数字示波器设计（FPGA实现）高速接口课程设计

数字示波器设计（FPGA实现）高速接口课程设计一、教学目标

本课程设计旨在培养学生对数字示波器设计（FPGA实现）中高速接口的理解与应用能力，结合高二年级学生的知识基础和认知特点，通过理论与实践相结合的方式，实现以下目标：

**知识目标**

1.掌握高速接口的基本原理，包括数据传输速率、信号完整性、时钟同步等核心概念；

2.理解FPGA在数字示波器中的应用，包括信号采集、数据处理和接口控制等关键环节；

3.熟悉高速接口协议（如PCIe、AXI）的工作机制，以及其在FPGA设计中的实现方法；

4.了解数字示波器的设计流程，包括硬件选型、软件编程和系统调试等步骤。

**技能目标**

1.能独立完成FPGA高速接口的电路设计与代码编写，包括信号调理、时钟管理和数据传输等模块；

2.能运用Verilog或VHDL语言实现高速接口逻辑，并进行仿真验证；

3.能通过实验平台调试数字示波器，分析信号波形并优化系统性能；

4.能撰写设计文档，清晰描述系统功能、实现过程和测试结果。

**情感态度价值观目标**

1.培养学生严谨的科学态度，强化其在设计中注重细节和规范的习惯；

2.提升学生团队协作能力，通过小组讨论和分工合作完成复杂任务；

3.激发学生对嵌入式系统和高性能计算的兴趣，增强其创新意识和实践能力；

4.培养学生解决实际问题的能力，使其学会将理论知识应用于工程实践。

课程性质为实践性较强的技术类课程，结合高二年级学生已掌握的数字电路和编程基础，通过项目驱动的方式，逐步提升其综合设计能力。教学要求注重理论联系实际，确保学生不仅能理解高速接口的原理，还能独立完成系统设计与调试，为后续专业课程的学习奠定基础。

二、教学内容

本课程设计围绕数字示波器设计（FPGA实现）的高速接口展开，教学内容紧密围绕教学目标，确保知识的系统性和实践的针对性。课程内容分为理论教学和实践操作两大模块，具体安排如下：

