数据寄存器，用来缓存每次读写的两个字节数据，外部CPU可以单个Word或块数据方式访问HPID，当以块数据方式访问时，HPIA寄存器自动累加，这样可以减少外部CPU写HPIA寄存器的开销。AC48302的内部寄存器和存储器为16位宽度，因此外部CPU每次访问AC48302必须以两个字节为基本单位，信号线HI／LO用来选择高低字节，信号HRS1、HRS0指示当前访问的是哪个寄存器。
除了以上两个重要的接口外，AC48302内部还包含一个PCM时钟发生器、一个用于测试的JTAG接口以及一个用于访问外部SRAM及处理信道辅助信令的Memory＆I／O接口。
2．4CODEC接口芯片
CODEC芯片负责对DSP解压缩后送来的PCM数据进行解码，并将滤波后的模拟语音信号送到用户线接口芯片SLIC，SLIC对其进行2－4线转换后送给用户端；同时，CODEC还负责将SLIC送来的模拟语音信号进行PCM编码，然后送到DSP芯片进行压缩处理。
本设计中，CODEC芯片采用IDT公司的4通道PCM编解码芯片IDT821034。该芯片具有可编程增益设置、主时钟可选（2．048MHz、4．096MHz和8．192MHz）、最大可支持128个可编程时隙、A律／μ律可选、内置数字滤波器、串行控制接口、低功耗等特点。本设计中选用主时钟为2．048MHz（E1帧模式），可划分为32个相等的时隙（Slot0～Slot31），4个通道的接收和发送时隙可通过向串行控制口写入控制字进行动态选择。各时隙的位置都以8kHz的帧同步时钟信号为参考，在IDT821034中，时隙0相对帧同步脉冲的位置有延迟模式和非延迟模式（图6即为非延迟模式）。
PCM主时钟（BCLK）、帧同步时钟（FS）、接收数据（DR）和发送数据（DX）一起构成PCMHighway信号，与AC48302进行连接。BCLK与FS分别对应AC48302的PCMCLK和PCMFS，这两个时钟信号都由AC48302产生；DR和DX分别对应AC48302的PCMOUT和PCMIN。PCMHighway信号时序以及时隙与帧同步信号的关系分别如图5、图6所示。为了CODEC与DSP芯片间正确收发数据，一般选择CODEC芯片在BCLK的上升沿发送数据DX，下降沿采样数据DR，而在另一端的AC48302，则在时钟下降沿采样PCMIN，上升沿发送PCMOUT。
2．5用户线接口（SLIC）芯片
设计中为了使语音卡能够提供FXS接口功能，采用了爱立信公司的新型SLIC芯片PBL83710连接用户接口。在该芯片内部能够产生高电压铃流信号及提供自动电池馈电切换，具有环流振铃和地键检测功能及2－4线转换功能。该芯片将许多传统的振铃继电器、铃流发生器等器件集成在一个片内，节省了印制板空间和成本。
3VoIP语音卡硬件驱动流程
硬件驱动程序主要完成以下功能：
（1）初始化PLX9030芯片，配置相关寄存器，选择本地总线工作方式。
（2）初始化AC48302芯片，启动AC48302内部的DSP内核到正常工作状态。AC48302的启动步骤按顺序分为以下几步：核代码（Kernel）下载；程序代码（Program）下载；初始化模式；启动运行。
Abstract: Science and technology subject have many practice links. Graduation thesis and design have hardware requirements. While for newly established local universities' all aspects shortcomings. The quality of graduation thesis anddesign of science and engineering student is low. It is point out that fast and effective way to improve the quality is to do soft environment construction such as perfectingthe system and doing well the topic selection,enhancing professional development and teaching reform,do the existing contingent of teachers and guidance modes. It was hoped that this paper can give the reference to the university and other universities to improve science and engineering thesis (design)quality.
关键词： 新建地方本科院校；理工科毕业论文（设计）；措施；软环境
Key words: new local colleges；science thesis (design)；measures；soft environment
中图分类号：TP31 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）15-0195-02
1新建地方本科院校的特点
新建地方本科院校多为专升本的院校[1]，其基本上本专科教育并存，多数以专科教育为主，定位是培养大量下得去、 留得住、 用得上，富有实干精神和开拓能力的高级应用型人才。它通过升本的机遇大量引进优秀人才，加强实验室建设，使学校科研工作得以快速发展。其功能和以往相比，除了教学以外，加大了科研和社会服务功能，即立足于地方和区域经济发展，在为地方培养人才的同时，利用自身在科研上的优势，通过参与社会经济技术活动，推动科技进步，促进经济发展[2]。随着地方经济的快速发展和扩张，它们已成为中小型企业发展的人才库和技术革新的思想库[3]。
2理工科毕业论文（设计）存在的问题
本科毕业论文工作是大学本科教学计划中的重要实践环节，是培养学生综合运用所学基础知识和基本技能进行科研工作的初步训练，是培养和提高学生分析和解决问题的能力，实现教学、科研和生产实践相结合的重要途径，是本科生毕业和授予学士学位的必要条件[4]。而理工科类专业主要培养科学型、技术型和应用型人才，其实践环节多，毕业论文多有硬件要求。新建本科院校因地理位置的制约，在生源质量、经验交流等方面处于劣势，学生综合素质偏低。再加上历史原因，和老牌本科院校相比难免存在诸多不足，主要体现在教学条件有限、师资力量缺乏、学生重视不够和管理制度不健全，教学计划不完善，就业与考研复试冲击，学生普遍存在论文基本攻薄弱等因素[5-8]，这些不仅制约着新建本科院校的发展，而且还影响着人才培养的质量，最直接的影响就是毕业论文(设计)质量不高。
3提高毕业论文的措施
硬件的改善是一个长期而复杂的过程，而要解决当前的困难，更有效的方法是做好软件建设。
3.1 加强动员，完善制度，提高学生的认识和论文效率加强动员，提高学生的认识。让学生知道撰写毕业论文是人才培养中十分重要的环节，是本科阶段必须完成的一门必修课，是与毕业直接关联，获得学位、求职或继续深造的先决条件；让他们明确撰写论文不是一蹴而就的事情，是一个人才培养过程，是科研能力、理论联系实际能力、文献资料查阅能力等的形成和提高过程。学校和系部统一思想，对不合格的论文决不手软，只有确定了明确的标准并能够得到严格的执行，才能够使学生打消侥幸心理，有压力去完成。学生重视，基本功扎实，可以提高实验（设计）数据的准确性，进而提高论文写作质量，减轻老师指导的难度。
3.2 通过合适的选题来弥补硬件的不足优化选题是提高毕业论文质量的重要前提和基础。新建地方本科院校要提高毕业论文质量除了在选题方面严把质量关，做到难易适宜外，还可以通过合适的选题来弥补硬件的不足。
3.2.1 与地方企业联合，利用企业的经济优势共同研究和开发科研课题，为学生毕业论文提供素材。论文（设计）命题一直或部分时间到科研合作单位、实习单位或有工作意向的单位进行，完成后由学校进行考核。这种方式能够让学生自行在企业中得到锻炼，寻找解决实际问题的方法和途径，避免从书本到书本的纸上谈兵，让学生在社会的大课堂中通过毕业论文的训练得到锻炼，学到实际本领，提高创新能力，同时也解决学生在就业和学习方面的矛盾冲突。
3.2.2 加强与资深的科研院所合作，实现两类院所师生的“双赢”。很多资深的科研院所高级职称和博士较多、科研力量雄厚，仪器设备先进而充足，很多对新升本科院校来讲很难申报的前沿课题，但对省重点高校或更高层次的高校老师手中往往有两个或更多的项目却课题组人手不够，这正是新升本科院校的缺口。因此可以通过不同渠道，加强与这些高校或研究所联系，利用他们的课题和资源优势解决自己课题方向老套、脱离实际、仪器设备不足等问题，为新升本科院校毕业论文和科研工作的开展注入一定的活力，让更多学生有进行科研工作同时完成毕业论文的机会，实现两类院校师生的“双赢”。
3.2.3 做设计类课题。现在的大学生，有相当一部分有个人电脑，可选择应用计算机进行毕业设计。调查发现历届理工科毕业生，无论是在工厂从事技术开发、生产管理，在公司从事经营贸易，还是在政府机关就职，几乎都需要使用计算机。作为培养掌握最新科技人才的高等院校，当然应该顺应这个潮流。
