“DSP 技 術”實驗教學改革與研究

劉麗杰 耿磊 杜偉強

摘 ? ?要： 針對“DSP技術”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，包括加大綜合性設計性實驗比重、課外選修實驗和軟硬件相結合的實驗教學模式。實踐證明，這些方法有利于培養學生的實踐動手能力和創新能力，提高教學質量。

關鍵詞： DSP技術 ? ?實驗教學 ? ?軟硬件結合

一、相關課程背景

“DSP技術”實驗課開設的目的是使學生掌握DSP系統的基本原理及其項目設計的開發方法，掌握DSP的工作原理、TMS320C55X系列DSP芯片的基本結構、片內外設、匯編語言、C語言程序設計、開發環境及其使用方法、常用數字信號處理算法的DSP實現及其在各種系統中的實際應用等[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本領域迅速發展的需要，進而有效培養學生的創新能力。

二、目前存在的問題

1.“DSP技術”課程總學時數有限，實驗學時數過少，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軟件仿真查看結果的方式，學生對硬件的操作較少，對DSP硬件結構、硬件設計方法和流程一知半解。

三、實驗教學改革方法

針對以上出現的問題，結合多年實踐教學經驗，我提出了一些提高“DSP技術”實驗教學質量的方法。

1.增加實驗項目數量，引入課外選修實驗機制。由于學時有限，課內必須完成的實驗學時數是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。實驗室能開設的所有實驗做成電子版實驗講義，該講義包含詳細的實驗目的、實驗要求、實驗內容和實驗條件等，學生可以自主選擇做哪幾個實驗。這些資源都掛在網站上，學生可以自行下載。

2.合理調整綜合性和設計性實驗的比重，注重培養學生的創新能力。根據“DSP技術”實驗大綱的要求，目前實驗學時數是10學時，其中6學時是基礎性實驗，4學時是綜合性和設計性實驗。基礎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。我們教研室經過多年努力，大力改革調整實驗內容，適當增加綜合設計性實驗和創新性實驗的比重。綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。

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

3.硬件設計和軟件仿真相結合，與DSP課程設計和畢業設計相結合，培養學生硬件電路設計能力和CCS的使用能力。給學生布置題目為“基于TMS320VC5509DSP最小系統設計”的大作業，要求學生從整體設計到各部分的具體實現都親力親為。通過設計DSP最小系統，使學生掌握DSP系統的設計流程、PCB原理圖的設計、DSP硬件結構、基本電路的設計、硬件電路調試和CCS軟件的使用等。通過設計DSP最小系統，有助于學生理解DSP芯片的基本結構、片內外設、DSP設計流程、基本方法、開發環境CCS的使用方法，提高學生的硬件設計能力、分析能力、實際動手能力和創新能力。同時，開設了基于DSP平臺的課程設計和基于DSP平臺的圖像語音等相關內容的畢業設計[2]，讓部分學生集中一段時間花在DSP實驗上。從應用角度出發，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能力，這樣教學效果會更好。

4.開展課外科技活動。“DSP技術”課程是一門實踐性很強的課程，為了培養學生的動手能力和創新能力，必須加強實踐環節。但從目前的教學與實驗學時來看，有些學生基本掌握了DSP的簡單開發運用，但是還有一部分學生對DSP興趣很濃厚，并不滿足于現有的課堂教學。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，給他們設計一些系統級的題目，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，使部分學生能夠對實際的DSP開發技術有較深入的研究。

四、結語

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

參考文獻：

[1]趙洪亮，等.TMS320C55xDSP應用系統設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

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