**理论教学模块**

1.**高速接口基础理论**

-高速信号传输的基本原理，包括信号完整性、反射、串扰等问题的分析。

-常用高速接口协议（如PCIe、AXI）的原理和应用场景。

-时钟同步技术，包括时钟域交叉（CDC）的基本方法和实现策略。

2.**FPGA与高速接口技术**

-FPGA的基本架构和硬件资源，包括片上存储器、逻辑单元和专用硬件加速器。

-FPGA在数字示波器中的应用，包括信号采集、数据处理和接口控制等模块的设计思路。

-高速接口在FPGA中的实现方法，包括IP核的使用和自定义逻辑的设计。

3.**数字示波器设计原理**

-数字示波器的基本工作原理，包括信号调理、采样保持、模数转换和数据处理等环节。

-示波器的主要性能指标，如带宽、采样率、触发精度等。

-示波器软件的设计，包括用户界面、波形显示和数据存储等功能。

**实践操作模块**

1.**FPGA开发环境搭建**

-FPGA开发工具（如XilinxVivado、IntelQuartusPrime）的安装和配置。

-FPGA实验平台的搭建，包括硬件连接和软件调试的基本流程。

2.**高速接口电路设计**

-高速信号调理电路的设计，包括差分放大器、滤波器和驱动电路等。

-时钟管理电路的设计，包括时钟分配、缓冲和同步电路的实现。

-数据传输电路的设计，包括串并转换、数据缓存和接口控制逻辑的编写。

3.**数字示波器系统调试**

-示波器硬件的调试，包括信号采集、数据处理和接口传输的测试。

-示波器软件的调试，包括用户界面、波形显示和数据存储的验证。

-系统性能优化，包括信号完整性、时钟同步和数据传输速率的改进。

**教学大纲**

1.**第一周：高速接口基础理论**

-信号完整性分析

-高速接口协议原理（PCIe、AXI）

-时钟同步技术

2.**第二周：FPGA与高速接口技术**

-FPGA基本架构和硬件资源

-FPGA在数字示波器中的应用

-高速接口在FPGA中的实现方法

3.**第三周：数字示波器设计原理**

-数字示波器的基本工作原理

-示波器的主要性能指标

-示波器软件的设计

4.**第四周：FPGA开发环境搭建**

-FPGA开发工具的安装和配置

-FPGA实验平台的搭建

5.**第五周：高速接口电路设计**

-高速信号调理电路的设计

-时钟管理电路的设计

-数据传输电路的设计

6.**第六周：数字示波器系统调试**

-示波器硬件的调试

-示波器软件的调试

-系统性能优化

**教材章节关联**

-教材《高速数字电路设计原理与实践》第3章：高速信号传输与完整性

-教材《FPGA系统设计》第5章：FPGA高速接口设计

-教材《数字示波器原理与技术》第2章：数字示波器的基本工作原理

三、教学方法

为有效达成教学目标，激发高二学生对数字示波器设计（FPGA实现）高速接口的兴趣与探究能力，本课程设计采用多样化的教学方法，结合理论知识与实践操作，确保学生能够深入理解并灵活应用所学知识。具体方法如下：

**讲授法**

针对高速接口基础理论、FPGA架构和数字示波器设计原理等核心概念，采用讲授法进行系统讲解。教师通过清晰的语言和表，阐述高速信号传输的基本原理、常用接口协议的工作机制以及示波器的设计流程。讲授过程中，注重与教材内容的紧密结合，引用《高速数字电路设计原理与实践》和《FPGA系统设计》中的关键理论，确保学生建立扎实的理论基础。

**讨论法**

在高速接口电路设计和数字示波器系统调试等实践性较强的环节，采用讨论法引导学生深入思考。教师提出具体的设计问题或调试挑战，如信号完整性优化、时钟同步策略选择等，学生分组讨论，鼓励他们结合所学知识提出解决方案。通过讨论，学生能够互相启发，培养批判性思维和团队协作能力。

**案例分析法**

选取典型的数字示波器设计案例，如基于PCIe接口的高速数据采集系统，采用案例分析法进行教学。教师详细剖析案例的系统架构、接口协议、硬件设计和软件实现，引导学生理解理论知识在实际应用中的具体体现。通过案例分析，学生能够更好地掌握高速接口的设计方法，并学习如何解决实际问题。

**实验法**

本课程设计高度重视实践操作，采用实验法让学生亲自动手完成FPGA开发环境搭建、高速接口电路设计和数字示波器系统调试等任务。学生通过使用XilinxVivado或IntelQuartusPrime等开发工具，结合FPGA实验平台，实现信号采集、数据处理和接口传输等功能。实验过程中，教师提供必要的指导，但鼓励学生自主探索，培养独立解决问题的能力。

**多样化教学手段**

结合多媒体教学、仿真软件和硬件实验平台，丰富教学手段。利用多媒体展示高速接口的时序和信号波形，帮助学生直观理解抽象概念；运用仿真软件进行电路设计和系统验证，提高设计效率；通过硬件实验平台进行实物调试，增强学生的实践体验。

通过以上教学方法的综合应用，旨在激发学生的学习兴趣，提升其理论联系实际的能力，为后续专业课程的学习和工程实践打下坚实基础。

四、教学资源

为支持“数字示波器设计（FPGA实现）高速接口”课程设计的顺利开展，并有效达成教学目标，需准备一系列系统化、多样化的教学资源，涵盖理论学习的参考资料、实践操作的硬件软件平台以及辅助教学的多媒体材料。具体资源选择与准备如下：

**教材与参考书**

以《高速数字电路设计原理与实践》和《FPGA系统设计》作为核心教材，确保教学内容与课本章节紧密关联，覆盖高速接口基础、FPGA架构与应用、数字示波器设计原理等关键知识点。同时，配备《数字示波器原理与技术》作为补充，深化学生对示波器性能指标、工作流程及软件设计的理解。此外，提供《高速接口协议详解》（如PCIe、AXI）作为参考书，帮助学生深入掌握特定接口协议的细节，为FPGA实现提供理论依据。

**多媒体资料**

准备丰富的多媒体资料，包括PPT课件、教学视频和仿真动画。PPT课件系统梳理课程内容，提炼重点难点，与教材章节相对应。教学视频涵盖高速信号完整性分析、FPGA开发流程、实验操作演示等环节，直观展示理论知识在实践中的应用。仿真动画则用于解释时钟域交叉、数据传输时序等抽象概念，增强学生的理解力。所有多媒体资料均需与教材内容保持一致，确保教学内容的连贯性和易理解性。

