面向質量監控的《DSP設計與開發》教學體系

左 韜 鄭慶慶 李富年

（武漢科技大學信息科學與工程學院，湖北 武漢430081）

0 引言

《DSP（Digital signal processor，數字信號處理器）設計與開發》是電子信息和自動化專業本科和研究生階段一門重要的應用技術課程，對培養學生動手能力、使用專用器件進行開發設計能力具有重要的意義。傳統的教學方法拘泥于教師講授、學生聽的模式，學生的學習效果無法保證，教師的教學質量也無法得到反饋改進。這一應用課程僅僅以課程考試來評定成績難免偏頗，依靠考試來督促和約束學生的學習也有很大的局限性，學生可能只針對考試的考點進行學習，而忽視綜合運用能力的訓練。因而有必要發展一種新的教學體系方法，以保證《DSP設計與開發》課程的教學質量，不斷提升課程的教學水平。

本文提出一種面向質量監控的《DSP設計與開發》教學體系，引入ISO 9000標準對《DSP設計與開發》教學進行質量監控，按照計劃、執行、檢查、行動四個階段實施《DSP設計與開發》的教學，并在這一過程中不斷提升教學質量。

1 DS P教學內容及特點

《DSP設計與開發》課程主要學習利用DSP芯片進行數字信號處理的編程、匯編、連接、仿真運行的基本方法。培養學生應用DSP芯片解決實際問題的系統設計能力和編程能力，為從事科學研究和工程技術工作打下基礎。通過實驗教學使學生具有一定的軟硬件開發能力，培養學生的獨立分析問題和解決問題的能力。通過大量的DSP設計與開發案例教學提高電子信息和自動化專業本科和研究生解決實際工程問題的能力。

課程第一部分為DSP設計與開發基礎，主要教學內容包括：數字信號處理和DSP系統的特點，DSP的硬件結構，DSP軟件開發流程，DSP中的嵌入式操作系統，C/C++語言編程基礎，C語言與匯編語言的混合編程，通用目標文件格式，CCS軟件開發方法，數字信號處理庫等內容。

課程第二部分為DSP設計與開發案例，主要教學內容包括：DSP最小系統設計，DSP接口設計，DSP算法編程基礎，FIR濾波器設計，IIR濾波器設計，快速傅里葉變換（FFT）設計，數字圖像直方圖統計，數字圖像邊緣檢測軟件設計。

一個完整的DSP設計開發過程如圖1所示[1]：首先根據設計需求和性能指標編寫算法程序，進行算法仿真和性能驗證，并不斷修改算法軟件直至滿足指標上的設計需求；然后根據算法軟件所依賴的硬件要求選擇相應的DSP芯片及外圍電路，進行電路硬件設計和安裝調試，同時在DSP硬件平臺上進行軟件設計和調試。最后將軟硬件DSP系統放入實際的應用系統中進行系統集成和調試，完成最終的設計工作。

從以上可見，《DSP設計與開發》課程重在培養學生的設計與開發能力、解決實際應用需求的能力，因而課程體系的建設要立足于這一導向，以提高學生的DSP設計開發能力為最終的質量評價標準。

2 面向質量監控的《DS P設計與開發》教學體系

《DSP設計與開發》教學質量監控體系借鑒ISO 9000標準，ISO 9000質量管理體系標準已經為提供產品和服務的各行各業所接納和認可[2]。ISO 9000的八項質量管理原則為[3]：（1）以顧客為關注焦點；（2）領導作用；（3）全員參與；（4）過程方法；（5）管理的系統方法；（6）持續改進；（7）基于事實的決策方法；（8）與供方互利的關系。這八項原則用高度概括、易于理解的語言表達了質量管理的最基本、最通用的一般性規律，成為質量管理的理論基礎。將ISO 9000的質量管理原則貫穿滲透于《DSP設計與開發》教學質量監控體系中，可以有效地規范、引導DSP教學的質量監控工作，從而促進教學質量的提高。

圖1 DSP開發設計流程

PDCA循環是ISO 9000管理的精髓，持續改進中的PDCA循環按照Plan（計劃）、Do（執行）、Check（檢查）和Act（行動）的順序進行質量管理。面向質量監控的《DSP設計與開發》教學體系將借鑒ISO 9000的質量監控方法中的PDCA循環，構建一種以提高教學質量為目標的、不斷循環改進的教學體系。如圖2所示，將PDCA循環應用于《DSP設計與開發》教學質量監控體系中，教學環節由4個階段構成。

圖2 質量監控的PDCA循環

計劃階段對應著DSP教學計劃的制訂，執行階段對應著DSP教學的實施過程，檢查階段對應著DSP教學不足分析，行動階段對應著DSP教學的改善。PDCA循環按照反饋機制周而復始的循環，促進《DSP設計與開發》課程質量的不斷提高。

3 面向質量監控的DS P教學實施方法

《DSP設計與開發》課程將按照持續改進PDCA循環進行質量監控，計劃、執行、檢查、行動四個階段的主要實施方法為：

（1）計劃階段，制定《DSP設計與開發》課程的教學大綱、實驗大綱、教學日歷，制定該課程的教學質量評價標準。教學質量評價標準主要依據學生考試成績、對設計任務的完成效果、創新性來評定。

（2）執行階段，是DSP教學實施的主體階段。按照教學大綱、實驗大綱、教學日歷進行課堂教學和實驗教學，對學生進行技能訓練。

（3）檢查階段，是重要的教學質量反饋階段，依靠教學質量評價標準，對課堂教學、實驗教學的效果進行反饋評價，通過課程考試、實驗操作、DSP開發設計任務完成效果、創新性等進行評價。對教學過程中的不足進行分析和檢查，找出問題所在，提出改進的思路。

（4）行動階段，分析不足之處，進行DSP教學的改善，對檢查階段的結果進行處理，成功的經驗加以標準化和推廣，以后教學時繼續遵循。對于不足和失敗的教訓也要總結，避免再次出現，同時給出進一步改進的辦法，并提交給下一個PDCA循環中去解決。

4 結論

面向質量監控的《DSP設計與開發》課程體系，放棄了傳統的“教學-考試”模式，而將ISO 9000中的PDCA循環融入教學中，從而在教學中實現了質量監控，并以質量監控來反向推動課程教學的不斷進步。教學體系中周而復始的PDCA循環，使得《DSP設計與開發》課程質量得到規范監控和持續改進提高。