3.2.4 选题时间提前、内容放开，学生有充裕的时间完成论文（设计）。一方面可以鼓励教师让学生参与到自己或学校立项的科研课题或实验室建设课题中。一方面毕业论文（设计）与贯穿于整个本科教育过程结合起来。学生在学习专业知识的过程中对某一问题的质疑、改进或推广，只要能够体现学生科研能力，都可以作为毕业论文（设计）选题。教学实践中的综合性或创新型实验，只要能够体现水平的，也可以作为毕业论文（设计）选题。教师可以不定期的向学生提供毕业论文（设计）选题，与大学生科技创新活动结合，鼓励学生自己选题,利用兴趣这一强大动力提高论文质量。
3.3 加强专业建设和教学改革调整教学计划，合理安排时间，处理好实习、考研、就业与论文写作之间的冲突，同时通过课程建设和教学改革让学生提前做好准备，提高基本功。狠抓教学质量，使学生牢固掌握专业基础理论、基本知识和基本技能，做好专业知识与技能的准备。开设专业文献检索、科研方法与论文写作训练方面的课程，使其掌握一定的科研方法。提高外语与计算机水平，对于论文有关文献的查阅以及日后论文的撰写、排版、定稿都大有帮助。改革实践教学，强化综合实践能力培养，构建由简单到综合，由单一到复杂，循序渐进的系列化实践教学体系。在日常教学过程中老师适当引导学生精读一定数量的范文，从内容到形式，反复揣摩，以便能够有效地借鉴它、模拟它。同时，老师可每学期给学生布置一两个与其专业相关的写作任务，学生可以根据老师的评语有针性的攻克自己写作的弱点，争取每写一次论文就能进步一点。课程实习、学年实习和毕业实习都有总结报告和社会实践报告，这些写作都可以较早地培养学生的论文意识，对于毕业论文的写作有着素材储备、技能准备等多方面的作用。
3.4 加强教师队伍建设和指导模式改革
3.4.1 现有教师队伍的建设加强指导老师科研能力培养，鼓励其勇挑科研重担，提高科研能力和学术水平，为提高论文（设计）质量提供有效的保障。通过参加社会实践、指导学生实习、参与工程项目设计等，组织指导教师尤其是青年教师深入生产和工程实际，在实践中总结和积累经验，为指导论文（设计）奠定良好的基础。在指导工作中要特别注意加强指导教师的师德修养，提高政治思想素质。可适度聘请外校教师或企业高工参与到论文指导中来。
3.4.2 论文指导模式改革首先可采用教师团队指导方式，即以教学科研经验丰富的教师为组长，在充分考虑老师的专业特长与教龄基础上，组建毕业论文指导团队，对学生进行指导，这种方式将发挥教师在各个领域的知识优势和结构，有利于培养学生更全面的掌握解决工程实际问题的能力和团队协作精神，可以较好的完成论文指导任务，同时也培养了青年教师论文指导能力和解决工程实际问题的能力，提高青年教师的业务水平。其次可采用双导师制。对于校内课题，青年教师可以作为副导师、高职称教师的助手身份参与指导论文。因为教授经验丰富，但是指导学生时间相对较少，而青年教师精力充足，时间多，但是科研能力相对薄弱，需要不断提高。每个学生都配有导师和副导师，可以发挥他们各自的优势，取长补短。这种联合指导方式，真正体现了教授“传、帮、带”的学科带头作用，加速了具有知识创新和科研攻坚能力的学术人才的形成，青年教师的科研能力将大大提高，为创新人才的培养打下坚实的基础。课题来自企业的采用校企双导师指导制，这样做可以将学校的理论知识更好地与企业的生产实践有机的结合起来，更有利于学生尽快的融入企业文化。
综上所述，新建地方本科院校，硬件的改善是一个长期而复杂的过程，要提高理工科毕业论文（设计）质量可以从完善制度，合理选题，做好专业建设和教学改革及现有教师队伍建设和指导模式改革等软件建设着手。
参考文献：
[1]辛彦怀,王红生.新建地方本科院校现状及发展趋势[J].教育发展研究,2005,(5):31-34.
[2]刘海林.关于新建本科院校毕业设计(论文)工作的思考——以浙江树人大学为例[J].浙江树人大学学报,2010,10(3):89-92.
[3]陈蕾.新建本科院校的办学特点及发展思考[J].中国电力教育,2010,(36):9-10.
[4]李小红.本科毕业论文工作中存在的问题及对策[J].湖南科技学院学报,2009,30(5):213-214.
[5]吴平.新建本科院校毕业论文(设计)管理和教学环节对应性研究[J].赤峰学院学报(汉文哲学社会科学版),2010,31(12):194-196.
[6]刘正远,段玉玺,呼汉卫等.本科毕业论文选题质量的探索与实践[J].辽宁科技大学学报,2009,32,(3):301-305.
[关键词]测控技术与仪器 毕业设计 创新人才培养
一、测控技术与仪器专业创新型人才培养目标
随着信息技术的飞速发展，仪器仪表的内涵发生了很大改变，无论其自身结构还是功能用途都体现出综合化、系统化特征，微型化、集成化、远程化和虚拟化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。
南京邮电大学测控技术与仪器专业始建于1977年，专业名初始设立为电信仪表，1978年更名为电子测量与仪器专业，1999年根据教指委指导意见，更名为测控技术与仪器专业。我们根据社会、经济发展和创新型国家建设目标对人才培养培养提出的要求，按照南京邮电大学提出的“将学校建设成特色鲜明，在信息科学和技术领域国内一流、国际有影响的教学研究型大学”的建设目标，在对比研究国内外一流大学“测控技术与仪器”专业建设的特点和经验的基础上，将人才培养目标定位在培养“高层次、复合型、创新性、多样化”的创新人才，培养学生德、智、体、美全面发展，知识、能力相互协调，具有较好的人文社会科学背景、扎实的自然科学基础、知识面广、较强的实践能力与创新意识，掌握检测与过程控制及相关学科领域的基础知识和基本技能，具备以电子信息技术及计算机应用技术为基础，从事仪器与测控系统设计等方面的专业能力，为国民经济、国防建设、教育科研等部门服务的应用型高级工程技术人才[1]。
南京邮电大学测控技术与仪器专业具有合理健全的师资队伍，一直致力于教学、科研综合实力的提高，不断更新教学硬件，完善实验教学环境。长期以来，本专业立足于自身特点，依托南京邮电大学通信与信息学科平台，经过30多年的发展，已经发展成为具有信息、通信与网络特点的测控技术与仪器特色学科专业，并已成为江苏省品牌专业，经过品牌专业建设，已经形成“网络测控技术”、“智能仪器仪表与自动化装置”与“网络机器人”等专业特色。
二、测控技术与仪器专业本科毕业设计的特点及存在的问题
本科毕业设计是本科学习阶段的总结， 既是培训体系中重要的一环， 又是对培训体系效果的检验。根据测控技术与仪器专业创新型人才培养目标，其教育学生的最终任务是使学生成为合格的工程技术人才，使学生毕业后具有解决实际工程问题、设计研发新产品的能力。鉴于该专业的上述培养目标和任务，其本科毕业设计有如下主要特点：
（1）培养学生综合运用知识的能力
测控技术与仪器专业本科毕业设计同其它专业毕业设计一样，作为本科教学中的最后一个环节，不能局限于某一门或某几门专业课程，它是对以前所学知识的综合应用，其涉及到的知识涵盖了本科阶段所学习的通识教育、专业教育、综合教育等。对该专业的学生来说，要做好毕设课题，学生必须熟练掌握电子电路、传感器、嵌入式系统、光学、机械等方面的知识，并具有灵活运用上述专业知识的能力[2][3]。
（2）强化学生动手实践的能力
测控技术与仪器专业是一门对学生动手实践能力有较高要求的专业，特别是随着电子信息技术的发展，该专业不仅要求学生具有扎实的理论基础知识，还需具备较强的动手解决实际问题的能力。该专业对学生动手实践能力的培养贯穿于整个本科阶段学习的各个环节，包括工科基础实践能力、学科基础实践能力、专业基础实践能力和专业工程实践能力等[2]。毕业设计作为学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节，特别是对于测控技术与仪器专业的学生来讲，其毕业设计的课题大多为硬件和软件相结合的项目，同日常生活实践结合较为紧密，在完成毕设课题的过程中，需要学生进行硬件制作、软件编程和软硬件联调，因此，学生的动手实践能力可在毕业设计完成的过程中得到进一步地强化和提高。
（3）培养学生创新应用的能力
创新技能是反映创新主题行为技巧的动作能力，主要包括对创新主题的信息加工能力、动手和操作能力、创新成果的表达能力以及物化能力等[4]。它是创新思想获得表现的载体，因而是创新人才培养的关键，亦是我国高等教育的根本任务和灵魂。测控技术与仪器专业本科毕业设计除了培养学生综合运用知识和动手实践能力外，最重要的一点就是培养学生的创新应用技能。特别是在当今竞争日益激烈的社会，用人单位对毕业生独立工作和创新能力的要求日益增强的形式下，非常有必要通过最后的实践环节加强学生科技创新能力的培养，进一步完善学生的知识结构和素质结构，以适应社会发展的需要[4]。
根据测控技术与仪器专业创新型人才培养目标以及该专业本科毕业设计的主要特点，剖析我校测控技术与仪器专业本科毕业设计实际，仍存在以下主要问题：
① 学生对本科毕业设计认识和重视程度不够。尽管学校对教育部的文件和学校制定的管理文件进行宣传，但受各种因素的影响和制约，学生对于本科毕业设计的重要性和目的没有明确的认识，致使一部分学生对于本科毕业设计的完成流于形式，没有深入研究和认真对待。
② 毕业设计过程中学生对课题资料分析不够仔细深入，其工科基础实践能力、学科基础实践能力、专业基础实践能力和专业工程实践能力等有待进一步提高。
③ 受毕业设计指导教师队伍规模、毕业设计实验设备、经费和管理评价机制等多方面因素的影响，学生毕业设计题目过于陈旧，重复率较高，严重影响到学生创新实践能力的提高。
三、改革实践与探索
为提高我校测控技术与仪器专业本科毕业生的创新实践能力，近年来，我们以测控技术与仪器专业江苏省高等学校品牌专业建设点建设为契机，针对测控技术与仪器专业本科毕业设计过程中存在的问题，从毕业设计选题和方案制定、毕业设计过程指导和监督、论文答辩和质量评价体系等方面进行了一系列的改革和探索：