**实验设备与软件**

准备FPGA实验平台作为核心实践设备，包括Xilinx或Intel的FPGA开发板、高速数据采集卡、信号发生器、示波器等，用于模拟数字示波器的硬件环境，支持学生进行高速接口电路设计和系统调试。软件方面，安装Vivado或QuartusPrime等FPGA开发工具，提供Verilog或VHDL的编程环境；运用ModelSim或XilinxVivadoSimulator进行功能仿真与时序仿真，验证设计逻辑的正确性。这些软硬件资源与教材中的FPGA开发方法和设计流程相对应，保障实践教学的顺利进行。

**设计文档与案例库**

提供典型数字示波器设计案例的详细设计文档，包括系统架构、接口协议说明、硬件电路设计、软件代码实现和测试报告等，作为学生设计的参考。案例库涵盖不同速度等级的接口设计（如5Gbps、10Gbps），以及不同应用场景的示波器设计（如通用型、专用型），丰富学生的设计思路和实践经验。设计文档与案例库的内容与教材中的设计原理和方法相呼应，帮助学生将理论知识转化为实际设计能力。

通过整合以上教学资源，能够有效支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，提升其理论联系实际的能力，为课程目标的达成提供有力保障。

五、教学评估

为全面、客观地评估学生在“数字示波器设计（FPGA实现）高速接口”课程设计中的学习成果，采用多元化的评估方式，结合知识掌握、技能应用和综合能力，确保评估结果能真实反映学生的学习效果和能力水平。评估方式与教学内容、教学目标紧密关联，侧重考察学生对高速接口原理、FPGA设计方法和数字示波器实现的理解与应用能力。

**平时表现评估**

平时表现评估占课程总成绩的20%。通过课堂提问、参与讨论、实验操作规范性等环节进行考核。课堂提问侧重于对高速接口基础理论、FPGA设计关键点等知识点的理解程度；参与讨论则考察学生的思考深度、观点表达和团队协作能力；实验操作规范性包括实验平台搭建、硬件连接、软件使用以及实验记录的完整性和准确性，重点评估学生是否掌握教材中关于FPGA开发流程和高速接口调试的方法。

**作业评估**

作业评估占课程总成绩的30%。布置若干项作业，包括理论计算题（如信号完整性分析、时序计算）、设计分析题（如比较不同接口协议的优劣、分析示波器性能指标的影响因素）和FPGA设计实践题（如完成特定功能模块的代码编写与仿真）。理论计算题与教材《高速数字电路设计原理与实践》中的理论章节相对应，考察学生对基础概念的理解；设计分析题与教材《FPGA系统设计》中的设计思路相联系，评估学生的分析能力和设计思维；FPGA设计实践题则直接关联实验内容，检验学生的编程能力和实践动手能力。

**考试评估**

考试评估占课程总成绩的50%，分为理论知识考试和实践操作考试两部分。理论知识考试以闭卷形式进行，题型包括选择题、填空题、简答题和论述题，内容覆盖高速接口基础、FPGA架构与应用、数字示波器设计原理等核心知识点，与教材章节内容直接对应，重点考察学生对基础理论的掌握程度。实践操作考试以开卷或上机形式进行，提供一套数字示波器设计的具体需求（如实现特定速度等级的接口、设计特定功能的信号处理模块），要求学生在规定时间内完成FPGA代码编写、功能仿真和简单调试，考察学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，与教材中的设计流程和实践操作相呼应。

通过以上评估方式，能够全面、客观地评价学生的学习成果，不仅检验其对理论知识的掌握，更注重考察其技能应用和综合设计能力，确保教学目标的有效达成。

六、教学安排

本课程设计共6周，每周安排一次理论教学和一次实践操作，总计12学时理论教学和12学时实践操作。教学进度紧密围绕教学内容和教学目标展开，确保在有限的时间内完成所有教学任务，并充分考虑高二学生的作息时间和认知特点，合理安排教学时间和地点。

**教学进度**

第一周：高速接口基础理论。理论教学讲解高速信号传输的基本原理、常用接口协议（如PCIe、AXI）的原理和应用场景，以及时钟同步技术。实践操作指导学生熟悉FPGA开发环境（如XilinxVivado）的安装和配置，初步了解FPGA实验平台的搭建方法。教学内容与教材《高速数字电路设计原理与实践》第3章和《FPGA系统设计》第5章相对应。

