許燕萍

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

高職通信專業(yè)DSP課程教學(xué)初探

許燕萍

（蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104）

以DSP課程的教學(xué)為背景，簡述了DSP在工程中的重要應(yīng)用及目前高職院校的開設(shè)狀況。從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容等教學(xué)實(shí)施方面對課程教學(xué)進(jìn)行了有益的探索。教學(xué)實(shí)踐證明，該課程具有綜合性、實(shí)踐和創(chuàng)新性及通用性等特點(diǎn)。

數(shù)字信號處理器；課程開設(shè)；課程實(shí)施

一、引 言

目前越來越多的工科院校開設(shè)了DSP課程，但是在許多高職院校，DSP課程卻是最年輕的課程之一。無論在教材選取、教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式、方法，還是考核方式上，都帶有一定的盲目性。為使學(xué)生掌握新技術(shù)，提高專業(yè)技能，提高就業(yè)競爭能力，我院通信專業(yè)開設(shè)了DSP課程，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際，對DSP課程開設(shè)進(jìn)行了有益的探索。

二、教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo)

通過DSP課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解DSP的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用領(lǐng)域，掌握DSP的基本硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和集成開發(fā)環(huán)境CCS的使用，學(xué)習(xí)DSP的硬件設(shè)計和軟件編程的基本方法，學(xué)會利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行DSP系統(tǒng)軟硬件開發(fā)，為后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，為今后從事數(shù)字信號處理相關(guān)工作做準(zhǔn)備。

2.2 能力目標(biāo)

使學(xué)生在實(shí)踐中提高動手能力和自學(xué)能力；通過分析、綜合、探究等活動，培養(yǎng)學(xué)生探索求真知的精神。

三、教學(xué)實(shí)施

3.1 先修課程

數(shù)字電路、計算機(jī)原理。

3.2 課時分配

DSP課程的重要特點(diǎn)是偏重應(yīng)用，所以采用講授與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)，共64課時，講授約占總課時的1/3，其余都是教師演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)際操作和摸索。

3.3 教學(xué)形式

由于課程的實(shí)踐性強(qiáng)，我們采用了直接在實(shí)驗(yàn)室結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行教學(xué)的形式；由于課時緊，我們采用多媒體教學(xué)，制作了媒體課件，例如DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流水線操作、數(shù)據(jù)流圖、程序流程等等很難單純用語言文字講清楚的內(nèi)容，可以用多媒體課件的形式來很好地展示，使得學(xué)生在有限的課時內(nèi)學(xué)到更多的知識。

3.4 教學(xué)內(nèi)容

3.4.1 理論教學(xué)內(nèi)容

①DSP技術(shù)知識（如IIR、FIR濾波，F(xiàn)FT變換等）；②DSP芯片的產(chǎn)生、特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展前景；③DSP芯片，重點(diǎn)是TI公司54x系列的硬件結(jié)構(gòu)介紹，包括CPU結(jié)構(gòu)、存儲器空間分配（程序空間、數(shù)據(jù)空間和I/O空間）和尋址方式、在片外設(shè)（時鐘、定時器、串行/并行口、中斷）、增強(qiáng)性外設(shè)（HPI、McBsp、DMA）、自舉加載等；④DSP匯編語言指令；⑤DSP最小系統(tǒng)的硬件電路介紹。

3.4.2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

我系實(shí)驗(yàn)室購置了長沙三知電子有限公司研制的SZ-DSPⅡ多功能綜合實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)平臺，該實(shí)驗(yàn)平臺以TI的TMS320C5402的DSP為主體芯片，采用模塊化設(shè)計，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的語音處理模塊，A/D采樣模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊，CPLD、異步串口/同步串口模塊，直流、步進(jìn)電機(jī)模塊，鍵盤、數(shù)碼管、液晶屏、LED及按鍵等資源全部向?qū)W生開放。不僅可以進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也可開展豐富的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，并能一直延伸到綜合設(shè)計等創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課題。

① CCS、實(shí)驗(yàn)平臺啟動實(shí)驗(yàn)：使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)箱中各個模塊的功能和使用，熟悉CCS集成開發(fā)環(huán)境的使用，為后續(xù)課程的開展做好準(zhǔn)備。