（1）在毕业设计选题和方案制定方面，主要从两个方面展开。
首先，在本专业学生进入本科毕业设计阶段之前，加强对学生创新性和实践性的培养，积极鼓励学有余力的学生参加课外创新实践活动和教师科研项目，指派优秀教师指导学生开展实践和创新活动，对于具有一定创新性和实践性的项目和学生给予资助；此外，经过创新实践项目锻炼和培训，积极鼓励学生参加国际、国家和省各类科技竞赛。对已经成功申请到国家或省级课外实践创新的项目，可考虑直接作为学生本科毕业设计项目，并进行滚动资助。
其次，对指导教师给出的本科毕设课题进行查新，确保教师给出的毕设课题具有一定创新型和实践性，对于那些陈旧、创新性和实践性结合不紧密的课题一律不予立项。初步筛选完指导教师给出的毕设课题之后，由系所相关部门对拟立项的本专业毕设课题及其任务书进行汇总并制定测控技术与仪器专业本科毕业设计课题选题指南，应在指南中明确课题的软、硬件性质及对选题学生的基本软、硬件素质要求。学生应根据选题指南选择适合自身特点的毕设题目，并就课题研究目标、研究内容和研究方案进行一定时间的前期准备；在毕业设计正式开始前，应进行本专业学生的毕设开题答辩工作，对毕设过程中可能出现和应注意的问题提出进一步的要求，力争做到毕设立题科学新颖、避免重题、学生选题恰当，拟定方案切实可行，努力实现指导教师和学生之间双赢。
（2）在毕业设计过程指导和监督方面，首先，加强科研毕设，培养学生自主学习和创新实践能力。为加强和培养学生的自主学习和创兴能力，亦为加强对学生毕设过程的指导和监督，积极鼓励指导教师把学生的毕业设计实践同自己的科学研究结合起来。在进行毕业设计过程中，让学生参加一些与自己毕设题目相关的课题团队的科研工作，使其接受创实践新意识的熏陶和激励，这样既可以使学生学到必要的科研方法，培养学生主动学习、科学思考问题、勇于实践、勇于创新的能力，还可以加强对学生毕设过程的指导和监督，对于毕设过程中出现的问题能得到及时有效地处理。
其次，鼓励团队毕业设计，在充分利用现有的专业实验室和创新实践基地的基础上，合理增加硬件实验设备和经费，培养学生动手实践能力和团队协作精神。测控技术与仪器专业本科毕业设计对学生的软件设计、硬件实践能力都有较高的要求，鉴于该专业的专业实践特点，在毕设过程中鼓励学生进行团队毕业设计，团队成员至少3人以上，这样指导教师可以根据项目要求将课题划分成不同的子课题，团队内不同学生根据子课题功能要求分别进行相应模块的软、硬件设计。这种团队毕业设计的做法，不仅可以更好地培养学生的创新动手实践能力，还有助于培养学生的团队协作精神，团队内成员为完成总的毕设任务，按各自分工的不同，彼此之间可以相互协商和帮助。此外，通过团队毕业设计，实验室设备、经费及其它的资源可以更为有效地整合和利用。
（3）在论文答辩和质量评价体系方面，进一步健全毕业设计（ 论文） 质量监督机制和质量评价体系。建立规范的毕业设计（ 论文） 组织管理和操作程序，规范毕业设计论文选题、开题、中期检查、论文撰写、指导教师评阅和毕业答辩等组织程序和进度管理。建立以检查和评优为动力的质量监控机制， 根据毕业设计（ 论文） 进程进行阶段性检查，研究制定质量标准，实施质量控制；对于阶段性检查不合格的学生，给出相应的管理办法；建立科学的毕业设计（ 论文） 考核办法，制订毕业设计（ 论文） 成绩评定标准，从论文质量、平时表现和答辩成绩等方面进行全面考核。在论文答辩方面，实行三级管理，具体分为：非团队毕业设计的学生参与系所组织的论文答辩；团队毕业设计的学生直接参与学院组织的论文答辩；对于参加系所和学院论文答辩且成绩为优秀的学生，进一步推荐至学校，参加由学校组织的论文答辩。
四、结束语
本科毕业设计是学生本科学习过程的重要阶段，是对本科阶段所学知识的综合运用和提高。论文根据测控技术及仪器专业创新实践型人才培养目标及该专业本科毕业设计的主要特点， 针对南京邮电大学测控技术与仪器专业本科毕业设计实践过程中存在的问题进行了一系列改革和探索，实践证明上述改革措施在一定程度上提高了学生的创新实践能力。
基金项目：南京邮电大学教改项目（JG00511J80，JG00511J79，JG00511J78），江苏省研究生双语授课教学试点项目，南京邮电大学通达学院教改项目（TD00511JG11）
[参考文献]
[1] 南京邮电大学2010级测控技术与仪器专业本科生培养方案，2010：136-142
[2]冯旭哲， 陈建云， 明德祥. 测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J].高等教育研究学报，2011，34（1）：86-88
[3]牛金星，申杰，李恒灿.关于测控技术与仪器专业本科生毕业设计的思考[J].科技创新导报，2011，27，248-248
【关键词】温度 at89s52 nrf9e5
1 引言
由于在局部的温度通常具有不一致性，因此在检测环境温度时，传统的单一测点测量温度的方法并不能够准确说明实际的温度信息。在同一环境中，对多点进行温度测量，能够有效解决这一问题，使得温度测量更加准确。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20[1]。
本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。
2 系统方案
无线数据传输按照传输方式的不同，可以分为：点对点、点对多点以及多点对多点。本论文所设计的系统由主控芯片51单片机、主接收器以及多个测量终端组成。每个测量终端都是通过无线传输模块nrf9e5传递数据，进而形成无线传输的温度采集系统。系统框图如图1所示。
将相应的温度传感器分布在所要测量环境的不同位置，就能够精确评估环境温度。然后再将这些测量得到的温度经过无线通信模块发送到主控芯片上，主控芯片对数据进行处理和显示。
3 硬件电路设计
3.1 无线数据传输模块
nrf9e5具有和8051相互兼容的微控制器，但是时序和指令都与其有些差别。nrf9e5与cpu的数据交换是通过串口来进行的。
nrf9e5和其他模块通信主要是通过自身内部的并行口和内部的spi口。nrf9e5与nrf905等具有一样的功能。收发器在与微控制器进行数据交换的过程中，主要是通过片内的spi和并行口。在要传输通信的数据准备好之后，就能够产生中断，供微控制器使用。
3.2 温度测量电路
温度检测的方法有很多，比如采用热电偶等。但是本论文采用的是ds18b20温度传感器。该温度传感器采用的是one-wire总线，即只采用一根信号线与单片机进行连接。该测温传感器能够测量零下55度到125摄氏度的温度范围，同时分辨率能够达到0.5摄氏度。工作电压范围很宽，一般为3.0至5.5v。
3.3 主控芯片
本论文设计的数据采集器使用的主控芯片是at89s52单片机。msc-51单片机是八位的非常实用的单片机。本论文所使用的at89s52单片机就是基于这款单片机的。msc-51单片机的基本架构被atmel公司购买，继而在其基本内核的基础上加入了许多新的功能，同时扩展了芯片的容量以及加入flash闪存等等。51内核的单片机具有很多优点，因此无论是在工业上还是在一些电子产品上应用都很多。全球也有许多大公司对其进行扩展，加入新的功能。即使是在今天，51单片机仍然在控制系统中占据很大市场。
下面对本论文所使用的单片机作简要介绍。这款单片机具有最大能够支持的64k外部存储扩展，同时还具有8k字节的flash空间。该单片机具有4组i/o口，分别是从p0到p3，同时每组端口具有8个引脚。每个引脚除了能够作为普通的输入和输出端口外，还具有其它功能，也就是我们通常所说的引脚复用。其还具有断电保护、看门口、计时器和定时器。51单片机一般的工作电压是5v。
4 软件设计
4.1 通信协议
本系统为单点对多点的无线通信，主接收器在可靠通信范围内分别与每个数据终端通信。主接收器与每个数据终端都有一个唯一的地址，因此在通信过程中必须明确接收方的地址。系统通信协议定制如表1所示。
4.2 温度测量程序
本论文采用的温度传感器是one-wire总线的器件，与主控芯片进行一根数据线连接，就能够同时实现数据和时钟信号的双向传输。但是这样就要求主控芯片的时序必须具有严格的要求。在出厂之前，每个器件的rom上都光刻上64位的编码，这个编码地址序列是唯一的，我们可以通过这个编码地址序列来进行多
点的组网。但是本论文所设计的温度采集系统，在每一个结点只是用一个温度传感器，因此在程序中并不需要读取其rom编码。
5 总结
在实际的温度测量过程中，测量单点的温度往往并不能够准确反映实际温度信息，需要对同一环境进行多次测量，同时要对多个温度节点进行测量。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20。本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。
参考文献
[1]马祖长，孙怡宁，梅涛.无线传感器网络综述[j].北京：通信学报，2004，25（4）：15-17.
[2]郑启忠，耿四军，朱宏辉.射频socnrf9e5及无线数据传输系统的实现[j].单片机与嵌入式系统应用，2004（8）：51-54.
[3]季一锦，尹明德.一种基于nrf9e5的无线监测局域网系统的设计[j].国外电子元器件，2004，（12）：22-25.
[4]盛超华，陈章龙.无线传感器网络及应用[j].微型电脑应用，2005，21（6）.10-13.
