電氣類專業DSP原理及應用教學模式的建設數字是2060年代前后發展起來并廣泛應用于很多領域的新興學科，而數字信號處理器〔DSP〕作為可編程數字信號處理專用芯片，是數字信號處理理論實用化的主要技術工具，它是綜合微電子學、數字信號處理和計算機技術3個學科科研結果的微處理器元件，在電子信息、通信、自動控制儀器儀表、智能家電等高科技領域獲得越來越廣泛的應用[1]。隨著社會對DSP人才需求的增長，學生對把握DSP技術有著越來越濃烈厚重的興趣，使得許多高校在電氣信息類專業及相關專業中開設了DSP原理及應用課程。DSP原理及應用課程涵蓋的知識面較寬，以數字電路、微機原理、數字信號處理以及單片機原理及應用等課程為基礎，所以大部分高校在大四開設本門課程。開設DSP原理及應用課程的目的是重點培養學生具備利用通用可編程數字信號處理器芯片完成數字信號處理硬件系統設計和軟件編程的能力。從課程體系構造看，DSP原理及應用課程由理論教學和實驗教學兩部分構成。教學內容較之單片機系統明顯增加，包含DSP芯片的構造、DSP指令、DSP程序設計、DSP程序開發工具與調試工具、DSP系統設計等。因而，要求學生不只熟悉DSP的硬件構造、指令系統和開發平臺，而且要學會使用匯編語言、C語言、DSP代碼生成與調試等相關工具。由于DSP是一門綜合性很強的課程，著重應用原理的把握與應用，以培養學生對DSP的實際應用能力，這些因素決定了課程自己更強調理論環節，需要綜合考慮學生的專業知識背景，選擇適宜的DSP芯片，為學生制訂合理的設計計劃和任務，促進學生對本門課程的理解和把握，在提升學習興趣的同時能夠使其真正學有所獲。1理論教學現在狀況和探尋求索1.1理論教學方法DSP芯片種類多、更新換代快，而且廠商諸多，不同廠商開發的DSP芯片在軟硬件上的差別很大，因而，各學校DSP原理及應用課程由于專業不同、定位不同，選用的DSP芯片類型也不一樣。作為一所應用型本科高校，當前我校開設DSP原理及應用課程的專業為電氣工程及其自動化。本專業著重電氣傳動，培養目的是具有理論經歷體驗的一線電氣工程師，因而，為了提升電氣類專業學生對本門課程的理解以及學生的理論應用能力，我們選擇美國TI公司C2000系列TMS320LF240x的DSP芯片作為學習芯片，學習DSP相關理論知識。我校該課程教學內容重要集中在介紹DSP芯片的硬件構造和基本特點。包含TMS320LF240xDSP芯片的CPU構造、總線構造、存儲器分配、芯片外圍電路、串行口、外部總線和中止等相關問題；TMS320LF240xDSP的指令系統、尋址方式、程序地址的生成以及流水線操作；軟件開發經過、匯編語言程序的編寫方法、匯編程序的編纂與匯編和連接。教學方式重要是多媒體教學，教學經過重要以敘述及多媒體演示的方式進行。對于教學重點內容，通過與學生生活中熟悉的例子進行比較，增長理論學習的直觀性。例如：介紹TMS320LF240xDSP芯片的CPU哈fo構造和改良型的哈fo構造時，與學生普遍熟悉的計算機的馮諾依曼構造進行比照；在中止系統學習時，以學校的管理體系構造以至社會體系構造進行類比；在介紹軟件設計方法的時候，通過以常見程序為例進行介紹，使學生能夠愈加直觀地理解。1.2理論教學形式探尋求索該課程包含實驗在內共32學時，要在有限學時內高質量地完成DSP課程的大量教學及實驗內容，保證學生基本把握DSP的基本特點并能運用DSP芯片進行一些系統設計，對老師和學生的確具有很大挑戰。通過最近幾年的教學調研發現，學生普遍反映DSP原理及應用課程知識點過多，課堂上對許多內容尤其是指令系統部分，難以理解，以至學習結束后，對部分內容仍然理解不透。因而，這兩年我校著手對本門課程進行教學改革。在學時不變的情況下，從新選擇授課內容，重視內容的優選和分塊。提煉教學內容，實現授課內容的少而精，以提升課堂效率；課程教學遵守以講授基本概念、把握基本技能為主，兼顧內容全面性和系統性的原則。綜合多本關于TMS320LF240xDSP的教學資料，我們確定了DSP原理及應用的重要授課內容。硬件部分：處理器、總線構造、存儲器、片內外設；軟件部分：集成開發環境的使用、DSP的指令系統、程序構造。為了讓學生更好地把握DSP芯片，從系統的角度理解并把握DSP芯片的應用，我們增長了DSP的C語言以及程序設計和DSP軟硬件應用兩部分內容。同時，2013年我校將DSP原理及應用理論教學課時增長至40學時，以保證較為充足的授課時間，教學內容布置見表1。在教學方法上，一部分內容繼續采取多媒體教學的方式，教學經過中除采取直接描繪敘述法、比照法、類比法以及通過日常生活中熟悉的實例進行舉例說明之外，將TMS320LF240x應用程序開發經過、C語言程序設計和DSP芯片的軟硬件應用的授課地點改在實驗室。老師在實驗室教學時，能夠通過實際操作、演示，增長理論教學的直觀性。同時，學生可以以隨時自行操作，修改部分代碼，增長對DSP芯片親近感的同時加強對本門課程的深條理理解。