第一篇:“DSP技術”課程教學內容和手段的實踐
“DSP技術”課程教學的探索和實踐
羅錦彬
(龍巖學院 福建龍巖 364000)
摘要:從教學內容、教學手段、教學與科研結合三個方面對“DSP技術”課程的教學思路進行討論,使學生打下堅實的數字信號處理理論基礎的同時,提高他們分析問題和解決問題的能力、實踐動手能力、設計和創新能力。
關鍵詞:DSP技術;數字信號處理;教學內容;教學手段
中圖分類號: 文獻標示符:A 文章編號:
DSP既是Digital Signal Processing縮寫,也是Digital Signal Processor縮寫。前者是指數字信號處理的理論和方法,后者則是只用于數字信號處理的可編程微處理器。在這里是指通用的或者專用的DSP處理器,用于完成數字信號處理的方法與技術?!癉SP技術”課程是電子信息、自動化、測控儀器、生物醫學等專業的本科生和研究生必須掌握的一門實用新技術課程,是一門綜合性和工程性很強的應用型課程[1]。它以工程實踐為主的技術類專業課程,其內容發展快、應用越來越廣、實踐性強,在培養應用型人才中有它獨特的重要性。
通過該課程的學習,使學生了解DSP及DSP控制器的發展過程及其特點;使學生較熟練地掌握DSP及DSP處理器的硬件結構及其各部件的基本工作原理;使學生掌握DSP的指令系統、程序設計方法。學會TMS320系列中1至2種DSP芯片的基本使用方法,并能重點利用DSP及DSP控制器設計典型的應用系統, 為今后從事相關設計與研究打下良好的基礎。為了提高學生的DSP技術應用能力,我們在以下幾個方面進行了探索與實踐: 1 教學內容探索與實踐
1.1 理論講授與動手實驗相結合
“DSP技術”是一門綜合性應用課程,其課程學習的實質就是學習和掌握DSP器件有哪些資源,通過系統配置和軟件算法,對這些資源加以合理的應用。因而,在課程教學中必須強調DSP技術的基本知識、基本概念和基本技能學習。使學生掌握DSP結構和DSP的開發環境與工具。在教學中我們把理論教學和實踐操作能力培養結合在一起,突出實踐應用能力的培養。并開設了相關實驗,最后落實到DSP應用系統的開發上。
1.2 傳統技術與現代技術結合
近年來,隨著新技術、新器件、新工藝的出現,使DSP的性能和高新技術含量都有很大的提高。DSP的應用需要考慮數據格式、數據寬度、速度、存儲器的安排和系統開發工具等方面[1]。通過課程改革和創新,調整授課內容和順序,增減課時數,提高教學效果。
授課過程中,根據通常情況下開發一個DSP系統,80%的努力以及80%的復雜程度取決于軟件這一特點,把“DSP技術”課程的教學重點放在DSP開發的關鍵——軟件編程能力上。把學生的DSP軟件編程能力培養貫穿整個教學過程,提高學生的編程開發能力。使學生對DSP的開發與應用有清晰的了解。1.3課程內容與專業基礎課程相結合
DSP應用技術集中了大量的模擬電路、數字電路和數字信號處理知識。例如:一個DSP應用系統,很多情況下,先將模擬輸入信號經過預處理后變換成數字信號,經數字信號處理之后,再變換為模擬信號輸出。這就涉及到模擬信號與數字信號之間轉換的問題,應用到數[2]字信號處理中的信號采樣及奈奎斯特定理。因而,“DSP技術”教學要與專業基礎課程相結合。
1.4 教書育與人相結合
愛崗敬業,認真備課,不斷進行教學探索與實踐,以教風促進學風。強調以學生為主體的教學理念,學生是教學過程的核心,因此,所有的教學環節都是以有利于調動學生自主學習能力為原則,使課程體現出開放性、交互性、共享性、自主性和協作性等特點。讓課程突出了個知識點之間的聯系和邏輯關系,通過課程內容及其邏輯運算過程的學習,使學生在學習DSP技術的基本概念和應用方法的同時,能從提出問題、分析問題和解決問題全過程中培養學生思維的邏輯性和科學性,從而達到培養和提高學生分析問題和解決問題的能力。組織學生參加電子競賽和全國DSP大賽等活動,培養學生綜合應用能力。2 教學手段的探索與實踐 2.1 課堂講授與多媒體教學相結合