第二周：FPGA与高速接口技术。理论教学介绍FPGA的基本架构和硬件资源，FPGA在数字示波器中的应用，以及高速接口在FPGA中的实现方法。实践操作指导学生进行高速信号调理电路的设计，包括差分放大器、滤波器和驱动电路等。教学内容与教材《FPGA系统设计》第5章和《数字示波器原理与技术》第2章相对应。

第三周：数字示波器设计原理。理论教学讲解数字示波器的基本工作原理、主要性能指标（如带宽、采样率、触发精度）以及示波器软件的设计。实践操作指导学生进行时钟管理电路的设计，包括时钟分配、缓冲和同步电路的实现。教学内容与教材《数字示波器原理与技术》第2章相对应。

第四周：高速接口电路设计（续）。理论教学深入探讨高速接口电路设计的关键问题，如信号完整性优化、电源分配等。实践操作指导学生进行数据传输电路的设计，包括串并转换、数据缓存和接口控制逻辑的编写。教学内容与教材《高速数字电路设计原理与实践》第3章相对应。

第五周：数字示波器系统调试。理论教学讲解数字示波器系统的调试方法和技巧，包括硬件调试、软件调试和系统性能优化。实践操作指导学生进行示波器硬件的调试，包括信号采集、数据处理和接口传输的测试。教学内容与教材《数字示波器原理与技术》第2章和《FPGA系统设计》第5章相对应。

第六周：课程总结与项目展示。理论教学总结课程内容，回顾重点难点，并解答学生疑问。实践操作指导学生完成课程设计报告的撰写，并进行项目展示和答辩。教学内容与教材所有章节相对应，旨在巩固所学知识，提升学生的综合能力。

**教学时间与地点**

理论教学安排在每周一下午第二、三节课，于学校多媒体教室进行。实践操作安排在每周三下午第二、三节课，于学校电子实验室进行。教学地点配备FPGA实验平台、高速数据采集卡、示波器等实验设备，以及必要的软件工具，确保学生能够顺利进行实践操作。教学时间安排紧凑，确保在有限的时间内完成所有教学任务，同时考虑到学生的作息时间，避免影响学生的学习和休息。

通过以上教学安排，能够确保教学内容和教学目标的有效达成，提升学生的学习兴趣和实践能力，为后续专业课程的学习和工程实践打下坚实基础。

七、差异化教学

在“数字示波器设计（FPGA实现）高速接口”课程设计中，考虑到学生可能存在不同的学习风格、兴趣点和能力水平，采用差异化教学策略，旨在满足每位学生的学习需求，促进其个性化发展。差异化教学活动与评估方式紧密关联教学内容和目标，确保所有学生都能在原有基础上获得进步。

**教学活动差异化**

针对理论教学，对于理解能力较强的学生，引导其深入探究高速接口协议的细节（如PCIe协议的电气规范、AXI总线的流水线机制），并结合教材《FPGA系统设计》中的高级特性，设计更复杂的逻辑功能；对于理解相对较慢的学生，则侧重讲解基本原理和核心概念，通过实例（如教材中简单的信号调理电路）帮助他们建立直观认识，并提供额外的辅导时间。

在实践操作环节，设置基础任务和拓展任务。基础任务要求所有学生完成数字示波器核心模块（如信号采集、数据处理）的设计与调试，确保掌握基本技能；拓展任务则针对能力较强的学生，提供更复杂的挑战，如设计高速（>10Gbps）接口、实现高级触发功能等，鼓励他们探索更高阶的设计方法，拓展知识面。实践过程中，教师提供不同层次的指导，对遇到困难的学生进行一对一帮扶，对进展较快的学生则鼓励其自主探索和创新。

**评估方式差异化**

评估方式的设计兼顾共性和个性，平时表现评估中，课堂提问和讨论环节，鼓励不同层次的学生参与，对基础较好的学生提问更具深度，对基础较弱的学生提问更侧重于基本概念的掌握。作业布置时，除统一要求的作业外，提供少量可选的拓展题目，供学有余力的学生挑战。

