1、 DSP 芯片原理与应用的教学改革研究与探索摘 要 随着 dsp 技术应用得越来越广泛，dsp 芯片原理与应用已成为本科电子科学与技术专业高年级的一门实践应用类课程，对该课程的教学改革也刻不容缓。本文在分析了该课程的教学现状及存在的问题基础上，从理论、实践和考核方法上进行了教学改革的研究和探索。通过近三届的实践教学表明，该课程教学改革效果良好。关键词 dsp 教学改革 理论 实践从 2009 年起郑州科技学院电气工程学院把“dsp 芯片原理与应用”课程作为电子科学与技术专业本科生的教学实践必修课。通过该课程的学习，使学生掌握 dsp 芯片的组成结构、工作原理、特性，了解 dsp 技术的应用和发
2、展方向，培养学生综合运用知识分析与处理数字信号的能力。通过课题组积极探索该课程的教学改革，学生们对 dsp 技术的理论理解能力和实际应用能力都得到显著提高。1 课程现状及存在的问题（1）理论内容具有知识面广、综合性强的特点。该课程对于很多边缘学科都有所涉及，多个学科交叉混合，且有一定的规律性和系统性，比如数字信号处理、计算机的组成、微机原理、c 语言程序设计等、汇编语言程序设计以及各类算法的实现等多项内容，都需要教师在精讲个别知识点的同时，还要注意各知识的继承衔接问题。（2）课程内容多，课时少。 “dsp 芯片原理与应用”一般安排60 个教学课时，其中理论教学课时 40 个，实验教学课时 20
3、 个。由于该课程所涵盖的知识面宽，并有很强的理论性和实践性，难度比较大，而学生比较缺乏掌握该课程的系统知识和理论知识的能力，仅凭借课上教师的讲解，学生很难真正地掌握知识之间的内在联系，无法达到预期的教学效果。（3）dsp 芯片种类繁多、实用性强，难以兼顾。自 1982 年出产第一款美国德州仪器公司 dsp 芯片 tms32010 以来，先后有有很多公司生产 dsp 芯片。而这些芯片无论是硬件结构还是软件指令都无法通用，甚至同一个公司不同系列的 dsp 硬件结构和指令都大不相同，如 ti 公司的 c2000、c5000、c6000。2 改革措施2.1 理论教学改革2.1.1 合理选取教学内容ds
4、p 应用技术课程的教学内容的选择余地较大，结合数字信号处理理论与技术的最新进展，有目的地选择适合电子科学与技术专业光伏方向学生的教材和辅助教材刘和平老师的tms320lf240xdsp c 语言开发应用 、张毅刚老师的tms320lf240x 系列 dsp 原理、开发与应用和张雄伟老师的dsp 芯片的原理与开发应用等。数据处理性能和数据 i/o 性能是 dsp 芯片的两大重要性能，为实现这些性能，重点讲解 dsp 芯片特殊的硬件结构和软件，dsp 芯片的特点能更好地被学生理解掌握，并将其优势在实际应用过程中发挥得淋漓尽致。教学内容上，增加了 dsp 集成开发环境 ccs 的使用，这对于学生仿真
5、调试 dsp程序有很好的帮助。同时，通过某些完整的 dsp 设计实例，让学生更加直观、形象地认识 dsp。2.1.2 比较对比法教学“dsp 芯片原理与应用”这门课的先修课程是“单片机原理” 、“微机原理与接口技术”和“c 语言程序设计”课程。由于本课程的学时限制，要重点利用这类课程中与 dsp 技术相似点进行比较对比教学，把 dsp 与单片机、8088 微机的异同点归纳总结出来。其中学生可以自学其相同点，教师重点讲解其不同点，这样学生能从不同角度、不同层次更加深入地了解掌握这些知识点，学生把前后所学知识顺利地串联在一起也有利于减少授课时数。对于简单的验证性实验，教师可以在课堂上讲解完本节内容
6、后，利于多媒体教学工（下转第 142 页） （上接第 92 页）具进行演示，这就节省了很多教学时间，也有利于学生全面掌握 dsp，对其有一个更深层次的理解。2.2 实践教学改革实践教学是应用型本科人才培养的重要环节，实践教学的改革是提高人才培养质量的关键。学院为加强实验室建设，购置了 dsp实验平台，该平台采用模块化设计，包括 d/a、a/d、串口通信单元、cpld、数码管、液晶显示等资源，不仅可以进行验证性实验，还可以开展丰富的设计实验。学生们囿于以验证性为主的传统实验，不能突破常规，对学生创造性思维的培养造成阻碍。以学生为中心的实验教学则能充分调动学生的学习主动性，学生参与设计实验、分析实
7、验后，无论是其独立思考能力还是其创新思维都有显著提高，因此，实验内容由基础性和应用性两个部分组成。让学生真正学会使用 dsp 实验平台是基础性实验的最终目的，学生通过对简单的 dsp 程序的编写调试，最后能够熟练使用 ccs集成开发环境和简单数字信号处理算法的编程实现，并掌握 dsp外设的使用，实验性教学把 dsp 的基本理论和算法结合在一起，培养学生理论联系实际的动手操作能力。2.3 考核方法课程考核就是考查学生的学习情况。该考核的作用就相当于一个风向标或指挥棒，让学生了解具体用什么方式、什么方法对其掌握知识的情况进行考查，并给出客观的评价。应用性强是 dsp技术的一个显著特点。如果还按之前
8、只注重理论考核的方式，就完全背离了当初课程设置的教学目标，不利于展开实验教学的改革。现在该课程期末成绩评定中，40%是理论考核，40是实验考核，并着重突出考核学生的应用、实践和调试能力。其中实验考核，学生做设计性实验的时间为一周，最后要求其在规定的时间内完成相应的实验内容，并回答相关的问题，评定则以演示内容和答辩情况为依据。而平时理论课上的表现和实验中的表现则是另外 20%的评定依据。该考核的实施说明：这种方法使大多数同学更加重视实验，学生能够熟练掌握所学知识。3 总结通过近三届的教学实践表明， “dsp 芯片原理与应用”课程教学改革在一定程度上是可行的和有效的。以 dsp 为平台进行毕业设计的本科生呈上升趋势，如基于 dsp 的频谱分析、基于 dsp 指纹识别系统等。有些同学在全国电子设计大赛中对于 dsp 处理器的应用，取得了 2011 年全国电子设计大赛二等奖的佳绩。dsp 原理与应用专业课程集专业性和应用性于一体，随着新型芯片的不断更新，其功能越来越强大并呈现多元发展，dsp 原理与应用的课程内容和教学方法也需要根据实际情况进行改革创新，这对于培养出与时俱进、专业理论知识与实践水平过硬、创造性思维能力强的的复合型人才有很大裨益。