“DSP技術”課程的最大特點就是器件復雜,算法靈活,授課難度大。多媒體計算機輔助教學,可將抽象的概念和難以理解的知識表現得生動形象、通俗易懂,可以充分調動學生的積極性和學習興趣,為學生的學習提供一個全方位的交互環境。在教學過程中,利用多媒體教學容量大、全兼容和交互性強等特點,將各種教學信息以文字、圖片、聲音、視頻的形式展示給學生,極大地吸引學生的注意,提高他們的學習興趣,增強課堂教學密度,提高教學質量與效率,使課堂教學由被動變為互動[3]。例如在講解DSP訪問外部存儲器的時序時,可參照相應的硬件連接原理圖,在課件中利用動畫豐富的表現力并配合講解,可將控制信號有效的先后次序及其產生的效果一覽無余。從而使學生輕松地掌握這一知識難點,提高了授課效率。圖片的大量應用,使DSP芯片的復雜結構和功能更直觀展現出來, 課堂教學密度得到了極大的提高,這些都大大的提高了學生的學習效率。2.2 理論教學與開發實踐相結合
有關DSP處理器及數字信號處理方法的DSP實現的問題,最終都要落實到實際的工程應用中。面對具體的開發目標,分析其技術指標和要求,確定適當的算法,估計運算量、存儲器的使用和功耗,從而選擇適當的DSP處理器,進行軟硬件的設計、實現和調試,是難度和工作量都很大的工作。只有在大量工程實踐中,不斷地積累經驗,不斷地學習與完善,才能越做越好[4]。因而在教學中要把理論教學和實踐應用結合起來。讓學生在不斷的實踐與應用中,掌握DSP技術的基本知識和使用方法,培養學生工程實際應用能力。通過DSP開發和應用實踐提高學生分析問題和解決問題的能力,掌握DSP的應用設計方案思路,如基于DSP方案設計中的數字化的實現、DSP基本系統設計、DSP系統軟件開發思路以及工程應用的注意事項等基本要素的實現。通過DSP實驗室的開放,使學生有更多的而實踐機會,讓學生在實踐中領會知識、掌握技能,讓他們在實踐中直面困難、克服困難,培養學生迎難而上精神。2.3 課堂學習與課后學習相結合
DSP課程作為一門復雜的綜合性應用課程,學好它要充分調動學生的學習積極性和主動性,使學生把課堂學習和課后學習結合起來。在教學實踐中,把學生分成若干學習小組,共同承擔一定的開發任務,使學生把課堂和課后學習相結合,提高學習效率。
2.4 圖書資料與網絡資源相結合
當今的社會是信息化的時代,計算機、多媒體和互聯網提供各種教育技術和媒體資源。這些資源為學生施展才華提供了前所未有的的空間,它不僅拓展了學生的思維視野,而且豐富了學生自主學習的選擇范圍,學生真正成為教學實踐過程中的主人。在“DSP技術”課程教學中,布置學習性、探究性和創新性的任務,組織、指導和幫助學生采取網絡查詢、圖書閱覽、討論交流、互動協作等多種方式實現教學目標,在作品的創制中采取鼓勵性評價方式,給學生以體驗開發過程的激情和感悟成功的喜悅,促進學生的學習與發展。網絡教育環境下,教師作為學生學習與發展的引導者和協作者,在上課時告訴學生自己的電子郵箱號碼、QQ 號碼、手機號碼。在課后,利用網絡和通信等各種手段與學生進行交流,進行輔導答疑,與學生及時地溝通、討論教學內容。把DSP技術相關資源的網址告訴學生,并指導他們如何利用網絡資源。3 教學與科研相互促進
3.1 教學與科研相結合
堅持教學與科研相結合,通過科研水平的提升促進教學質量上臺階。立足本校實際的科研條件,重視專業發展,體現自主特色,開展科學研究,培養具有地方特色的創新型應用人才。
3.2 教師科研與學生科研相結合
從科研課題和開發項目中,提煉出一些關鍵問題作為本科生畢業設計的題目,使學生的科研和實踐活動更加接近實際應用,有利于增強了學生的實踐能力,極大地促進了學生自主研究意識和創新能力的提高。教師將科學研究中取得的成果、積累的經驗及科研的新動態引入到課程教學,充實豐富教學內容。同時,根據科研工作及時改變實踐環節的選題,提高學生解決實際問題的能力,啟發他們的創造性思維。同時,教師把科研工作的思維方法融入教學中,對學生素質的提高起到潛移默化的作用,有利于培養創新型高素質人才。結束語
“DSP技術”課程探索和實踐的指導思想是: 理論教學與實驗教學相結合、傳統技術與現代技術相結合、傳統教學與多媒體教學手段相結合、教書與育人相結合, 教學與科研相結合,為學生打下堅實的DSP基礎理論知識, 同時培養學生分析問題和解決問題的能力、實踐動手能力、設計和創新能力。“DSP技術”課程探索與實踐證明, 學生學習興趣更加濃厚, 學習的主動性更強, 分析問題的能力和解決問題的能力得到很大提高。為了培養合格的、高素質的、創新型應用人才, 還需要在教學實踐中認真總結經驗, 不斷改進教學和實踐方法, 提高教學與科研水平。