②基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉DSP匯編編程的基本結(jié)構(gòu)，理解和掌握匯編語句的意義和用法。分為硬件實(shí)驗(yàn)和軟件實(shí)驗(yàn)兩類。硬件類包括I/O實(shí)驗(yàn)、數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)、同步串口、A/D、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、事件管理器實(shí)驗(yàn)（定時器實(shí)驗(yàn)、定時中斷實(shí)驗(yàn)）等。軟件類，包括基本算數(shù)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)、存儲器實(shí)驗(yàn)、浮點(diǎn)數(shù)與Q15之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、FIR濾波實(shí)驗(yàn)、實(shí)數(shù)FFT算法實(shí)驗(yàn)。

③綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)：通過該系列實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生綜合DSP軟件和硬件知識的能力，為課程的拓展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

包括DSP實(shí)現(xiàn)交通燈控制實(shí)驗(yàn)、DSP實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制和顯示實(shí)驗(yàn)、DSP實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號源等。

④課程設(shè)計要求：充分利用DSP資源設(shè)計出一具有完整功能的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以自選課堂上介紹的一個或多個模塊組成一個簡單的應(yīng)用小系統(tǒng)，復(fù)雜的系統(tǒng)可以多人分工合作。實(shí)驗(yàn)時間開放，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前，必須做好軟、硬件設(shè)計。這樣不僅進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的動手能力，也提高了學(xué)生查閱資料的能力，引導(dǎo)學(xué)生有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。同時也希望鍛煉團(tuán)隊(duì)合作精神。

本課程還安排了相關(guān)的職業(yè)資格證書考核并將課程延伸到畢業(yè)設(shè)計中。

3.5 考核方式

本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，在考核方式上偏重于實(shí)踐環(huán)節(jié)，筆試采用開卷方式，占40%，實(shí)驗(yàn)占60%。其中基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占20分，主要由平時實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)、效果決定，綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)占30分，綜合設(shè)計實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報告占10分。

四、課程開設(shè)意義

我院05級、06、07級通信專業(yè)學(xué)生在二年級的下學(xué)期開設(shè)了DSP課程，實(shí)踐證明該課程的開設(shè)具有重要意義：

（1）教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)性：DSP實(shí)驗(yàn)平臺是相關(guān)課程的一種綜合運(yùn)用和提升?！稊?shù)字電路》、《模擬電路》、《計算機(jī)原理》、《信號與系統(tǒng)》、《通信原理》等課程群建立的知識體系，可以通過DSP實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用，并在應(yīng)用技術(shù)層面得到有效提升，從而形成對課程群課程知識的綜合運(yùn)用。

（2）實(shí)踐性和創(chuàng)新性：通過有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)置和課程設(shè)計，使學(xué)生具有較強(qiáng)實(shí)踐操作技能和創(chuàng)新能力，盡快掌握崗位基本技能。這是畢業(yè)生在人才市場競爭中所必須具備的條件。

（3）通用性：DSP課程不僅適用通信專業(yè)，其它理工類專業(yè)也可根據(jù)需要來開設(shè)，適用面較廣，并且作為一門設(shè)計實(shí)踐類課程更可延伸到畢業(yè)設(shè)計、綜合技能培養(yǎng)及競賽等環(huán)節(jié)中，而課程的硬件設(shè)施非常簡單，只需要電腦和實(shí)驗(yàn)平臺，開發(fā)成本低。

[1] 周云松. 《DSP原理與應(yīng)用》課程教學(xué)研究與實(shí)踐[J]. 福建電腦，2005，12.

[2] 朱紅，周競學(xué)，等. 構(gòu)建適合創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，9.

[3] 戴明楨，周建江. TMS320C54X DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[M]. 北京：航空航天大學(xué)出版社，2001.

[4] 張雄偉，陳亮，徐光輝. DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[5] 黃慧春，胡仁杰. DSP應(yīng)用教學(xué)的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007，1.

G71

A

1008-7427（2010）03-0035-01

2009-12-31