2實驗教學現在狀況與探尋求索該課程配套的教學實驗設備是ICETEK-LF2407-USB-EDU教學實驗箱。該實驗箱重要由DSP主板、電源模塊、音頻A/D、D/A模塊、CPLD模塊、外擴RAM模塊、單片機模塊、人機接口模塊、串口收發接口模塊等構成，在控制領域有很強的實用性。2.1傳統實驗教學環節ICETEK-LF2407-USB-EDU教學實驗箱提供了DSP原理及應用課程的配套實驗指點書。共設計了9個實驗，包含驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗，實驗目的和要求明確，實驗內容詳細并有很強的靈敏性，有利于發揮學生的主觀能動性。當前，由于課時的限制，分配在實驗環節的課時僅為6學時，僅能做3個實驗。同時，由于理論教學課時少，不能系統地對本門課程進行教學，所以實驗經過中，學生只能進行簡單的驗證性實驗，要求能夠翻開編譯環境中已有的實驗項目，學會編譯和下載程序，觀察實驗結果，對實驗代碼進行簡單的修改。許多學生做完實驗后，對DSP編程和開發環境所知甚少，實驗效果不睬想。2.2實驗教學環節的探尋求索DSP原理及應用課程的實驗教學環節，基本上設置為三條理的實驗類型：驗證性實驗、綜合實驗和創新性實驗[2]，每種實驗的實驗經過是：設置任務要求，學生自行設計解決方案。對于驗證性實驗，如DSP的基本特點、CCS環境的熟悉和DSP數據存取實驗等，重要培養學生的學習興趣和對芯片的初步了解；綜合性實驗和創新性實驗由指點老師設置任務要求，在關鍵環節提供指點，重要由學生獨立完成既定的實驗任務。編程語言中，匯編程序的效率高，但它為底層設計，編程相對復雜；而C/C++更易被學生所承受，在軟件系統設計中使用的較多，許多時候采取混合編程的方式[3]。我校DSP原理及應用的實驗教學，在原來驗證性實驗的基礎上，增長了綜合實驗環節。利用電氣實驗室現有的實驗條件，結合學生學習的其他知識，如PLC技術、C語言、變頻調速技術等，設計三相電機的驅動系統。利用TMS320LF2407DSP事件管理器模塊產生的PWM波，并利用理論教學經過中增長的C語言編程或者利用匯編語言和C語言混合編程的方式，控制三相電機的啟動、停止、轉速以及轉向等。對DSP原理及應用進行系統性的應用，大大激發了學生學習本門課程的興趣，同時，也提升了他們對DSP芯片的應用能力。3對DSP教學形式的進一步探尋求索我校對DSP原理及應用教學形式的探尋求索和改革還在繼續，對于下一步教學形式的改革，集中在三方面：3.1芯片升級換代隨著科技發展速度加快，產品的更新換代速度也越來越快，舊型號芯片不斷被淘汰，新型號芯片層出不窮，DSP原理與應用課程的內容也需及時更新。我校電氣工程類專業采取的是TMS320LF2407DSP芯片，此款芯片不再被提倡應用在新的設計中，當前替代產品為TMS320F2808。TMS320F2808是美國TI公司C2000平臺上的32位定點芯片，具有低成本低功耗和高性能處理的特點，外設功能加強且具有價格優勢。改變芯片，意味著授課教學資料、實驗設備以及配套實驗等一系列的改變。3.2采取雙語教學方式DSP配套的說明書以及典型應用案例都是英文資料，許多教學資料也由英文資料翻譯而來，譯者在翻譯經過中摻雜了自己對DSP芯片的理解，難免有模棱兩可的地方。因而，建議DSP原理及應用的授課課件采取英語作為描繪敘述語言[4]。另外，本科教學經過中，專門設有專業英語課程，以提升本科生對英文文獻的閱讀和理解能力。DSP原理及應用的授課采取英語課件，能夠理論專業英語的所學內容，讓學生更好地理解DSP知識的同時，提升對科技英語的閱讀和理解能力。當然，由于本科生英語水平參差不齊，重在教授DSP知識的前提下，在課件制造中盡可能采取原文的句子，在不影響句意精確表達的前提下，盡量用簡單的語句表達方式，以降低英語課件的理解難度。3.3以實際案例組織教學內容，與科研相結合我校牽涉數字信號處理及DSP芯片的科研工作許多，但是當前處于教學和科研分離的狀況，沒有通過科研工作進一步推動教學的發展。假如能將有關科研工作引入到教學中，作為案例進行學習，或者讓學生參與到科研活動中，將非常有助于提升學生學習DSP原理及應用的興趣和積極性，促進本門課程的學習。4結束語完成DSP原理及應用課程的教學任務，使學生把握DSP的關鍵技術并具備一定的應用能力是每一位DSP課程老師面臨的挑戰。隨著的發展，DSP技術應用領域越來越廣，怎樣教好本門課程以及學生怎樣學好本門課程則成為必需解決的問題。我校對DSP原理及應用教學形式的討論和改革，希望能為其他高校提供借鑒。以下為參考文獻[1]秦永左.TMS320LF240xDSP原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2009.[2]尹維春.面向電氣類專業的DSP實驗教學的討論[J].科技致富向導，2013〔24〕：137.[3]徐杰，秦士濤.基于DSP學習的多角度穿插式的研究與理論[J].邊境經濟與文化，2013〔6〕：92