參考文獻
[1]徐科軍,黃云志.以科研促進DSP課程的教學改革與實踐[J].理工高教研究,2007,(6):94-96.[2]彭啟琮,李玉柏,管 慶編著.DSP技術的發展與應用[M].北京:高等教育出版社,2002:123.[3] 李天華,楊秀德.“電視技術”課程教學內容和手段的改革與實踐[J].遵義:遵義師范學院學報,2008,(4):62-76.[4]彭啟琮,李玉柏,管 慶編著.DSP技術的發展與應用[M].北京:高等教育出版社,2002:419.作者簡介:羅錦彬(1973-),男,福建龍巖人,助教,碩士(學歷),主要研究方向:微機及電子技術應用。
Exploration and Practice of Teaching in “DSP Technology Curriculum”
Luo Jin-bin
(Longyan University, Longyan, Fujian,364000, China)Abstract: The thinking way of the exploration and practice of DSP Technology curriculum in three aspects such as teaching contents, teaching methods and the integration of teaching and scientific research was discussed.It can help students lay a solid foundation in the theory to increase their abilities of analyzing, solving problems, practices with hands, design and innovation.Key words: DSP technology;digital signal processing;teaching contents;teaching methods
第二篇:數據庫系列課程教學內容方法和教學技術論文
論文關鍵詞:數據庫課程 教學內容 教學技術 整合與優化
論文摘要:數據庫系列課程的教學改革與探索有著極為現實的目的和意義。通過構建科學的數據庫課程體系,完善和優化教學內容,構建立體化的試驗教學體系,探索采用新的教學方法,改善教學技術,在提高教學效率的同時,通過建立多方位的質量保障體系使數據庫系列課程教學活動更加合理、更加高效,為同一層次高等學校提供一種可借鑒和參考的數據庫系列課程教學模式。
一、引言
現在高校許多專業都開設了與數據庫技術相關的課程,這對學生畢業后從事相關領域的研究及應用等工作打下了必要的知識基礎。由于各個學校在培養目標、教學觀念、教學計劃、師資、實驗環境等方面的差異,在數據庫系統的具體課程設置上存在很大差異。蘭州商學院和甘肅省其他一些高校,近年在這方面作了一系列探討,在培養目標和課程設置上基本上有一定的共識。比如,數據庫系統的課程設置不要過分的講述其原理、概念和新技術,而是在對數據庫基本原理講述學習的基礎上,重點學習和實踐數據庫的實際應用與開發。綜觀幾年的教學實踐,特別是通過學生畢業設計對數據庫應用能力的體現和畢業生的工作反饋,說明數據庫的這種教學模式針對我們這個層次學生還是有一定的效果。
二、完善數據庫課程體系
(一)現有數據庫課程體系存在的問題
目前,數據庫課程設置存在以下兩個方面的缺陷:一是教材內容劃分不明確,相互重疊現象比較嚴重二是每本教材只注重了教材所涉及到的內容的邏輯性,而未考慮整個數據庫技術的系統性。
(二)數據庫課程體系的設計與完善
數據庫系統的系列課程一般包括數據庫原理、數據庫分析與設計和數據庫應用系統開發三個部分,數據庫原理是基礎,數據庫分析與設計和數據庫應用系統開發是提高,它們相輔相成、互相促進。在課程體系的構建上,要緊緊圍繞教學型大學學生學習數據庫系列課程的目標是為了數據庫相關信息管理系統的分析、設計、開發和使用這一目標,可確定數據庫系列課程的核心課程為:數據庫系統原理及系統設計、大型數據庫管理系統和數據庫應用系統開發。整個數據庫系列課程體系應體現原理、方法和應用的有機結合。