考试评估中，理论知识考试采用不同难度的题目组合，基础题覆盖所有学生必须掌握的核心知识点（与教材基础章节关联），拓展题则增加综合性、分析性内容（与教材进阶章节关联），允许学生根据自身情况选择答题范围。实践操作考试则设置不同难度的设计任务，学生可根据自身能力选择不同等级的任务，其成绩评定不仅关注结果的正确性，也关注解决问题的思路和设计的创新性，充分体现差异化评价。

八、教学反思和调整

课程实施过程中，教学反思和调整是确保教学质量和效果的关键环节。通过定期反思教学内容、方法、进度以及学生的反馈，可以及时发现问题并进行改进，使教学活动更好地满足学生的学习需求，并与课程目标保持一致。

**定期教学反思**

每次理论教学和实践操作后，教师需进行及时的课堂反思。反思内容包括：理论讲解是否清晰易懂，是否与教材内容紧密关联，学生能否理解关键概念（如高速接口的信号完整性问题、FPGA的时钟管理策略）；实践操作中，任务难度是否适中，学生是否能够独立完成设计任务，实验设备是否存在问题，指导是否到位。例如，若发现学生在设计高速接口时对信号完整性理解不足，可能需要回顾教材《高速数字电路设计原理与实践》相关章节，并调整讲解方式，增加仿真演示。

每周进行一次周度反思，总结本周教学进度是否合理，教学内容是否覆盖了计划要点，学生整体掌握情况如何，是否存在普遍性的难点或疑问。例如，若发现多数学生在FPGA开发环境搭建上遇到困难，可能需要调整实践操作的初始阶段，增加更详细的步骤指导和预检查环节。

**学生反馈收集**

定期通过问卷、座谈会或在线平台收集学生反馈。问卷内容可包括对教学内容难度、进度、实用性的评价，对实验设备、指导情况的满意程度等。座谈会则可以更深入地了解学生的学习感受、遇到的困难以及对教学改进的建议。例如，学生可能反映实践时间不足，或部分设计任务过于简单/困难。这些反馈信息是教学调整的重要依据。

**教学调整措施**

根据反思结果和学生反馈，及时调整教学内容和方法。若发现学生对某个理论知识点掌握不佳，可增加相关内容的讲解时间，或设计配套的练习题（与教材章节练习关联）。若实践操作难度过大，可适当降低任务要求，或提供更详细的参考设计（如教材中的示例代码）。若学生反映实验设备故障率高，需及时联系维修或准备备用设备。若部分学生完成较快，可提供更具挑战性的拓展任务，以因材施教。

通过持续的教学反思和调整，确保教学内容的前瞻性和实用性，教学方法的有效性和针对性，从而不断提升教学效果，帮助学生更好地掌握数字示波器设计（FPGA实现）高速接口的相关知识和技能。

九、教学创新

在传统教学的基础上，积极探索和应用新的教学方法与技术，结合现代科技手段，旨在提升教学的吸引力和互动性，激发学生的学习热情和探索欲望。教学创新紧密围绕课程内容和目标，旨在使学习过程更加生动、高效。

**引入虚拟仿真技术**

针对高速接口电路设计和数字示波器系统调试等实践环节，引入虚拟仿真技术。利用专业的仿真软件（如AltiumDesigner、MATLAB/Simulink），构建数字示波器硬件平台和高速接口的虚拟模型。学生可以在虚拟环境中进行电路设计、参数调整、信号分析与系统测试，观察不同设计方案对系统性能的影响（如教材中信号完整性分析、时钟同步策略的效果）。虚拟仿真技术能够弥补物理实验条件的限制，降低实验成本，并提供安全的试错环境，增强学生的实践体验和设计直观性。

**开展项目式学习（PBL）**

以一个完整的数字示波器设计项目作为主线，贯穿整个课程。学生分组承担项目中的不同子任务，如高速数据采集模块设计、FPGA接口逻辑实现、上位机软件开发等。项目式学习强调学生的主动探究和团队协作，与教材中的设计原理和实践操作相结合，使学生在解决实际问题的过程中学习知识、锻炼能力。教师扮演引导者和顾问的角色，定期项目讨论会，引导学生分析问题、交流方案、展示成果。

