“DSP 技 术”实验教学改革与研究

刘丽杰 耿磊 杜伟强

摘    要： 针对“DSP技术”课程理论难度大、抽象、不容易理解等特点，本文分析了一些实验教学方法，包括加大综合性设计性实验比重、课外选修实验和软硬件相结合的实验教学模式。实践证明，这些方法有利于培养学生的实践动手能力和创新能力，提高教学质量。

关键词： DSP技术    实验教学    软硬件结合

一、相关课程背景

“DSP技术”实验课开设的目的是使学生掌握DSP系统的基本原理及其项目设计的开发方法，掌握DSP的工作原理、TMS320C55X系列DSP芯片的基本结构、片内外设、汇编语言、C语言程序设计、开发环境及其使用方法、常用数字信号处理算法的DSP实现及其在各种系统中的实际应用等[1]。通过实验，使学生掌握DSP方面的理论知识，提高分析问题和解决问题的能力，使学生有信心也有能力逐步适应本领域迅速发展的需要，进而有效培养学生的创新能力。

二、目前存在的问题

1.“DSP技术”课程总学时数有限，实验学时数过少，造成有些知识点讲解得不够深入。目前该门课程一共是45学时，实验为10学时。

2.大部分实验只采用CCS软件仿真查看结果的方式，学生对硬件的操作较少，对DSP硬件结构、硬件设计方法和流程一知半解。

三、实验教学改革方法

针对以上出现的问题，结合多年实践教学经验，我提出了一些提高“DSP技术”实验教学质量的方法。

1.增加实验项目数量，引入课外选修实验机制。由于学时有限，课内必须完成的实验学时数是10学时，有的理论知识点实验不能涵盖，学生理解起来有些困难。为了让学生多动手，课题组设计了20学时的课外实验，学生可以在课外时间来实验室做实验。实验室能开设的所有实验做成电子版实验讲义，该讲义包含详细的实验目的、实验要求、实验内容和实验条件等，学生可以自主选择做哪几个实验。这些资源都挂在网站上，学生可以自行下载。

2.合理调整综合性和设计性实验的比重，注重培养学生的创新能力。根据“DSP技术”实验大纲的要求，目前实验学时数是10学时，其中6学时是基础性实验，4学时是综合性和设计性实验。基础性实验过程相对简单，学生机械地做实验，实际操作能力和综合分析问题的能力没有提高。我们教研室经过多年努力，大力改革调整实验内容，适当增加综合设计性实验和创新性实验的比重。综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。

“DSP技术”理论课程开设时间安排在大三学年，这时学生已经学完“数字信号处理”、“数字电路”、“EDA原理”等相关课程，同时学习了用于软件仿真的C语言、MATLAB语言等，具备了开发信号处理系统的潜能。同时DSP技术涉及的知识非常广泛，新算法层出不穷，有关器件推陈出新。因此，可以说“DSP技术”实验课程是电子信息类本科生对所学知识的综合运用，要求学生从工程设计选题、方案设计、编程、信号仿真和工程设计DSP实现，完全由学生独立完成。综合性实验以学生为主体，能充分调动学生的主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，全面提高学生的创新实验能力。

3.硬件设计和软件仿真相结合，与DSP课程设计和毕业设计相结合，培养学生硬件电路设计能力和CCS的使用能力。给学生布置题目为“基于TMS320VC5509DSP最小系统设计”的大作业，要求学生从整体设计到各部分的具体实现都亲力亲为。通过设计DSP最小系统，使学生掌握DSP系统的设计流程、PCB原理图的设计、DSP硬件结构、基本电路的设计、硬件电路调试和CCS软件的使用等。通过设计DSP最小系统，有助于学生理解DSP芯片的基本结构、片内外设、DSP设计流程、基本方法、开发环境CCS的使用方法，提高学生的硬件设计能力、分析能力、实际动手能力和创新能力。同时，开设了基于DSP平台的课程设计和基于DSP平台的图像语音等相关内容的毕业设计[2]，让部分学生集中一段时间花在DSP实验上。从应用角度出发，采用C语言和汇编语言混合编程，锻炼学生的实际工程开发能力，这样教学效果会更好。

4.开展课外科技活动。“DSP技术”课程是一门实践性很强的课程，为了培养学生的动手能力和创新能力，必须加强实践环节。但从目前的教学与实验学时来看，有些学生基本掌握了DSP的简单开发运用，但是还有一部分学生对DSP兴趣很浓厚，并不满足于现有的课堂教学。针对这类学生，我们可以开放DSP实验室，开展一些课外科技活动，给他们设计一些系统级的题目，或让他们参与到教师的科研项目中。以实践课题为主，开展实践训练，使部分学生能够对实际的DSP开发技术有较深入的研究。

四、结语

本文探索的一些实验教学方法能提高学生对理论的认识，能充分调动学生的求知欲望，激发学习“DSP技术”课程的兴趣，充分发挥学生的主体作用，提高教学质量，受到任课教师和学生的一致好评，使学生的动手能力和创新能力得到提高。

参考文献：

[1]赵洪亮，等.TMS320C55xDSP应用系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.

[2]洪波，等.基于创新理念的DSP课程实验教学研究[J].实验室研究与探索，2013，33（10）：215-217.