三、結論
通過對數據庫系列課程教學內容、方法和教學技術的整合與優化研究,實現課程設置與人才培養目標緊密結合,構建科學的數據庫課程體系;在注重結合學生的應用型能力特點的同時,注意知識的連續性與知識的創新性有機結合,努力優化教學內容,使教學內容與實際緊密結合;構建一個多層次、立體化的試驗教學體系,充分調動學生學習的積極性和主動性,切實提高學生實際動手能力;探索采用新的教學方法,激發學生的學習積極性;在改善教學技術,提高教學效率的同時,通過建立多方位的質量保障體系使數據庫系列課程教學活動更合理、更高效,為同一層次高等學校提供一種可借鑒的數據庫系列課程教學模式;同時也使通過這種模式培養的學生有較強的分析解決問題的能力、實際動手能力和創新能力,使其在走向社會時成為用人單位真正需要的人才,在工作崗位也能很快適應工作要求。
參考文獻:
[1]顧鴻飛.“數據庫技術”課程教學改革探討[J].教育研究,2009,3
[2]李俊山.數據庫系統原理與設計[M].西安交通大學出版社,2003
[3]葉霞.“數據庫原理及應用”課程教學改革實踐小結[J].吉林省教育學院學報,2009,7
[4]侯振興.“計算機接口技術”課程創新教學模式的探索[J].甘肅科技縱橫,2008,2
第三篇:DSP技術論文讀后感
DSP技術引領數字生活
學號:200883061姓名:胡淦班級:08信工二班
DSP數字信號處理(Digital Signal Processing,簡稱DSP)是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來,隨著計算機和信息技術的飛速發展,數字信號處理技術應運而生并得到迅速的發展。數字信號處理是一種通過使用數學技巧執行轉換或提取信息,來處理現實信號的方法,這些信號由數字序列表示。在過去的二十多年時間里,數字信號處理已經在通信等領域得到極為廣泛的應用。隨著社會的發展和人們生活水平的日益提高,人們對生活的需求也在日漸增長,DSP技術被越來越多的應用在我們的日常生活中。市場的需求促進了技術的迅猛發展,越來越多的新產品出現在我們眼前,這一切都源于DSP技術。
下面我來介紹一下DSP芯片,DSP芯片也稱數字信號處理器,是一種特別適合于進行數字信號處理運算的微處理器器,其主要應用是實時快速地實現各種數字信號處理算法。根據數字信號處理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特點:1.在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法;2.程序和數據空間分開,可以同時訪問指令和數據;3.片內具有快速RAM,通??赏ㄟ^獨立的數據總線在兩塊中同時訪問;4.具有低開銷或無開銷循環及跳轉的硬件支持;
5.快速的中斷處理和硬件I/O支持;6.具有在單周期內操作的多個硬件地址產生器;7.可以并行執行多個操作;8.支持流水線操作,使取指、譯碼和執行等操作可以重疊執行。
新近涌現的各種數字信號處理器的規格尺寸繁多,外形各式各樣,令人難以勝數,其設計目標也是為了滿足各種對性能要求高低不同的應用。這些需求既包括附加在現有的處理器上、用于提供DSP功能的簡易編碼器。
在近幾年里,DSP技術得到了極大的發展,越來越走進老百姓的生活中,例如數字電視,3G數字生活。下面我就這兩個方面簡單介紹一下:
數字電視:數字電視就是指從演播室到發射、傳輸、接受的所有環節都是使用數字電視信號或對該系統所有的信號傳播都是通過由0、1數字串所構成的數字流來傳播的電視類型。數字信號的傳播速率是每秒19.39兆字節,如此大的數據流的傳遞保證了數字電視的高清晰度,克服了模擬電視的先天不足。同時還由于數字電視可以允許幾種制式信號的同時存在,每個數字頻道下又可分為幾個子頻道,從而既可以用一個大數據流--每秒19.39兆字節,也可將其分為幾個分流,例如4個,每個的速度就是每秒4.85兆字節,這樣雖然圖像的清晰度要大打折扣,卻可大大增加信息的種類,滿足不同的需求。例如在轉播一場體育比賽時,觀眾需要高清晰度的圖像,電視臺就應采用每秒19.39兆字節的傳播;而在進行新聞廣播時,觀眾注意的是新聞內容而不是播音員的形象,所以沒必要采用那么高的清晰度,這時只需每秒3兆字節的速度就可以了,剩下16.39兆字節可用來傳輸別的內容。
