數(shù)字信號處理課程在線實驗平臺建設

翟月英 武漢晴川學院

信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當今最受關(guān)注的高科技產(chǎn)業(yè)，在此過程中，數(shù)字化技術(shù)作為基礎(chǔ)，是學生必須要掌握的內(nèi)容，其中數(shù)字信號處理作為核心技術(shù)，更應熟練掌握，但純粹的理論學習枯燥乏味，應用性較弱，因此搭建一個數(shù)字信號處理在線實驗平臺，能有效提高整體教學水平。

一、數(shù)字信號處理實驗平臺

實驗設計包含基本實驗和擴展實驗，整個設計包括采集信號、信號實驗和數(shù)字過濾等過程，通過一整套實驗流程的完成，能讓學生直觀的到數(shù)字信號處理的過程，從而對課程有更深刻的了解。在實驗平臺設計中，可加入適合的圖像、音頻、量化效果，對實驗過程進行全面和深刻的研究控制，實驗平臺建設的目的就在于讓學生擁有對專業(yè)知識進行實踐的空間，對數(shù)字處理流程有充分的了解。實驗平臺能模擬出真實信號的傳輸流程，為學生的專業(yè)程提供可操作的對象，了解真實信號的工作狀況，讓理論知識有一個可發(fā)揮的空間，加深對知識的了解和應用。

實驗平臺搭建需要有硬件條件支持，在硬件設計過程中，一定要注意各項指標的設計，實驗平臺主要由三方面構(gòu)成，首先要重視的是控制電路的設計管理，保障實驗平臺的穩(wěn)定性，將控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)連接起來，處理數(shù)據(jù)與信號間的關(guān)系，拓展實驗平臺的數(shù)據(jù)處理上限。其次，重視數(shù)字信號處理系統(tǒng)的建設，可采用多個解碼裝置，比如語音解碼器等，拓展平臺的有效功能，保證能及時處理接收到的數(shù)據(jù)信息。最后，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的建設同樣重要，經(jīng)過處理的信息會由DSP 系統(tǒng)輸送給FPGR 系統(tǒng)，到最后由計算機主機進行分析儲存，以保證后期數(shù)據(jù)進行良好的管理。在整個流程中，各個環(huán)節(jié)要進行反復的實驗和確認，確保不會出現(xiàn)差錯，確定最后的實驗課程安排。

對數(shù)字信號處理系統(tǒng)進行管理的過程中，有必要對信息系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控，選擇有效的處理系統(tǒng)，可以使用最常用的DSP 系統(tǒng)作為傳輸管理系統(tǒng)，對實驗平臺來說，數(shù)字信號處理系統(tǒng)是整個平臺的建設基礎(chǔ)，整個平臺需要完善的設計和管理，將處理系統(tǒng)和電路系統(tǒng)儲存系統(tǒng)的進行聯(lián)合控制，以實現(xiàn)對整體的有效管理和研究。

二、實驗平臺設計

1.數(shù)據(jù)處理平臺設計

C 語言是數(shù)據(jù)處理中主要使用的計算機語言，編譯過程中有一些基本操作，首先，將接收到的數(shù)據(jù)進行傳輸，對數(shù)字傳輸中包含的指令進行執(zhí)行操作，符合處理的需要，然后將編譯結(jié)果輸入內(nèi)部儲存器，上機位的命令字能夠被寄存器根據(jù)地址讀取出來，根據(jù)讀取的內(nèi)容判定實驗類別，根據(jù)數(shù)據(jù)需求，調(diào)取相關(guān)程序，得出最后的結(jié)果后，再傳輸?shù)缴蠙C位中進行最后的輸出，整個流程十分清晰，并且能得到直觀的結(jié)果，能為學生提供實踐指導。在初始的基礎(chǔ)實驗操作中，在實驗前學生就應做好準備，將需要用到的實驗原理準備好，實驗過程中充分了解源程序，在表格上填寫好相關(guān)程序的注釋，實驗結(jié)束后，對結(jié)果進行仔細分析并回答事前準備好的問題。

2.上機位設計

上機位的設計也是設計實驗平臺中需要格外關(guān)注的問題，實驗平臺的控制程序，要保證其運行的正常，為使用平臺的學生提供穩(wěn)定的操作界面。實驗中常用的數(shù)據(jù)選擇界面、數(shù)據(jù)發(fā)送界面、命令執(zhí)行界面、儲存見面和結(jié)果輸出界面，都是需要重點關(guān)注的，根據(jù)教學需求進行選擇，確定所需的實驗參數(shù)，之后采用控制系統(tǒng)控制上位機，將實驗結(jié)果儲存到相應文件中，再傳輸?shù)街鹘缑嫔希M行全方位的展示。同時還可帶領(lǐng)學生進行設計型實驗訓練，讓學生在掌握基本原理的情況下，以實驗內(nèi)容為參考對象，主動思考并編寫程序來解決實際問題，并對結(jié)果進行分析，這個實驗環(huán)節(jié)能夠讓學生進一步掌握將抽象知識化為實踐的能力。

3.實驗平臺測試

實驗平臺搭建工作基本完成后，必須進行全面測試，以保證平臺能夠正常運行，需要關(guān)注的問題有很多，比如說USB 接口是否可以正常連接，邏輯工作過程是否能保持穩(wěn)定，各個電路模塊是否正常運行，系統(tǒng)能否遵循上位機的指令，各個系統(tǒng)的配合程度等等問題，通過這些問題的測試，保證實驗平臺能夠符合教學的需要，達到幫助學生學習數(shù)字信號處理技術(shù)的要求，在此后也要經(jīng)常對實驗平臺進行功能性的測試，保證實驗平臺發(fā)揮其教學的有效性。

三、結(jié)束語

實驗平臺的建設，為相關(guān)專業(yè)的學生提供了一個很好的實踐平臺，為將課程的理論性和應用性結(jié)合起來提供了一個很好的范例，能在很大程度上提升通信專業(yè)學生的整體實踐水平，對培養(yǎng)數(shù)字化創(chuàng)新人才意義深遠。