面向质量监控的《DSP设计与开发》教学体系

左 韬 郑庆庆 李富年

（武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北 武汉430081）

0 引言

《DSP（Digital signal processor，数字信号处理器）设计与开发》是电子信息和自动化专业本科和研究生阶段一门重要的应用技术课程，对培养学生动手能力、使用专用器件进行开发设计能力具有重要的意义。传统的教学方法拘泥于教师讲授、学生听的模式，学生的学习效果无法保证，教师的教学质量也无法得到反馈改进。这一应用课程仅仅以课程考试来评定成绩难免偏颇，依靠考试来督促和约束学生的学习也有很大的局限性，学生可能只针对考试的考点进行学习，而忽视综合运用能力的训练。因而有必要发展一种新的教学体系方法，以保证《DSP设计与开发》课程的教学质量，不断提升课程的教学水平。

本文提出一种面向质量监控的《DSP设计与开发》教学体系，引入ISO 9000标准对《DSP设计与开发》教学进行质量监控，按照计划、执行、检查、行动四个阶段实施《DSP设计与开发》的教学，并在这一过程中不断提升教学质量。

1 DS P教学内容及特点

《DSP设计与开发》课程主要学习利用DSP芯片进行数字信号处理的编程、汇编、连接、仿真运行的基本方法。培养学生应用DSP芯片解决实际问题的系统设计能力和编程能力，为从事科学研究和工程技术工作打下基础。通过实验教学使学生具有一定的软硬件开发能力，培养学生的独立分析问题和解决问题的能力。通过大量的DSP设计与开发案例教学提高电子信息和自动化专业本科和研究生解决实际工程问题的能力。

课程第一部分为DSP设计与开发基础，主要教学内容包括：数字信号处理和DSP系统的特点，DSP的硬件结构，DSP软件开发流程，DSP中的嵌入式操作系统，C/C++语言编程基础，C语言与汇编语言的混合编程，通用目标文件格式，CCS软件开发方法，数字信号处理库等内容。

课程第二部分为DSP设计与开发案例，主要教学内容包括：DSP最小系统设计，DSP接口设计，DSP算法编程基础，FIR滤波器设计，IIR滤波器设计，快速傅里叶变换（FFT）设计，数字图像直方图统计，数字图像边缘检测软件设计。

一个完整的DSP设计开发过程如图1所示[1]：首先根据设计需求和性能指标编写算法程序，进行算法仿真和性能验证，并不断修改算法软件直至满足指标上的设计需求；然后根据算法软件所依赖的硬件要求选择相应的DSP芯片及外围电路，进行电路硬件设计和安装调试，同时在DSP硬件平台上进行软件设计和调试。最后将软硬件DSP系统放入实际的应用系统中进行系统集成和调试，完成最终的设计工作。

从以上可见，《DSP设计与开发》课程重在培养学生的设计与开发能力、解决实际应用需求的能力，因而课程体系的建设要立足于这一导向，以提高学生的DSP设计开发能力为最终的质量评价标准。

2 面向质量监控的《DS P设计与开发》教学体系

《DSP设计与开发》教学质量监控体系借鉴ISO 9000标准，ISO 9000质量管理体系标准已经为提供产品和服务的各行各业所接纳和认可[2]。ISO 9000的八项质量管理原则为[3]：（1）以顾客为关注焦点；（2）领导作用；（3）全员参与；（4）过程方法；（5）管理的系统方法；（6）持续改进；（7）基于事实的决策方法；（8）与供方互利的关系。这八项原则用高度概括、易于理解的语言表达了质量管理的最基本、最通用的一般性规律，成为质量管理的理论基础。将ISO 9000的质量管理原则贯穿渗透于《DSP设计与开发》教学质量监控体系中，可以有效地规范、引导DSP教学的质量监控工作，从而促进教学质量的提高。

图1 DSP开发设计流程

PDCA循环是ISO 9000管理的精髓，持续改进中的PDCA循环按照Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）和Act（行动）的顺序进行质量管理。面向质量监控的《DSP设计与开发》教学体系将借鉴ISO 9000的质量监控方法中的PDCA循环，构建一种以提高教学质量为目标的、不断循环改进的教学体系。如图2所示，将PDCA循环应用于《DSP设计与开发》教学质量监控体系中，教学环节由4个阶段构成。

图2 质量监控的PDCA循环

计划阶段对应着DSP教学计划的制订，执行阶段对应着DSP教学的实施过程，检查阶段对应着DSP教学不足分析，行动阶段对应着DSP教学的改善。PDCA循环按照反馈机制周而复始的循环，促进《DSP设计与开发》课程质量的不断提高。

3 面向质量监控的DS P教学实施方法

《DSP设计与开发》课程将按照持续改进PDCA循环进行质量监控，计划、执行、检查、行动四个阶段的主要实施方法为：

（1）计划阶段，制定《DSP设计与开发》课程的教学大纲、实验大纲、教学日历，制定该课程的教学质量评价标准。教学质量评价标准主要依据学生考试成绩、对设计任务的完成效果、创新性来评定。

（2）执行阶段，是DSP教学实施的主体阶段。按照教学大纲、实验大纲、教学日历进行课堂教学和实验教学，对学生进行技能训练。

（3）检查阶段，是重要的教学质量反馈阶段，依靠教学质量评价标准，对课堂教学、实验教学的效果进行反馈评价，通过课程考试、实验操作、DSP开发设计任务完成效果、创新性等进行评价。对教学过程中的不足进行分析和检查，找出问题所在，提出改进的思路。

（4）行动阶段，分析不足之处，进行DSP教学的改善，对检查阶段的结果进行处理，成功的经验加以标准化和推广，以后教学时继续遵循。对于不足和失败的教训也要总结，避免再次出现，同时给出进一步改进的办法，并提交给下一个PDCA循环中去解决。

4 结论

面向质量监控的《DSP设计与开发》课程体系，放弃了传统的“教学-考试”模式，而将ISO 9000中的PDCA循环融入教学中，从而在教学中实现了质量监控，并以质量监控来反向推动课程教学的不断进步。教学体系中周而复始的PDCA循环，使得《DSP设计与开发》课程质量得到规范监控和持续改进提高。