如今,數字電視是人們談論最多的熱鬧話題之一。由于數字電視是種新鮮事物,一些相關報道及文章介紹中出現似是而非的概念,諸如“數碼電視”、“全數字電視”、“全媒體電視”、“多媒體電視”等,造成大眾感到困惑,茫然不知所措。其實,“數字電視”的含義并不是指我們一般人家中的電視機,而是指電視信號的處理、傳輸、發射和接收過程中使用數字信號的電視系統或電視設備。其具體傳輸過程是:由電視臺送出的圖像及聲音信號,經數字壓縮和數字調制后,形成數字電視信號,經過衛星、地面無線廣播或有線電纜等方式傳送,由數字電視接收后,通過數字解調和數字視音頻解碼處理還原出原來的圖像及伴音。因為全過程均采用數字技術處理,因此,信號損失小,接收效果好。
數字電視技術與原有的模擬電視技術相比,有如下優點:
(l)信號雜波比和連續處理的次數無關。電視信號經過數字化后是用若干位二進制的兩個電平來表示,因而在連續處理過程中或在傳輸過程中引入雜波后,其雜波幅度只要不超過某一額定電平,通過數字信號再生,都可能把它清除掉,即使某一雜波電平超過額定值,造成誤碼,也可以利用糾錯編、解碼技術把它們糾正過來。所以,在數字信號傳輸過程中,不會降低信雜比。而模擬信號在處理和傳輸中,每次都可能引入新的雜波,為了保證最終輸出有足夠的信雜比,就必須對各種處理設備提出較高信雜比的要求。模擬信號要求 S/N>40dB,而數字信號只要求S/N>20dB。模擬信號在傳輸過程中噪聲逐步積累,而數字信號在傳輸過程中,基本上不產生新的噪聲,也即信雜比基本不變。
(2)可避免系統的非線性失真的影響。而在模擬系統中,非線性失真會造成圖像的明顯損傷。
(3)數字設備輸出信號穩定可靠。因數字信號只有“0”、“l”兩個電平,“l”電平的幅度大小只要滿足處理電路中可能識別出是“l”電平就可,大一點、小一點無關緊要。
(4)易于實現信號的存儲,而且存儲時間與信號的特性無關。近年來,大規模集成電路(半導體存儲器)的發展,可以存儲多幀的電視信號,從而完成用模擬技術不可能達到的處理功能。例如,幀存儲器可用來實現幀同步和制式轉換等處理,獲得各種新的電視圖像特技效果。
(5)由于采用數字技術,與計算機配合可以實現設備的自動控制和調整。
(6)數字技術可實現時分多路,充分利用信道容量,利用數字電視信號中行、場消隱時間,可實現文字多工廣播(Teletext)。
(7)壓縮后的數字電視信號經數字調制后,可進行開路廣播,在設計的服務區內(地面廣播),觀眾將以極大的概率實現“無差錯接收”(發“0”收“0”,發“ l”收“l”),收看到的電視圖像及聲音質量非常接近演播室質量。
(8)可以合理地利用各種類型的頻譜資源。以地面廣播而言,數字電視可以啟用模擬電視?quot;禁用頻道(taboo channel),而且在今后能夠采用“單頻率網絡”(single frequency network)技術,例如 l套電視節目僅占用同 1個數字電視頻道而覆蓋全國。此外,現有的 6MHz模擬電視頻道,可用于傳輸 l套數字高清晰度電視節目或者 4-6套質量較高的數字常規電視節目,或者 16-24套與家用 VHS錄像機質量相當的數字電視節目。
(9)在同步轉移模式(STM)的通信網絡中,可實現多種業務的“動態組合”(dynamic combination)。例如,在數字高清晰度電視節目中,經常會出現圖像細節較少的時刻。這時由于壓縮后的圖像數據量較少,便可插入其它業務(如電視節目指南、傳真、電子游戲軟件等),而不必插入大量沒有意義的“填充比特”。
(10)很容易實現加密/解密和加擾/解擾技術,便于專業應用(包括軍用)以及廣播應用(特別是開展各類收費業務)。
(ll)具有可擴展性、可分級性和互操作性,便于在各類通信信道特別是異步轉移模式(ATM)的網絡中傳輸,也便于與計算機網絡聯通。
(12)可以與計算機“融合”而構成一類多媒體計算機系統,成為未來“國家信息基礎設施”(NII)的重要組成部分。
3G :近年來移動通信發展迅猛,自70年代末期模擬蜂窩系統問世以來,不到二十年時間,已經發展到以數字化技術為特征的第二代移動通信,進入90年代以后,世界各國已著手探尋第三代移動通信(即未來個人通信)的實現路徑。