关键词：毕业设计；过程控制；就业率
作者简介：屈霞（1968-），女，甘肃张掖人，常州大学信息科学与工程学院，副教授；邹凌（1975-），女，辽宁辽阳人，常州大学信息科学与工程学院，副教授。（江苏 常州 213164）
基金项目：本文系常州大学校教育研究项目“加强实践环节教学培养创新人才的研究与实践”（项目编号：GJY11020025）的研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0143-02
毕业设计教学环节是实现人才培养目标的重要部分，提高毕业设计质量可以提高学生综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力；培养学生的创新意识和创新能力；培养学生理论联系实际的工作作风、严谨务实的科学态度、团结协作的良好习惯；进一步提高学生的综合分析能力、实验和科学研究能力、外文阅读及计算机运用能力以及文字表达等能力。近年来，常州大学电类专业毕业设计实践教学受到各种不利因素的影响，本文结合课题组多年毕业设计指导实践，提出了提高毕业设计质量的过程管理方法。
一、毕业设计实践教学中面临的主要问题
1.学生方面
（1）学生独立分析和解决实际问题的能力较差。近几年来，我国高等教育招生规模急剧扩大，高等教育从精英教育转变为大众教育，造成地方高校本科生生源质量下降。学生在毕业设计中暴露出了各种问题：文献检索、阅读能力较差，不能很好地理解课题；理论分析能力较差，不能正确地确定方案；动手能力较差，硬件设计中出现问题后不能独立解决；写作能力较差，论文东拼西凑。
（2）学生面临自主择业就业的压力。高校扩招和自主择业就业制度使得就业形势严峻。很多学生从大四开始就把主要精力投入到找工作、考研、实习和参加各种培训等，在第8学期根本没有时间和心思做毕业设计。
（3）不少学生对毕业设计不够重视，认为毕业设计做得好坏不影响按时毕业，因此他们对阶段性检查敷衍了事，在论文撰写时抄袭或拼凑现象时有发生。
2.指导教师方面
（1）指导教师选题没有从学生就业出发，不能调动学生的积极性。有些选题属于纯理论课题，学生无从下手；有些题目随意性太强、太大、太难或偏离专业方向，起不到培养学生综合素质的作用。
（2）指导教师指导不到位以及指导水平降低也是造成毕业设计质量滑坡的原因之一。[1]有的指导教师忙于科研、研究生指导或承担繁重的专业课，投入毕业设计的精力受到影响；有些教师对选题并不熟悉，出现问题后指导不了；青年教师往往缺乏生产实践和企业经历，无法单独完成指导工作。
二、创建良好毕业设计过程管理的前提
1.学校、学院层面采取的措施
（1）对毕业设计采用平台化管理模式，将指导教师聘任、选题申报与审核、成绩查询、双选与调剂、任务书与前期材料审查、论文审阅、答辩安排、成绩终审及统计等都放在毕业设计管理系统进行，每个环节都设置明确的起止时间。这样既加强了对指导教师工作的监控，又提高了学生的主动性，有利于加强毕业设计过程控制力度。[2]
（2）由学校、学院和系部三级协调进行过程管理与目标管理。教务处代表学校负责制定毕业设计工作安排并进行宏观协调；学院组织专家督导对各个毕业设计环节进行评价和审查，并对毕业设计论文质量进行评估；系部完成毕业设计具体实施工作。
2.团队指导的组织
为了加强指导教师的组织管理，提高青年教师指导毕业设计的能力，各系部教师根据研究方向分成了几个毕业设计指导团队。指导团队负责本团队教师所指导学生的题目审查、任务书检查、前期材料的审查、中期检查、毕业设计论文审阅、答辩等工作，每周团队安排2次对学生进行集体指导。
3.以学生为主的毕业设计教学计划
充裕的毕业设计时间是保证学生完成毕业设计任务的首要条件，应将毕业设计时间提前到从第7学期开始，这样可以有效缓解学生找工作与做毕业设计时间冲突的矛盾。具体时间由学生与指导教师双选后，师生双方根据学生情况确定。
（1）校外设计可以提高学生的综合素质，增强学生的参与意识和竞争意识，促使他们早日就业。校外设计任务书由校内外指导教师协商确定，课题内容应该符合社会发展需要。学生在第7学期由校内指导教师指定翻译内容并完成，第8学期可申请出去，在5月份必须返校做论文。学生需要每周向校内指导教师汇报毕业设计进展情况，团队每三周检查一次学生设计进展，专家在毕业设计前期、中期、后期检查3次。
（2）校外实习和培训能够大大提高学生的技术应用能力和实践能力。如果学生在第7学期完成了毕业设计的主要内容，在第8学期可申请校外实习和培训。
（3）考研学生应该从第7学期末的寒假开始做毕业设计，这时学生刚初试完成，在考研录取通知下来的两个多月的时间里做毕业设计，可以赢得复试、面试的准备时间。
（4）选择嵌入式系统相关课题（占毕业设计题目总量的60%以上）的学生，因为毕业设计内容涉及到软硬件设计（需要熟悉硬件、查找资料、确定方案、编写软件程序、画原理图和PCB板、联调软硬件、撰写论文），必须从第7学期开始做，才能保证毕业设计质量。
三、毕业设计“十二环”过程管理实践
第一，选题及严格审查是决定毕业设计质量的关键因素，指导教师需要在学生第7学期前的暑假开始出题，第七学期第1周由毕业设计指导团队负责审题。选题有4个重要原则：一是选题要符合专业培养目标，如通信系课题可以是嵌入式系统、通信系统、数字信号处理等，避免数据库管理系统类题目；二是选题面向就业，具有理论意义和实用价值；三是有一定难度，避免太泛、太大或太简单；四是“一人一题”，锻炼学生独立工作的能力。鼓励学生根据自己的兴趣和特殊专长提出符合上述要求的课题，并且选择相关教师，便于因材施教。
第二，通过毕业设计前的动员调动学生的积极性。在第7学期第1周由系部组织针对大四学生的毕业设计动员会，会上要阐明毕业设计的重要性、意义，调动学生的积极性，同时提出对学生的要求。另外，指导教师需要介绍自己的专业特长和选题，供学生选择。
第三，在“双选”和“培优”中突出学生的主体地位。师生双方通过毕业设计管理系统实现双向选择。“双选”采取“题目公开，学生首选，系部调剂”的方法，学生首先根据毕业设计管理系统中公布的题目选择自己感兴趣的课题及教师，教师随后参考学生成绩及专长确定学生。对于多次选择不成功的学生由系部调剂。
“培优”工作先于“双选”进行。毕业设计开始前，由学工办根据学生3年的成绩及表现提供培优学生名单。对于成绩优异的以及参加全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛、全国大学生电子设计竞赛等各类学科竞赛获奖的学生，应指定相关责任心较强的教师做指导教师，注重培养学生的个性，确保有能力拿优的学生拿到优。
第四，任务书审查与下达。任务书由指导团队进行审查，要求目标明确、内容充实、有技术要求，并且指定每周进度安排和主要参考书目。任务内容要达到科学研究和实践能力培养与锻炼的目的，从素质、能力和知识结构方面考察学生，
第五，文献检索能力的指导。指导教师应向学生介绍中外文数据库和移动图书馆的使用方法，为学生查阅文献资料提供有效帮助。
第六，开题报告审查。毕业设计团队成员进行开题报告互查，要求学生能检索大量的中外文文献资料、对课题进行分析与综合并提出合理的方案。
第七，中期检查。毕业设计团队进行与任务书时间节点对应的阶段性检查。对进展缓慢的学生提出通报，被通报的学生只能参加第二次答辩。
第八，教师的有效指导和教师素质的全面提高是提高毕业设计质量的关键。指导教师要投入足够的时间和精力，最有效的指导方式是与学生面对面，与学生一起分析每一环节存在的问题，指出不足，提出建议。
第九，毕业设计结果检查。当学生完成毕业设计作品的软硬件调试或完成研究课题的软件仿真后团队需要认真检查毕业设计成果，提出意见和建议；没有实物或仿真结果的学生将延迟答辩。
第十，论文撰写。学生先提交论文目录，与指导教师协商后进入论文撰写阶段。
第十一，论文审查是保障毕业设计论文质量的最有力措施，能全面评价毕业设计教学完成质量。由毕业设计团队进行论文审查，审查不通过的学生延迟答辩。
第十二，答辩分学院、系大组和小组答辩3种，系大组答辩教师由系部全体教师组成，小组答辩教师由毕业设计团队组成（至少5位教师）。得优的学生必须参加学院和系大组答辩。答辩时必须有PPT，答辩不及格的学生需要参加第二次答辩。对第二次答辩不及格或论文不通过的学生延迟毕业。
参考文献：
关键词：虚拟仪器，力传感器，标定
1 引言
力传感器是目前广泛使用的传感器，在长期使用过程中，由于使用环境、本身结构的变化，需要对其进行标定，以此保证测量的精度。近年来，随着虚拟仪器技术的出现和发展，越来越多的技术人员开始基于该技术来开发自动化测量设备。博士论文，标定。虚拟仪器是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向[1]。而在众多的虚拟仪器开发平台中，美国国家仪器公司（NI）的LabVIEW应用最为广泛。本文主要介绍了基于LabVIEW的力传感器标定程序的设计。
2 标定的原理
所谓标定（或现场校准）[2]就是指用相对标准的量来确定测试系统电输出量与物理输入量之间的函数关系的过程。标定是测试中极其重要的一环。标定除了能够确定输入量和输出量之间的函数关系之外，还可以最大限度地消除测量系统中的系统误差。
传感器的校准采用静态的方法，即在静态标准条件下，采用一定标准等级（其精度等级为被较传感器的3~5倍）的校准设备，对传感器重复（不少于3次）进行全量程逐级加载和卸载测试，获得各次校准数据，以确定传感器的静态基本性能指标和精度的过程。为简化系统的设计，此处标准量采用砝码加载的方式获得。
3 系统组成
3.1硬件组成
系统的硬件组成如图1所示：
图1 系统硬件组成
