《高速DSP 与嵌入式系统》课程理论与实验教学改革初探

崔子冠 唐贵进 刘 峰 南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京 210003

【文章摘要】

本文针对《高速DSP 与嵌入式系统》课程实践性强、涉及其它领域的专业知识多等特点，根据理论与实验教学的实际经验，提出了总体框架与具体模块相结合、理论与实验相结合的教学方式，提高了教学效果。

【关键词】

DSP; 嵌入式系统; 教学改革

0 引言

《高速DSP 与嵌入式系统》是我校针对通信与信息工程学院信号与信息处理专业的硕士研究生开设的一门专业课程。通过该课程的学习，使学生了解图像、视频、音频等信号处理对DSP 性能的要求，掌握高速DSP 的结构特点、性能指标、应用领域和开发方法，了解目前最为常用的几类高速DSP，能够根据具体应用进行合适的DSP 选型；了解和掌握与DSP 有关的几类典型的嵌入式实时操作系统的基本原理、模块结构和系统特点，为学生今后进行基于嵌入式系统的高速DSP 应用系统的设计开发打下良好的基础。

1 课程特点分析

作为一门重要的面向研究生的专业课程，有其自身的特点，具体表现为：

（1）具有很强的学科交叉性。虽然本课程面向信号与信息处理专业的硕士研究生开设，但涉及到很多相关学科专业，比如计算机专业、电子专业等，这与目前电子信息技术各学科专业相互渗透、交叉融合的大趋势是一致的。

（2）涉及的基础理论知识多。需要学生在较熟练的掌握数字信号处理、图像处理、视频处理、操作系统原理的基础上，再来学习本课程，会有事半功倍的效果。否则，若只对某种技术一知半解，学习本课程会感觉困难而逐渐失去兴趣。

（3）与实际工程开发紧密联系。本课程的最终培养目标是让学生具有实际DSP 工程开发的能力，因此与其它基础理论课程相比具有非常强的实践性。这一培养目标与社会实际需求相一致，试想如果一个学生学习完本课程后，在进行DSP 开发时，只会纸上谈兵，而没有任何的实际动手能力，在进行项目开发时是不能提供任何帮助的。

（4）包含实验教学课时。为了培养学生的实践动手能力，本课程包含占总课时1/4 的实验课时。

（5）本课程实验教学涉及具体DSP 芯片的接口参数，讲授内容类似于产品说明书，学生听课感觉比较枯燥。

2 目前课程教学存在的问题

由本课程的固有特点，目前课程教学中存在的问题主要在以下几个方面：

（1）理论教学与实验教学脱节。常常是先在教室用课件进行理论教学，讲授DSP 与嵌入式系统的理论基础，再到实验室进行实验教学，讲授具体实验DSP 芯片的计算功能和接口参数。这就使得理论教学与实验教学产生脱节，理论不能很好地指导实验，而实验又不能很好地验证理论。

（2）课程内容涉及知识广泛，课程教学时重点不突出。由于课程本身涉及到多学科专业知识，教师讲授及学生学习过程中都不易抓住重点，导致所学非所用，学生实际拿到DSP 板子进行开发时由于缺乏相关知识而无所适从。

（3）教学方法常显得有些刻板。比如DSP 理论教学中，常对DSP 设计原理进行介绍，而较少讲授为什么要采用这样一种原理或设计方法；而实验教学中，常只对DSP 板的接口参数像产品说明书一样介绍，学生听起来索然无味，教师讲起来也比较辛苦。

（4）实验教学中常仅使用DSP 实验板的示例程序，实验内容较为陈旧。学生能把示例程序运行起来，就算大功告成，导致学生做实验没有成就感，甚至对做实验存在抵触情绪，觉得做实验没有用。

3 课程教学改革的具体方案

针对本课程的内在特点和目前课程教学中存在的问题，我们做了大量的调研工作，比如本课程在本学科专业中所处的位置和发展趋势、选课学生对本课程的兴趣和学习能力等，并以此进行教学改革。根据调研情况，笔者认为如何使学生快速产生对本课程的学习兴趣，并在有限的课时内了解和掌握DSP 技术和嵌入式系统的原理和框架结构，进而通过实验具有DSP 和嵌入式系统开发的能力，而且能够做到举一反三，适应DSP 开发领域技术飞速发展的需求是本课程教学要努力达到的目标。具体的教学改进方案如下：

（1）把理论教学与实验教学紧密联系。打破以往理论课在教室用课件讲授而实验课才到实验室上课的传统模式，可以在具备教学硬件条件的实验室中进行理论课内容的讲授，这样在讲授相关理论时可以非常直观地用硬件产品作为示例讲授，容易抓住学生的兴趣，事半功倍。

（2）课程教学中突出重点。由于本课程涉及的内容很多，无法在有限的课时中详细讲授所有内容，学生也无法短时间内接受太多内容。在与学生的座谈中，很多学生也反映希望老师能重点讲授与实验相关的理论内容，这样能更好地做到所学即所用。因此在教学过程中，我们将理论和实验教学内容认真梳理，将涉及的重要内容和技术原理讲清讲透，而相对不太重要的内容则只讲基本原理和框架，留下时间给学生查找资料自行学习。

（3）更多地进行示例教学。由于本课程的实践性很强，理论知识一定要应用于实践，提高学生的实际DSP 系统设计和开发能力是本课程的培养目标。更多地进行示例教学有助于提高学习效率，而且讲通讲透一个示例后，学生可以容易地移植到另一个示例，而不至于讲了很多内容，学生还是一知半解，弄不清主要框架和总体流程。

（4）课程讲授时可以使用总体设计框架和具体模块讲解相结合的方式。总体设计框架的讲解可以给学生总体认识，此时可不必太纠缠于技术细节，以提高学生总体框架的设计能力；而具体模块的详细讲解可以给学生具体技术细节的优化设计能力。

4 结束语

高速DSP 和嵌入式系统在现代生产和生活中的应用领域越来越多，企业对DSP 和嵌入式系统的开发人才需求极大，这就需要高校在培养DSP 开发人才时能做到与企业接轨，了解企业的需求。教师在教学过程中要与时俱进，不断吸收本领域的新技术，并根据学生的特点和基础进行特色教学。

【参考文献】

[1] 高雪飞, 安永丽,DSP 实验教学的改革与创新[J]. 科技信息,2012,6:290-291.

[2] 段丽娜,《DSP 原理与应用》课程教学研究与实践[J], 科技信息,2012,7:295-296.

[3] 李海森, 周天, 高速DSP 原理应用与实验教程[M]. 北京: 清华大学出版社,2009,5.

【作者简介】