第三代移動通信標準有兩個主要目標:一是實現多媒體、寬帶化、智能化和高質量的全球通信;二是規范尋呼、無繩、蜂窩和低軌道衛星在內的多種標準,統一“空中接口”。IMT-2000將寬帶CDMA視為優先考慮的方案,但在頻分模式的選擇上,歐洲建議由GSM向上過渡;北美建議由CDMA向上發展,日本力求與歐洲靠近,而這些要求對芯片的要求也變得更高,最典型的要求就是適用芯片應具有卓越的運行與處理能力,以及更高的兼容性。
(一)運行速度
第三代移動通信要求DSP至少達到300MIPS的運算速度,才能實現各種繁雜的算法、解壓縮和編譯碼。目前,DSP在功能上趨向實現多個MAC和多個寄存器,更寬的程序總線和數據總線;在結構上趨向采用SIMD、MIMD以及VLIW(超長指令)。第六代VLIW結構的TMS320C67x DSP產品,浮點運算速度達到1GFLOPS。用一片C67x就可完成10片普通DSP的工作,但其單價與市面上普通浮點DSP的價格相當,C67x功能之強大,足以為下一代個人通信提供高速、精確、多功能和多信道的解決方案。
(二)兼容性
由于在此之前有第一、第二代移動通信系統在運行,那么怎樣是第三代通信系統與前兩代相容,就成了一個技術難題。第一代模擬移動通信系統雖然在現在和未來都不是移動通信的發展主流,但是在全球的少數地區,例如北美的一些地區還將會存在;第二代數字移動通信系統在目前的市場占有率和普及率方面遠遠高于第一代和第三代,而且至少在未來的十年中將會與第三代系統并行發展,預計在第二代的發展終期,將達到全球四億用戶,這樣系統的兼容性將顯得非常主要。如果第三代專用芯片無法實現與第一代和第二代移動通信系統的兼容,那么第三代通信系統不但在初期的投入會很高,而且由于無法繼承和使用現存的網絡和移動設備,將造成巨大的資源和財力的浪費。
隨著DSP 技術越來越成熟,我相信DSP技術會越來越來應用到我們的生活中。希望DSP技術能帶給我們更多的實用,讓我們的生活更加豐富多彩。
讀后感:
本文開頭介紹了DSP的概念,隨著社會的發展和人們生活水平的日益提高,人們對生活的需求也在日漸增長,DSP技術被越來越多的應用在我們的日常生活中。市場的需求促進了技術的迅猛發展,越來越多的新產品出現在我們眼前,這一切都源于DSP技術。
接下來介紹了DSP芯片,并且從實際出發,闡述了DSP技術的廣泛應用。列舉了2個方面:數字電視和3G數字生活。
數字電視就是指從演播室到發射、傳輸、接受的所有環節都是使用數字電視信號或對該系統所有的信號傳播都是通過由0、1數字串所構成的數字流來傳播的電視類型。并花了大篇幅重點介紹了數字電視技術與原有的模擬電視技術相比所具有的優點。由此看出數字電視在社會上的廣泛使用了。
3G數字生活簡要的概括了移動通信的發展史和它的巨大進步。第三代移動通信標準有兩個主要目標:一是實現多媒體、寬帶化、智能化和高質量的全球通信;二是規范尋呼、無繩、蜂窩和低軌道衛星在內的多種標準,統一“空中接口”。隨著第三代移動通信的普及,它對DSP芯片的要求也越來越高。最典型的要求就是適用芯片應具有卓越的運行與處理能力,以及更高的兼容性。接著簡要的闡述了這兩個方面。
綜合此文,看出DSP應用技術已經普及到人們的日常生活中,并且可以展望DSP技術的前景會越來越接近普通老百姓的生活中,使得DSP技術成為所有人生活中的不可缺少的部分。
第四篇:DSP技術實驗指導書
一 基礎實驗:CCS 的使用與簡單應用程序的調試
1.1 實驗目的
1.熟悉 CCS 集成開發環境,掌握工程的生成方法; 2.熟悉 SEED-DEC5416 實驗環境; 3.掌握 CCS 集成開發環境的調試方法; 1.2 實驗內容
1.DSP源文件的建立; 2.DSP程序工程文件的建立;
3.學習使用CCS集成開發工具的調試工具; 1.3 實驗知識背景 1.3.1 CCS 簡介
1.CCS 提供了配置、建立、調試、跟蹤和分析程序的工具,它便于實時、嵌入式信號處理程序的編制和測試,它能夠加速開發進程,提高工作效率。CCS提供了基本的代碼生成工具,它們具有一系列的調試、分析能力。CCS 支持如下所示的開發周期的所有階段 1.3.1 CCS 簡介