由图可以看出，系统主要包括计算机、力传感器，数据采集卡、接线盒等。本系统中，力传感器采用电阻应变式压力传感器，四个应变片采用全桥的工作方式。数据采集卡采用NI公司的PCI-6221，该采集卡的主要参数如下：它具有16个模拟输入端口，2个模拟输出端口，24个数字输入输出端口，采样速率最高可达到250kS/s。接线盒采用NI公司的SC-2345，此接线盒直接与数据采集卡相连，接线盒上有SCC信号调理模块插座。SCC模块是NI公司提供的信号调理模块，其上面包含信号调理电路，可以将传感器处采集的信号转换成适合数据采集卡读取的信号。本系统所用的SCC模块为SCC-SG04，此模块适用于连接采用全桥工作方式的电阻应变式压力传感器。
3.2软件组成
本系统软件基于LabVIEW 8.2来开发。LabVIEW是一种图形化的编程语言。博士论文，标定。博士论文，标定。与其他开发工具不同，用LabVIEW编程的过程不是写代码，而是画“流程图”。这样可以使用户从烦琐的程序设计中解放出来，而将注意力集中在测量等物理问题本身。它主要针对各个领域的工程技术人员而设计，非计算机专业人员[1]。博士论文，标定。
因为所用的力传感器属于应变式电阻传感器，其电阻变化率与应变可以保持很好的线性关系，即输入与输出量之间呈线性关系，所以可以用一条直线对校准数据进行拟合。此直线就称为拟合直线，所求得的方程为拟合方程。图2所示为传感器标定程序的采样页面。
此程序采用LabVIEW的事件驱动编程技术进行编制的。事件[3]是对活动发生的异步通知。事件可以来自于用户界面、外部I/O或程序的其它部分。在LabVIEW中使用用户界面事件可使前面板用户操作与程序框图执行保持同步。事件允许用户每当执行某个特定操作时执行特定的事件处理分支。
图2 标定程序采样页面
图3 采样程序
直线拟合的方法[2]有很多种，比如最小二乘法、平均选点法、断点法等等。其中，最小二乘法精度比较高，此处利用它进行直线拟合。根据最小二乘法，假定是一组测量值，是相应的拟合值，mse为均方差，则拟合目标可以表达为，期望mse最小。
LabVIEW中的分析软件库提供了多种线性和非线性的曲线拟合算法，例如线性拟合、指数拟合、通用多项式拟合等等。本程序选择Linear Fit.Vi 来实现最小二乘法线性拟合。
标定子程序的工作流程如下：用户先通过多次采样，获得各个输入量对应的输出量，通过While循环的移位寄存器保存这些值。博士论文，标定。采样完成后，把这些值输入Linear Fit.Vi进行拟合，拟合的曲线在Graph控件中显示出来，同时该Vi自动求出方程y=ax+b中的斜率a和截距b，这样，输入输出量之间的函数关系就可以确定下来了，如图4所示。
图4 标定程序拟合前面板
4 小结
基于虚拟仪器的力传感器标定程序能够方便地对力传感器进行标定。博士论文，标定。该系统具有人机界面友好，灵活方便，自动化程度高等特点。
参考文献：
【1】.候国屏;王珅;叶齐鑫.LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计[M].清华大学出版社.2005
【2】.张迎新等.非电量测量技术基础[M].北京航空航天大学出版社，2001
【3】.NationalInstrumentsCorporation.LabVIEWHelp[CD].ni.com/china,2008
关键词：EDA技术，项目化教学方法，课程改革
EDA技术是以数字电子技术课程知识为基础，具有较强实践性、工程性的专业课程。将数字电路设计从简单元器件单元电路设计，EWB软件仿真提到了更高一级的可编程操作平台上，进一步巩固和提高学生电子电路综合设计能力。但是，传统的教学模式是将两门课程分开，先上数字电路，后上EDA技术，分两学期授课。这样的教学模式存在弊端，减弱了课程之间的联系，降低了学生对数字电路理论的认识程度。通过对EDA技术课程的教学改革，以实训的方式采用项目教学法，使学生在较短的时间内掌握EDA技术基础及其实验系统，从数字系统的单元电路，如译码器、计数器等入手，加深对数字电路基础理论的认识，逐渐完成数字系统设计。
1. EDA技术及其在教学中的应用
1.1 EDA技术
EDA技术即电子设计自动化(Electronic DesignAutomation)是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果而形成的一门新技术毕业论文格式，是一种能够设计和仿真电子电路或系统的软件工具。采用”自顶向下”的层次化设计，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。图1为一个典型的EDA设计流程。
图1 EDA设计流程图
1.2 EDA技术在教学中的应用
在教学过程中，EDA技术利用计算机系统强大的数据处理能力，以及配有输入输出器件(开关、按键、数码管、发光二极管等)、标准并口、RS232串口、DAC和ADC电路、多功能扩展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件开发平台，使得在电子设计的各个阶段、各个层次可以进行模拟验证，保证设计过程的正确性。从而使数字系统设计起来更加容易，让学生从传统的电路离散元件的安装、焊接、调试工作中解放出来，将精力集中在电路的设计上。同时，采用EDA技术实现数字电路设计，不但提高了系统的稳定性，也增强了系统的灵活性，方便学生对电路进行修改、升级，让实验不在单调的局限于几个固定的内容，使教学更上一个台阶，学生的开发创新能力进一步得到提高。
2.课程教学改革实施
2.1课程改革思路
课程改革本着体现巩固数字电路基础，掌握现代电子设计自动化技术的原则来处理和安排EDA技术教学内容。打破传统的从EDA技术概述、VHDL语言特点、VHDL语句等入手的按部就班的教学方法，以设计应用为基本要求，开发基于工作过程的项目化课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。将EDA技术分为四个方面的内容，即：可编程逻辑器件、硬件描述语言、软件开发工具、实验开发系统，其中，可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具,实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。采用项目化教学方法，以实训的方式展开，让学生在“学中做，做中学”。
2.2课程改革措施
以电子线路设计为基点，从实例的介绍中引出VHDL语句语法内容。在典型示例的说明中，自然地给出完整的VHDL描述，同时给出其综合后的表现该电路系统功能的时序波形图及硬件仿真效果。通过一些简单、直观、典型的实例毕业论文格式，将VHDL中最核心、最基本的内容解释清楚，使学生在很短的时间内就能有效地掌握VHDL的主干内容，并付诸设计实践。这种教学方法突破传统的VHDL语言教学模式和流程，将语言与EDA工程技术有机结合，以实现良好的教学效果，同时大大缩短了授课时数。表1为课程具体内容及实训学时分配。
能力
目标
学习情境
项目载体
课时
QuartusⅡ开发工具使用能力
QuartusⅡ开发环境、实验系统
二选一音频发生器设计
6
VHDL语言编程能力
VHDL语言基本结构
计数器电路设计
6
VHDL语言并行语句
8位加法器设计
8
VHDL语言顺序语句
7段数码显示译码器设计
8
VHDL语言综合运用
数控分频器的设计
8
层次化调用方法
4位加减法器的设计
4
综合开发调试能力
8位16进制频率计设计；
十字路通灯设计；
数字钟设计；
波形信号发生器设计，等。
(任选一题)
20
总计
为规范本科生毕业论文（设计）撰写格式，进一步保证本科生毕业论文（设计）质量，特制定本规范。
一、毕业论文（设计）撰写结构要求
1、题目：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字。
2、文献综述：一般不少于1000字。
3、摘要：要有高度的概括力，语言精练、明确。同时有中、英文对照，中文摘要约300—400汉字；英文摘要约200—300个实词。
4、关键词：从论文标题或正文中挑选3～5个最能表达主要内容的词作为关键词，同时有中、英文对照，分别附于中、英文摘要后。
5、目录：写出目录，标明页码。
6、正文：
（1）毕业论文正文：包括前言、本论、结论三个部分。
前言（引言）是论文的开头部分，主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要，篇幅不要太长。
本论是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析（讨论）等。在本部分要运用各方面的研究方法和实验结果，分析问题，论证观点，尽量反映出自己的科研能力和学术水平。
结论是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文，加深题意。
（2）毕业设计说明书正文包括前言、本论、结论三个部分。
前言（引言）：说明本设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求；简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；本设计的指导思想；阐述本设计应解决的主要问题。
本论：
①设计方案论证：说明设计原理并进行方案选择。说明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）；阐述所采用方案的特点（如采用了何种新技术、新措施、提高了什么性能等）。
②计算部分：这部分在设计说明书中应占有相当的比例。要列出各零部件的工作条件、给定的参数、计算公式以及各主要参数计算的详细步骤和计算结果；根据此计算应选用什么原器件或零部件；对应采用计算机的设计还应包括各种软件设计。
③结构设计部分：包括机械结构设计、各种电气控制线路设计及功能电路设计、计算机控制的硬件装置设计等，以及以上各种设计所绘制的图纸。
④样机或试件的各种实验及测试情况：包括实验方法、线路及数据处理等。