**应用在线学习平台**

利用在线学习平台（如MOOC平台、学校LMS系统），发布课程资料、预习任务、实验指导、在线测试等内容。平台可以发布与教材章节对应的微课视频，方便学生随时随地复习和巩固；开展在线讨论区，促进学生之间、师生之间的交流；布置在线编程练习，及时检验学生的代码编写能力。在线学习平台能够丰富教学资源，拓展学习时空，支持个性化学习。

通过以上教学创新，旨在将抽象的理论知识转化为具体、生动的学习体验，提高学生的参与度和学习效果，培养其创新思维和实践能力。

十、跨学科整合

数字示波器设计（FPGA实现）高速接口课程不仅涉及电子工程领域，还与计算机科学、物理学、数学等多个学科紧密相关。跨学科整合旨在打破学科壁垒，促进知识的交叉应用和融合，培养学生的综合素养和解决复杂工程问题的能力。

**电子工程与计算机科学的整合**

课程核心内容是FPGA硬件设计与软件编程的结合，这是电子工程与计算机科学深度整合的体现。学生需要运用电子工程知识（如电路原理、信号系统、电磁场）理解硬件工作原理（与教材《FPGA系统设计》关联），同时运用计算机科学知识（如编程语言Verilog/VHDL、数据结构、算法）实现硬件功能（与教材中FPGA代码设计关联）。例如，在高速接口设计中，需要同时考虑信号完整性（电子工程）和时序逻辑（计算机科学）。

**电子工程与物理学的整合**

高速信号传输和测量的物理原理涉及物理学中的电磁场理论、波动理论等。教学中讲解信号完整性问题时，可引入传输线理论、反射和串扰的物理机制（参考教材《高速数字电路设计原理与实践》）；在讲解示波器工作原理时，可涉及模数转换的量子化效应、光电子效应（若涉及光电探测器）等物理学基础。这种整合有助于学生从更深层次理解技术原理。

**电子工程与数学的整合**

数字信号处理、数据传输率计算、误差控制等环节需要数学工具的支持。例如，进行信号采样率分析时，涉及奈奎斯特定理（数学）；设计FPGA逻辑时，可能用到有限状态机理论（离散数学）；进行系统性能仿真时，涉及概率统计知识。教学中应强调数学工具在解决工程问题中的应用价值（关联教材中涉及的计算和分析方法）。

**跨学科项目实践**

在课程设计项目中，明确要求学生团队不仅完成硬件设计，还要考虑上位机软件的交互、用户界面的设计（涉及人机交互，可关联计算机形学），甚至可能涉及数据存储和分析（涉及数据库、数据挖掘）。项目要求引导学生综合运用多学科知识，设计出功能完善、性能优良、用户体验良好的数字示波器系统。通过跨学科整合，培养学生的系统性思维和综合创新能力，为其未来应对复杂工程挑战奠定基础。

十一、社会实践和应用

为培养学生的创新能力和实践能力，将理论知识与社会实践和应用紧密结合，设计了一系列教学活动，使学生在实践中深化理解、提升技能、激发创新思维。

**企业参观与专家讲座**

学生参观从事高速数字电路设计、FPGA应用或测试仪器研发的企业，实地了解数字示波器等产品的生产流程、研发环节和市场应用。参观过程中，安排企业工程师进行现场讲解，分享实际工程项目中的挑战、解决方案和技术发展趋势。同时，邀请行业专家或资深工程师来校开设讲座，围绕高速接口技术最新进展、数字示波器行业应用案例、FPGA设计前沿等内容展开（内容可关联教材中的前沿技术章节），拓宽学生的视野，激发其对技术创新的兴趣。

**项目驱动实践**

设置与实际应用场景紧密相关的课程设计项目。例如，要求学生设计一个能够测量特定高频信号（如射频信号）的数字示波器，或设计一个基于FPGA的高速数据采集系统，用于工业过程监控或科学实验。项目要求学生不仅要完成硬件设计和代码编写，还要考虑系统的可靠性、成本效益和可扩展性，模拟真实工程项目的需求。学生可通过查阅行业资料（如相关技术标准）、分析实际需求、进行方案论证和原型开发，体验从需求分析到产品实现的完整过程，提升解决实际问题的能力。

**开放实验室与创新竞赛**

搭建开放实验室平台，在课程结束后或课余时间，允许学有余力或对特定方向感兴趣的学生，利用实验室资源和设备，继续进行更深入的设计与研究，或