1.CCS 提供了配置、建立、調試、跟蹤和分析程序的工具,它便于實時、嵌入式信號處理程序的編制和測試,它能夠加速開發進程,提高工作效率。CCS提供了基本的代碼生成工具,它們具有一系列的調試、分析能力。CCS 支持如下所示的開發周期的所有階段
湖南工學院教案用紙 p
2.CCS窗口介紹
1.3.2 CCS 常用文件介紹
使用CCS時,經常遇見下述擴展名文件:
1.project.mak:
CCS使用的工程文件
2.program.c:
C程序源文件
3.program.asm:
匯編程序源文件
4.filename.h:
C程序的頭文件,包含DSP/BIOS API模塊的頭文件
5.filename.lib:
庫文件
6.project.cmd:
連接命令文件
7.program.obj:
由源文件編譯或匯編而得的目標文件
8.program.out:
(經完整的編譯、匯編以及連接的)可執行文件
9.project.wks:
存儲環境設置信息的工作區文件
保存配置文件時將產生下列文件:
1.programcfg.cmd:
連接器命令文件
2.programcfg.h54:
匯編頭文件
3.programcfg.s54:
匯編源文件
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1.3.3 CCS 常用指令簡介
1.設置斷點。
將光標放置在需要設置斷點的程序行前,選擇 Debug→Breakpoints,即完成可一個斷點的設置。
2.CCS 提供 3 種方法復位目標板
1)Reset DSP:
Debug →Reset D,初始化所有的寄存器內容并暫停運行中的程序。使用此命令后,要重新裝載.out 文 件后,在執行程序。
2)Restart:
Debug → Restart,將 PC 值恢復到當前載入程序的入口地址。
3)Go main:
Debug →Go main,將程序運行到主程序的入口處暫停。
3.CCS 提供 4 種執行操作
1)執行執行:
Debug →Run,程序運行直到遇到斷點為止。
2)暫停執行:
Debug →Halt,程序停止運行。
3)動畫執行:
Debug →Animate,用戶反復運行程序,直到遇到斷點為止。
4)自由執行:
Debug →Run Free,禁止所有斷點運行程序。
4.CCS 提供 4 種單步執行操作
1)單步進入:Debug →step into,快捷鍵 F8,當調試語句不是
基本的匯編指令時,此操作進入語句內部。
2)單步執行:Debug → step Over,此命令將函數或子函數當作
一條語句執行,不進入內部調試。
3)單步跳出:Debug →step Out,此命令作用為從子程序中跳出
4)執行到光標處: Debug → Run to Cursor,快捷鍵 crtl+F10,此命令作用為將程序運行到光標處。
5.內存、寄存器與變量的操作
1)查看變量
使用 view →Watch Window 命令
2)查看寄存器
使用 view →Registers →CPU Registers 命令
3)查看內存
使用 view →memory 命令
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6.Graph 的設置即圖形顯示
1)選擇View →Graph →Time/Frequency。
2)在彈出的Graph Property Dialog對話窗中,將 Graph Title,Start Address,Acquisition Buffer Size,Display Data Size,DSP Data Type等的屬性可改變為如下圖所示(也可根據具體需要設置屬性)。向下滾動右側的滾動條或調整 dialog 框的大小可看到所有的屬性。1.4 實驗步驟
1).將 DSP 仿真器與計算機連接好;
2).將 DSP 仿真器的 JTAG 插頭與 SEED-DEC5416 單元的 J1 相連接;
3).啟動計算機,當計算機啟動后,打開 SEED-DTK_DBD 的電源。觀察SEED-DTK-IO1 單元的+5V,+3.3V,+15V,-15V 的電源指示燈,SEED_DEC5416 的 D2 以及 SEED-DSK2812 的 D2 是否均亮;若有不亮的,請斷開電源,檢查電源。4).雙擊圖標進入 CCS 環境。