⑤方案的校验：说明所设计的系统是否满足各项性能指标的要求，能否达到预期效果。校验的方法可以是理论验算（即反推算），包括系统分析；也可以是实验测试及计算机的上机运算等。
结论：概括说明设计的情况和价值，分析其
优点和特色、有何创新、性能达到何水平，并应指出其中存在的问题和今后改进的方向。
7、谢辞：简述自己通过做毕业论文（设计）的体会，并应对指导教师和协助完成论文（设计）的有关人员表示谢意。
8、参考文献：在毕业论文（设计说明书）末尾要列出在论文（设计）中参考过的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。
9、注释：在论文（设计说明书）写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。
10、附录：对于一些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入附录中。例如，公式的推演、编写的算法、语言程序等。
二、毕业论文（设计）撰写格式要求
1、毕业论文一律打印，采取a4纸张，页边距一律采取：上、下2.5cm，左3cm,右1.5cm，行间距取多倍行距（设置值为1.25）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准），封面采用教学管理部统一规定的封面。
2、字体要求
论文所用字体要求为宋体。
3、字号
第一层次题序和标题用小三号黑体字；第二层次题序和标题用四号黑体字；第三层次及以下题序和标题与第二层次同；正文用小四号宋体。
4、页眉及页码
毕业论文各页均加页眉，采用宋体五号宋体居中，打印“河北大学工商学院xxxx届本科生毕业论文（设计）”。页码从正文开始在页脚按阿拉伯数字（宋体小五号）连续编排，居中书写。
5、摘要及关键词
中文摘要及关键词：“摘要”二字采用三号字黑体、居中书写，“摘”与“要”之间空两格，内容采用小四号宋体。“关键词”三字采用小四号字黑体，顶格书写，一般为3—5个。
英文摘要应与中文摘要相对应，字体为小四号times new roman。
6、目录
“目录”二字采用三号字黑体、居中书写，“目”与“录”之间空两格，第一级层次采用小三号宋体字，其他级层次题目采用四号宋体字。
7、正文
正文的全部标题层次应整齐清晰，相同的层次应采用统一的字体表示。第一级为“一”、“二”、“三”、等，第二级为“1.1”、“1.2”、“1.3”等，第三级为“1.1.1”、“1.1.2”等，具体格式要求详见模板（模板从教务处主页下载专区下载）。
8、参考文献
参考文献要另起一页，一律放在正文后，在文中要有引用标注，如××× [1]，具体格式要求详见模板（模板从教务处主页下载
专区下载）。
关键词：串口通讯，PDA嵌入式操作系统，WinCE
1引言
掌上电脑PDA（Personaldigital assistants，个人数字助理）以其轻便、廉价、功能强大、便于野外作业的特点，越来越受到测绘界人士的青睐。在某些领域有逐渐替代台式机和笔记本电脑的趋势。基于PDA的嵌入式应用软件研究与开发是目前测绘领域中的一个热点，已经开发成功的掌上型测绘系统中，大多数是基于Windows CE嵌入式操作系统。Windows CE之所以能在嵌入式系统市场上取得如此辉煌的成果，与其自身与Windows操作系统的兼容性和相似性是分不开的。未来，将PDA用于常规的测量中，实现内、外业一体化、自动化是提高测量效率的必然趋势。
2嵌入式系统研究
2.1 嵌入式系统
根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是“devices used to control, monitor, or assist the operation ofequipment, machinery or plants”，即控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。一般而言，整个嵌入式系统的体系结构可以分成四部分：嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件，如图1所示。
图1 嵌入式系统的组成
嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、并且软、硬件可裁剪、适应于对功能、可靠性、成本、体积及功耗有严格要求的专用计算机系统[1]。嵌入式系统包含硬件和软件两部分：硬件架构上以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块等必要的外设；软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口（API），向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包（BSP）。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。从软件方面讲，嵌入式系统使用的操作系统一般是实时操作系统（RTOS）。目前广泛使用的RTOS有EPOC、Palm、Windows CE、嵌入式linux等。
与其竞争对手相比，Windows CE功能更为强大，尤其是在多媒体应用方面。Windows CE是微软开发的以组件为基础的嵌入式操作系统，专门用于手持设备和信息家电。它的模块化设计方式使得软件开发人员可以根据不同的开发产品来自己设计系统。此系统与Windows OS极为相似，尤其是在GUI(即图形用户接口)方面，熟悉Windows OS的用户掌握Windows CE很容易。目前，使用Windows CE的掌上电脑除微软的Handheld PC外，还有CASIO、惠普、NEC和三星等厂家生产的手持设备。
2.2嵌入式开发研究
2.2.1 嵌入式应用软件开发
嵌入式应用软件一般是针对特定的应用领域（例如：旅游、餐饮、娱乐及本文提到的测绘等），基于某一固定的硬件和软件平台，用来达到用户预期目标的计算机软件。本文提到的硬件平台指的是掌上电脑HP iPAQ hx2100，软件平台即HP内置的WinCE操作系统，全站仪可以认为是嵌入式外围设备。嵌入式软件系统的开发流程如图2所示。
图2 嵌入式系统的开发流程
2.2.2嵌入式系统开发环境分析
嵌入式系统通常是一个资源受限的系统，因此直接在嵌入式系统平台上编写软件比较困难，有时候甚至是不可能的。免费论文参考网。目前一般采用的解决办法是首先在PC机或笔记本电脑上编写程序，然后通过交叉编译环境（即常见的模拟器）部署成目标平台上可以运行的可执行文件，最后再下载到目标平台上的特定位置上安装运行。免费论文参考网。
需要交叉开发环境（CrossDevelopment Environment）的支持是嵌入式应用软件开发时的一个显著特点，交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境，它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿主机／目标机模式，如图3所示。
RS232/USB链路
图3 交叉开发环境
宿主机（Host）是一台通用计算机（如PC机或者笔记本电脑），它通过串口或者USB接口与目标机通信。宿主机的软硬件资源比较丰富，不但包括功能强大的操作系统（如Windows和Linux），而且还有各种各样优秀的开发工具（Microsoft的Embedded Visual C++或本文提到的VS.NET2005等），能够大大提高嵌入式应用软件的开发速度和效率。目标机（即本文提到的HP PDA）可以是嵌入式应用软件的实际运行环境，也可以是能够替代实际运行环境的仿真系统，但软硬件资源通常都比较有限。
3 开发环境与通讯方式选择
3.1 开发环境
目前，基于PDA的嵌入式开发主要有两种方式，一种是基于EVC4.0开发WinCE应用程序，另一种方式是基于VS.NET的智能设备应用程序开发。前者安装过程和环境配置比较复杂，主要是补丁和汉化包较多，在开发WinCE应用程序之初，用户往往因为软件安装不够齐全或环境配置不当等原因，造成开发环境无法正常使用。而后者可以避免前者的缺点，应用于开发比较方便。
Visual Studio.NET是.NET平台下最为强大的开发工具(目前最高版本为Visual Studio.NET2005)，无论是软件服务商，还是企业应用程序的部署与，Visual Studio.NET都可以提供近乎完美的解决方案[4]。Visual Studio.NET提供了包括设计、编码、编译调试、数据库联接操作等基本功能和基于开放架构的服务器组件开发平台、企业开发工具和应用程序重新工具以及性能评测报告等高级功能。随着微软Visual Studio.NET开发平台的推出，在其上开发移动应用程序，有着EVT（包括EVB和EVC）无法比拟的优点。本文主要用到的是.NET平台下的智能设备应用开发。免费论文参考网。
3.2通讯方式选择
目前最常见的硬件之间的数据通讯有串口通讯和USB通讯两种方式，而USB通讯常常涉及到驱动问题，实现起来相对比较困难。这样串口通信常常成为首选的通讯方式，可以设计相应的串口通信程序，完成设备之间的数据通信任务。
大多数计算机应用系统与外围数据设备之间通讯只需使用3到5根信号线即可工作。这时，除了TXD、RXD以外，还需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信号线[2]。（当然，在程序中也需要对相应的信号线进行设置。）
图4 发送数据TXD（2号引脚）与接收数据RXD（3号引脚）跳线
采用以上接法，在设计程序时，直接进行数据的接收和发送就可以了，不需要对信号线的状态进行判断或设置。
4 HP PDA与尼康全站仪双向通讯程序实现
