“DSP 技 術(shù)”實驗教學改革與研究

劉麗杰 耿磊 杜偉強

摘 ? ?要： 針對“DSP技術(shù)”課程理論難度大、抽象、不容易理解等特點，本文分析了一些實驗教學方法，包括加大綜合性設(shè)計性實驗比重、課外選修實驗和軟硬件相結(jié)合的實驗教學模式。實踐證明，這些方法有利于培養(yǎng)學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，提高教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： DSP技術(shù) ? ?實驗教學 ? ?軟硬件結(jié)合

一、相關(guān)課程背景

“DSP技術(shù)”實驗課開設(shè)的目的是使學生掌握DSP系統(tǒng)的基本原理及其項目設(shè)計的開發(fā)方法，掌握DSP的工作原理、TMS320C55X系列DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)、匯編語言、C語言程序設(shè)計、開發(fā)環(huán)境及其使用方法、常用數(shù)字信號處理算法的DSP實現(xiàn)及其在各種系統(tǒng)中的實際應(yīng)用等[1]。通過實驗，使學生掌握DSP方面的理論知識，提高分析問題和解決問題的能力，使學生有信心也有能力逐步適應(yīng)本領(lǐng)域迅速發(fā)展的需要，進而有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

二、目前存在的問題

1.“DSP技術(shù)”課程總學時數(shù)有限，實驗學時數(shù)過少，造成有些知識點講解得不夠深入。目前該門課程一共是45學時，實驗為10學時。

2.大部分實驗只采用CCS軟件仿真查看結(jié)果的方式，學生對硬件的操作較少，對DSP硬件結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計方法和流程一知半解。

三、實驗教學改革方法

針對以上出現(xiàn)的問題，結(jié)合多年實踐教學經(jīng)驗，我提出了一些提高“DSP技術(shù)”實驗教學質(zhì)量的方法。

1.增加實驗項目數(shù)量，引入課外選修實驗機制。由于學時有限，課內(nèi)必須完成的實驗學時數(shù)是10學時，有的理論知識點實驗不能涵蓋，學生理解起來有些困難。為了讓學生多動手，課題組設(shè)計了20學時的課外實驗，學生可以在課外時間來實驗室做實驗。實驗室能開設(shè)的所有實驗做成電子版實驗講義，該講義包含詳細的實驗?zāi)康摹嶒炓?、實驗?nèi)容和實驗條件等，學生可以自主選擇做哪幾個實驗。這些資源都掛在網(wǎng)站上，學生可以自行下載。

2.合理調(diào)整綜合性和設(shè)計性實驗的比重，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。根據(jù)“DSP技術(shù)”實驗大綱的要求，目前實驗學時數(shù)是10學時，其中6學時是基礎(chǔ)性實驗，4學時是綜合性和設(shè)計性實驗。基礎(chǔ)性實驗過程相對簡單，學生機械地做實驗，實際操作能力和綜合分析問題的能力沒有提高。我們教研室經(jīng)過多年努力，大力改革調(diào)整實驗內(nèi)容，適當增加綜合設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗的比重。綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關(guān)課程知識的實驗。

“DSP技術(shù)”理論課程開設(shè)時間安排在大三學年，這時學生已經(jīng)學完“數(shù)字信號處理”、“數(shù)字電路”、“EDA原理”等相關(guān)課程，同時學習了用于軟件仿真的C語言、MATLAB語言等，具備了開發(fā)信號處理系統(tǒng)的潛能。同時DSP技術(shù)涉及的知識非常廣泛，新算法層出不窮，有關(guān)器件推陳出新。因此，可以說“DSP技術(shù)”實驗課程是電子信息類本科生對所學知識的綜合運用，要求學生從工程設(shè)計選題、方案設(shè)計、編程、信號仿真和工程設(shè)計DSP實現(xiàn)，完全由學生獨立完成。綜合性實驗以學生為主體，能充分調(diào)動學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，全面提高學生的創(chuàng)新實驗?zāi)芰Α?/p>

3.硬件設(shè)計和軟件仿真相結(jié)合，與DSP課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合，培養(yǎng)學生硬件電路設(shè)計能力和CCS的使用能力。給學生布置題目為“基于TMS320VC5509DSP最小系統(tǒng)設(shè)計”的大作業(yè)，要求學生從整體設(shè)計到各部分的具體實現(xiàn)都親力親為。通過設(shè)計DSP最小系統(tǒng)，使學生掌握DSP系統(tǒng)的設(shè)計流程、PCB原理圖的設(shè)計、DSP硬件結(jié)構(gòu)、基本電路的設(shè)計、硬件電路調(diào)試和CCS軟件的使用等。通過設(shè)計DSP最小系統(tǒng)，有助于學生理解DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)、DSP設(shè)計流程、基本方法、開發(fā)環(huán)境CCS的使用方法，提高學生的硬件設(shè)計能力、分析能力、實際動手能力和創(chuàng)新能力。同時，開設(shè)了基于DSP平臺的課程設(shè)計和基于DSP平臺的圖像語音等相關(guān)內(nèi)容的畢業(yè)設(shè)計[2]，讓部分學生集中一段時間花在DSP實驗上。從應(yīng)用角度出發(fā)，采用C語言和匯編語言混合編程，鍛煉學生的實際工程開發(fā)能力，這樣教學效果會更好。

4.開展課外科技活動?！癉SP技術(shù)”課程是一門實踐性很強的課程，為了培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力，必須加強實踐環(huán)節(jié)。但從目前的教學與實驗學時來看，有些學生基本掌握了DSP的簡單開發(fā)運用，但是還有一部分學生對DSP興趣很濃厚，并不滿足于現(xiàn)有的課堂教學。針對這類學生，我們可以開放DSP實驗室，開展一些課外科技活動，給他們設(shè)計一些系統(tǒng)級的題目，或讓他們參與到教師的科研項目中。以實踐課題為主，開展實踐訓練，使部分學生能夠?qū)嶋H的DSP開發(fā)技術(shù)有較深入的研究。

四、結(jié)語

本文探索的一些實驗教學方法能提高學生對理論的認識，能充分調(diào)動學生的求知欲望，激發(fā)學習“DSP技術(shù)”課程的興趣，充分發(fā)揮學生的主體作用，提高教學質(zhì)量，受到任課教師和學生的一致好評，使學生的動手能力和創(chuàng)新能力得到提高。

參考文獻：

[1]趙洪亮，等.TMS320C55xDSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

[2]洪波，等.基于創(chuàng)新理念的DSP課程實驗教學研究[J].實驗室研究與探索，2013，33（10）：215-217.