4.1 PDA与全站仪通讯协议分析
为了实现PDA控制全站仪、实时的全站仪测量数据上传/下载，必须在PDA与全站仪间实现双工数据通讯。本文以Nikon DTM-352全站仪为例介绍双向通讯问题。凡涉及到通讯问题首先我们要解决的是通讯协议，表1为Nikon全站仪通讯协议格式[3]。
表1：
[关键词] 89C51单片机 洗衣机 控制器
作为人们日常生活中不可缺少的一种家用电器，洗衣机为人们提供了很多便利。本论文将设计一款由微电脑控制的全自动洗衣机。采用的芯片为51系列的单片机。
为了更好地理解本论文的设计内容，先来全面介绍一下全自动洗衣机的工作原理：
将衣物放入洗衣机后，打开进水龙头的阀门，选择好正确的水位及工作程序后接通电源。闭合仓门，门安全开关闭合，此时水位开关内部的公共触点和脱水触点相通，进水阀通电进水。当桶内水位到达指定高度时，在气压的作用下水位开关内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，进水阀断电停止进水，电动机电源被接通。电动机运转后，周期性正转、反转，通过离合器带动波轮正转、反转，波轮的转动会带动桶内的水及衣物形成旋转水流，衣物在水流中相互摩擦而达到洗衣的目的。当洗涤过程完成后，排水电磁阀通电工作，排水阀门被打开，桶内的水向外排出，同时联动杆也把离合器从洗涤状态切换到脱水状态。当排水完成后桶内大气压力下降，水位开关的公共触点复位接通脱水触点，排水电磁阀继续保持通电状态，电动机通电运转带动脱水桶高速旋转而甩干衣物，洗衣程序结束后断开水电而停机。至于中间的过程要洗多少次，洗衣时间的长短，由程序控制。
此洗衣机控制器的设计分成硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计：
洗衣机控制器硬件设计电路包括三部分：水位检测模块，电机控制模块、显示按键模块。
水位检测机构由玻璃管、浮子、金属滑杆等组成。玻璃管与洗衣桶相连，玻璃管中的水位就是洗衣桶内的水位。在放水或进水的过程中，浮子带动金属管上下移动，当水位处于最高点或最低点时，金属滑杆都与金属地相连，致使引脚INT1处于低电平，向CPU申请中断，否则INT1被上拉电阻上拉为高电平。
电机控制模块有两个控制端，一端控制电动机正向运转，该端与P1.0相连；另一端控制电动机反向运转，该端与P1.1相连。电控水龙头共两只，一只为进水龙头，受P3.0控制：另一只为出水龙头，受P3.1控制。当电控水龙头的控制端为“1”时，水龙头打开，当电控水龙头的控制端为“0”时，水龙头关闭。
显示按键模块包括LED显示器、按键和若干指示灯。LED显示器共两只，P0控制高位显示器，P2控制低位显示器。按键4只，分别为“编程选择”、“增”、“减”和“启动键”，这4只键组成2*2键的矩阵式键盘，该键盘使用引脚INT0向CPU申请中断。蜂鸣器由P1.2控制，当P1.2输出为“1”时，蜂鸣器发声。单片机的P1.3、P1.4、P1.5引脚分别接三八译码器74LS138的输入端C、B、A，74LS138的输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6分别与7个发光二极管的阴极相连，用于指示工作状态。其中Y0控制“洗衣剩余时间”指示灯，Y1控制“脱水剩余时间”指示灯，Y2控制“强洗”指示灯，Y3控制“弱洗”指示灯，Y4控制“洗涤次数”指示灯，Y5控制“洗衣时间”指示灯，Y6控制“脱水时间”指示灯。
软件设计：
整个洗衣程序要经过以下几个过程：
（1）进水程序：由控制进水阀的开/关时间来完成。
（2）洗涤过程：洗衣机不断正转、反转，是通过单片机对电机的控制来实现的。
（3）排水过程：由单片机控制排水阀的开/关时间来完成。
（4）脱水过程：洗衣机高速旋转一定时间，是通过单片机对电机的控制来实现的。
因此，本文按照上述过程设计主程序，主程序流程图如图1所示：
图1 程序流程图
在科学计算、通信和图像处理等应用中，浮点除法运算是常用的基本操作之一。大部分通用处理器中都实现了浮点除法，如Intel Core i7、IBM Power6和AMDK7[1]等。相对于浮点加、减、乘运算，处理器运算除法更为复杂，所耗时间更长，因此设计并实现高性能的浮点除法器是十分必要的。
目前，除法的硬件实现算法中提出了一种改进的Goldschmidt算法，使商值的收敛速度以立方的速度增长，但其实现结构非常复杂。就运算速率而言，基于Goldschmidt算法实现的除法器较基于Newton Raphson算法实现的除法器更具优势。因为Newton Raphson算法每次迭代需要顺序的运算两次乘法，而在Goldschmidt算法中每次迭代需要运算的两次乘法可以并行，这样就缩短了单次迭代时间。实现基于Goldschmidt算法的除法器，需要解决的主要问题包括如何控制迭代过程中产生的误差，如何设计面积尽可能小的迭代初值倒数查找表以及如何调度整个迭代过程使其充分利用硬件资源。
1 Goldschmidt算法及误差分析
Goldschmidt算法[2-3]是计算除法的一种函数迭代算法，这种算法可以使商的精度随迭代次数呈指数增长，每次迭代需要计算两个并行的乘法，需要较大的硬件开销。在除法器设计中，这种算法更适合作高速率、高精度的除法运算。如果用Goldschmidt算法计算A/B，那么运算过程如图1所示。
商Ni的精度随迭代次数呈指数增长。迭代次数k的取值由1/B的初始精度pi和运算结果所要达到的目标精度pt共同决定k=lb （pt/pi）。
在Goldschmidt算法迭代计算过程中，需要对中间计算结果进行舍入处理，这种舍入处理会影响运算结果的精度。为了控制误差在目标精度可以接受的范围之内，需要根据目标精度来确定迭代初值的精度、迭代次数以及中间结果舍入位数。
计算双精度浮点除法时，根据IEEE（Institute for Electrical and Electronic Engineers）754标准[5]浮点运算结果精度的误差要控制在±0.5ulp（unit of least precision）以下，即相对误差P（N）<2-54。运算过程中Ni-1Fi-1的结果向零舍入赋给Ni，Di-1Fi-1的结果向零舍入赋给Di，2-Di的结果向零舍入赋给Fi。舍入时产生的相对误差分别为m′、n′、 f′。考虑舍入误差之后的迭代计算如下。
通过对结果误差控制来确定迭代过程中的舍入位数。对于双精度浮点数，结果尾数的目标精度要达到53位，综合性能和面积的考虑，本文设计采用具有14位精度的迭代初值，迭代次数k取2。根据文献[6]中的结论，为了确保计算结果达到目标精度，控制迭代过程中的误差，乘法器的位宽需大于58位，迭代运算中用到的加法器位宽需大于57位。
2 浮点除法器结构
2.1 整体结构
实现基于Goldschmidt算法的高性能双精度除法器，将其流水化可以提高除法器运算吞吐率。浮点除法器整体结构如图2所示，其中迭代运算单元是一个整体，查倒数查找表确定迭代初值要在迭代计算前完成，在运算首末要进行数据预处理、规格化及异常判断。流水站划分的时候需要考虑给输入输出延时预留时间，所以第一 本文由WwW. dyLw.neT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临dyLw.nET站和最后一站的逻辑尽量少些。根据以上分析，本文对双精度浮点除法器流水站作如下划分：
1）E1站。数据输入及预处理。在E1站接收以IEEE754标准表示的被除数与除数数据，并解析这两个输入操作数以分离出尾数、指数和符号位。
2）E2站。求出除数尾数的倒数近似值，用倒数查找表求解，本文设计使用的倒数查找表为双查找表[7]，求解相同精度的倒数近似值，双查找表较直接查找表[8]面积更小，并且双查找表中的两个表可以同时查询，速度更快。
3）E3站。实现Goldschmidt算法迭代单元。Goldschmidt算法的迭代过程中，每次迭代要计算两次乘法和一次减法。乘法计算需要两个并行的乘法器，减法运算需要使用补码加法器，用状态机控制迭代过程。
4）E4站。规格化。在E3站后规格化模块将尾数相除结果与指数相减结果按IEEE754浮点标准执行规格化操作。对指数相减结果规格化时，通过检测尾数相除结果的最高位是否为1，来确定指数相减结果是否借位。另外这一站还包括例外数据判断操作。
2.2 关键硬件实现
2.2.1 倒数查找表
为了得到Goldschmidt算法运算的迭代初值，需要构造14位精度的倒数查找表。采用双倒数查找表算法[7]，需要分别构造P表和N表，联合查找这两个表确定迭代初值。
倒数查找表的构造方法如下：
构造输入3y+g+1位输出3y+g-1位的查找表。其中y取整数，g取值为0，1，-1。3y+g+1位输入操作数1.b3y+gb3y+g-1…b3b2b1b0此处的操作数“1.”表示什么含义，书写是否正确？请明确。回复：这里的1是输入操作数的整数部分，因为浮点数的尾数都是1点多的（二进制表示）。的小数部分被分为三部分：Xh=b3y+gb3y+g-1…b2y+g是y+1位高位索引部分，Xm=b2y+g-1b2y+g-2…by是y+g位中间位索引部分，Xl=by-1by-2…b0是y位低位索引部分。三个部分Xh，Xm，Xl分别以y+1位，y+g位和y位的数表示。将输入操作数的小数部分编码为[Xh|Xm|Xl]这种形式后，再根据下面给出的算法分别构造出P表和N表。[Xh|Xm]作为P表的2y+g+1位的输入索引，输出3y+g+1位。[Xh|Xm]作为N表的2y+1位的输入索引，输出y+1位。
算法1 本文由WwW. dyLw.neT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临dyLw.nET中点倒数算法。
输入：整数i≥1， j&g e;1。
返回：i位输入j位输出的有限精度中点倒数值。
运算：recipmid（Xi）=RN（2i+j+1/此处的表达式正确吗？是否少了一个“/”？请明确。（n+1/2））。
2.2.3 补码加法器
对没有进行舍入的中间运算结果，按位取反，得到1的补码。将得到的补码加1就得到Goldschmidt迭代算法中的Fi←2-Di的运算结果。根据最后一次迭代运算结果的范围在[0.5，1）还是[1，2）确定指数无偏量是-1还是0。 2.2.4 乘法器
乘法器[9]设计采用Radix4的Booth编码算法形成部分积，部分积通过42压缩器进行压缩，整体设计为三站流水结构。为了准确地用Goldschmidt算法计算出结果，需要把计算过程中的误差来源考虑到最终结果中。迭代过程中乘法计算结果舍入会产生的误差，为了达到目标精度，乘法器位宽设置为64×64位。
2.2.5 状态机控制器
状态机控制器设计包括两种状态：空闲状态（Idle）和计算状态（Div_cal）。当状态机处于Idle状态时，如果接收到除法有效信号，则状态从Idle变化到Div_cal。在Div_cal状态期间，用时钟计数器（Cnt_div_cal）记录迭代计算时钟点，根据迭代时钟点控制迭代计算正常执行。如乘法器运算一次需要3个时钟周期，当Cnt_div_cal为4的时候进行第2次迭代运算。当Cnt_div_cal所记录的时间刚好可以完成本次除法所需的全部迭代计算时，状态就从Div_cal变化到Idle。通过这种控制方式可以控制Goldschmidt算法迭代过程顺利执行。在迭代过程中，乘法器每运算一条乘法需要3个周期，为了达到要满足的目标精度，需要迭代运算3次，这样迭代计算共延迟9个周期，而乘法器在这期间并没有被充分利用，图4展示了这期间乘法器的流水线填充情况。
如果在迭代过程中能够充分利用乘法器，除法器的运算吞吐量则会大幅度提高。为此本文对上述的状态机作了相应改进，使其允许连续三次请求除法运算。当状态机处于Idle状态时，如果检测到除法工作信号有效，就开始获取迭代初值（Init_v）并将Init_v送入乘法器。除法工作信号被锁存两拍之后，状态从Idle变化到Div_cal，处于此状态期间，每次迭代送入乘法器的数值Reg_v为上一次迭代计算结果舍入后的数值。迭代次数计数器（Cnt_state）锁存两拍之后加1。Cnt_state达到目标迭代次数并锁存两拍之后，就完成了一条除法的迭代运算，状态从Div_cal变化到Idle。表1显示了迭代过程中状态与迭代运算数值的随时钟周期的变化关系。在这种控制下3条连续的除法就可以顺序的流水执行，间隔6个时钟周期可以继续送入3次连续的除法请求。这样流水执行平均运算每条除法仅需要3个时钟周期。
3 实验结果 本文由WwW. dyLw.neT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临dyLw.nET与性能分析
使用Verilog硬件编程语言实现了上文所描述的双精度浮点除法器设计，并实现了迭代初值8位的内部乘法器非流水执行结构和迭代初值8位内部乘法器流水执行结构的除法器设计，比较这几种不同配置的除法器性能、功耗、面积。
采用40nm标准单元库，在“Typical”典型常温常压（1V，25°C）条件下对除法部件进行综合。时序约束时钟周期450ps的条件下，综合频率可以达到2.2GHz，在相同实验环境下对4种不同配置的双精度浮点除法器综合的结果如表2所示。实验结果表明，流水结构较非流水结构在作大量数据运算时，运算速度更高。14位迭代初值流水结构相比8位迭代初值流水结构运算速度提高了32.73%，而面积仅增大5.05%。综合性能和面积的考虑，确定14位精度的迭代初值以及全流水的结构设计为相对最优设计。
在NC仿真环境下对设计进行模拟验证以检验除法器功能正确性和异常处理能力。选取特定功能点操作数及随机操作数，将NC运行的结果与黄金模型的运算结果对比。通过这种方式分别进行了符号位验证、指数运算验证、特殊操作数验证及尾数除法验证。验证结果表明本文设计可以准确并高速计算双精度浮点除法。图5为一组测试激励在NC上仿真出来的部分波形，图5中显示了浮点除法运算过程中关键信号的变化情况，其中信号FDIV_Src1为被除数，FDIV_Src2为除数，FDIV_Dst为除法运算结果，Fnew、Dnew、Nnew为参与迭代运算的数据。
编写C语言精度测试程序，程序实现的操作为取两个浮点操作数相除，将运算结果作为下一次除法运算的被除数，除数不变，循环这一过程1000次。编写与C语言精度测试程序实现相同运算操作的Verilog测试激励。将C程序运行结果与NC仿真的结果进行对比，两种模式下除法的运算结果完全一致。实验表明本文设计能有效控制误差，确保运算结果达到目标精度。
相比常见的用于除法器设计的SRT算法，基于Goldschmidt算法实现除法器的优势在于它可以用更短的时钟周期计算出除法结果。目前基于SRT算法实现的除法器，计算1条双精度除法一般需要20个时钟周期左右，不能通过流水执行大幅度提高运算吞吐率。而本文设计的除法器运算1条除法需要12个时钟周期，流水执行的情况下平均每条除法运算仅需要3个时钟周期。如表3[10-13]所示（其中：吞吐率表示批量执行时每周期执行指令数），本文设计与其他处理器中基于SRT算法实现的双精度浮点除法器相比，运算吞吐率提高了3～7倍；与其他处理器中基于Goldschmidt算法实现的双精度浮点除法器相比，运算吞吐率提高了2～3倍。
本文由WwW. dyLw.neT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临dyLw.nET
4 结语
本文设计并实现了基于Goldschmidt算法的高性能双精度浮点除法器，提出采用双查找表法确定迭代初值，有效减小了查找表面积开销，降低了关键路径延迟；通过流水执行填充乘法器的空闲周期的方法，提高了除法器运算吞吐率。实验结果证明了本文设计能够准确计算双精度浮点除法，并且运算速度和吞吐率相比其他处理器中的除法器更具优越性。
1.1避开就业黄金期
毕业设计任务下达时间应当人性化，服务于学生的需求。高职院校可适当调整教学计划，第四学期期末便督促学生在暑假完成基本的资料搜集，论文框架的搭建。第五学期开学后，再由老师进行深入细致的指导。以此缓解学生压力，也有利于提高毕业设计论文质量。而学校需要为学生的毕业设计提供各类硬件或是软件设施，方便学生查阅资料等。
1.2科学选题，结合实际
选题时，教师应根据高职学生的特点来确定设计具体要求，也就是说，对于论文理论深度、专业知识的涵盖范围，这一部分的要求要相应降低，而对于实际动手能力和内容的实用性方面，进行重点考查。可以从以下方面进行改革：1）选题应切合实际，校企合作命题。为了加强毕业设计的实用性、针对性，高职院校可以根据近年专业发展及学生就业的具体情况来设定题目，也可以与长期合作的企业一起命题，或是把企业的真实项目拿来作为毕业设计题目。2）允许学生自行拟定题目。高职学生在顶岗实习阶段，工作中会对专业知识有更新更深的体会，也有些学生会有改良或设计的想法，希望能自行拟定设计题目。由于学生所选题目与专业岗位紧密结合，有些甚至是单位亟待解决的问题，因此学生的兴趣和积极性都很高，课题的可行性与实用性也得到了充分体现，毕业设计的质量必然会大大提高。
1.3严格过程指导及监控
毕业设计持续时间长，任务重，学生相对来说又有比较自由的支配权，因此在设计环节的指导和监控就显得尤为重要。而学生毕业论文（设计）质量的好坏与指导老师的经验储备和水平高低有直接关系。可从以下几方面做好指导和监控。1)指导教师也需要深入企业，了解它的技术、工艺流程，参与技术服务；同时可活得一些科研项目，供学生前期的研究学习。2）聘请企业高级技术人员，对教师进行技能培训，或是直接参与指导学生的毕业设计。3）学院应制定适当的论文指导师生比，保证教师有充足的时间和精力进行论文指导。4）学院和系部需对教师的论文指导严格监督，建立完善可行的检查制度。教师应与实习单位加强沟通切实指导学生的论文和实习，对于学生毕业设计中遇到的问题、及顶岗实习情况作出评价，方便下一阶段工作的开展。
2考核形式多样化
过去，大部分高职院校一直采取的都是或毕业设计的毕业考核方法。通过多年教学反馈，我们认为：只要学生能把前面学到的专业知识灵活运用在实践中，可以参考现有的资料，只要能够彻底理解，并且能提炼出属于自己的东西就可以了。所以毕业设计的考核方式也应该不拘一格，形式多样。以机械类专业为例，考核标准除了毕业论文、毕业设计之外，其余方式如下：1）学生设计具体实物作品学生运用所学知识亲自设计或是制作出具体的实物作品，就机械CAD专业学生而言，可以利用逆向工程与3D打印技术制作各种模型，如电子产品外壳、维纳斯雕像等；机电一体化专业可设计或制作简易机器人、信号发生器、自动倒车系统等；数控技术专业可加工各种零件，盘类零件、套类零件、轴类零件；实物作品必须与所学专业的管理对象或是生产对象有关、与本专业的教学或技术推广有关。整个制作过程都需学生自己独立完成，由老师指导，以此锻炼学生的动手、自学、创新以及思维能力。2）获取省级或全国大赛奖项大赛可以检验学生的动手能力，团队的交流沟通能力、写作能力、创新能力、实践应用能力、解决问题的能力以及安全意识的职业素养，由此成功传递了职业教育发展改革的信息、方向。比赛验证的是学生的各项综合能力，如果学生参加比赛可以获得省级以上的各类奖项证书，证明了学生在某一方面极强的能力，以后可注重培养该方面。3）搞创新设计和小发明如果学生能够结合自己特殊的兴趣爱好，做出一些创新设计，拥有自己的小发明，将自己所学的专业知识能够更好地运用实践中，这就达到了培养学生理论归纳和实践能力的目标。综上所述，采取多样化的毕业考核模式，避免了学生按照以往惯例从网上下载、抄袭论文所需的资料，学生愿意在论文中融入自己的个人兴趣，自己动手、动脑完成大学的最后一份答卷——毕业论文，以此将理论与实践切实地结合起来。因此，对于高职学生专业素质的评价，要随时代变迁进行多样化考核方式，而不应仅仅局限于单一的毕业论文。
3结语