下面按照原文件、工程文件以及編譯條件的設置來分別介紹一下 CCS 的使用。
1.4.1 創建源文件
1).打開 CCS 選擇 File →New →Source File 命令 2).編寫源代碼并保存
3).保存源程序名為 math.c,選擇 File →Save 4).創建其他源程序(如.cmd)可重復上述步驟。
1.4.2 創建工程文件
1.打開 CCS,點擊 Project-->New,創建一個新工程,其中工程名及路徑可任意指定 2.彈出如下對話框:
3.在 Project 中填入工程名,Location 中輸入工程路徑;其余按照默認選項,點擊完成即可完成工程創建。
4點擊 Project 選擇 add files to project,添加工程所需文件。
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5.在彈出的對話框中的下拉菜單中分別選擇.c 點擊打開,即可添加源程序XXX.c 添加到工程中。
6.同樣的方法可以添加文件 XXX.cmd、XXX.lib 到工程中;在下面窗口中可以看到 XXX.c、XXX.cmd、XXX.lib 文件已經加到工程文件中。
7.以下操作可使您對工程中的文件進行打開、刪除、查看屬性等操作
1.4.3 設置編譯與連接選項 1. 點擊Project選擇Build Opitions 2. 在彈出的對話框中設置相應的編譯參數,一般情況下,按默認值就可以;
3. 在彈出的對話框中選擇連接的參數設置,設置輸出文件名,堆棧的大小以及初始化的方式。
1.4.4 工程編譯與調試
1. 點擊Project→Buildall,對工程進行編譯,如正確則生成out文件;
若是修改程序,可以使用 Project → Build 命令,進行編譯連接,它只對修改部分做編譯連接工作??晒澥【幾g與連接的時間。編譯通過,生成.out 文件。2. 點擊File→loadprogram,在彈出的對話框中載入debug 文件夾下 的.out 可執行文件。3. 裝載完畢
4.點擊debug →Go Main回到C程序的入口
5. 打開 File →Workspace →Save Workspace 保存調試環境,以便下次調試時不需要重新進行設置。只要 File →Workspace →LoadWorkspace 即可恢復當前設置 1.5完成簡單應用程序的調試 1.6記錄實驗結果 1.7完成實驗報告:
二.設計實驗 按鍵中斷顯示實驗
3.1實驗目的
1.了解D SP外部中斷的使用,中斷服務程序的設計方法;2.掌握DSP中斷向量表的劃分。3.2實驗設備
計算機;
DSP硬件仿真器;
SZ-DSPF開發教學平臺。3.3實驗硬件設置
做實驗之前,需要接通該實驗所需的硬件電路,木實驗為:先將實驗箱上的電源開關“MS2“,”MS3 “和”MS4”按下,再將機箱右側的船型開關往“I”方向打開電源;SZ-5416的主控模塊上的J7,J9,J4,J16短接;在“設置模塊”中將“A”和“C”設置為“1”。然后開始做實驗,注意在做D SP實驗時一開始按了SZ-5416的主控模塊上的K1硬件復位后,程序運行中不要再按復位鍵,以免實驗由十D SP復位而失敗。3.4實驗原理及說明
本實驗采用鍵盤中斷,當有鍵按下時一給DSP一個中斷信號(INT2)DSP通過此I/O端口地址COOlh讀鍵值,在讀取鍵值后由數碼管顯T出來。硬件原理圖請參考“SZ-LK板”的說明,邏輯關系請參考第二章邏輯分析5416部分,數據流程請參考第五章中的數碼管和按鍵。中斷標志寄存器(IFR},中斷屏蔽寄存器(IMR} 3.5實驗步驟及結果
本實驗是一個測試鍵盤的實驗,運行程序依次按鍵1-8,數碼管依次顯T 7-0,中間鍵一一對應,任意按一鍵,其對應的數碼管顯不相應的數字。
步驟: 1.啟動CCS}編寫實驗程序代碼(可參考隨機光盤中的例程alldsp4h2keptest,進行編譯并加載到DSP中。
2.采用單步運行或執行到光標處,或全速運行。觀察其結果。(具體請參考實驗一)
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3.6實驗程序框圖
3.7完成實驗報告及實驗思考
1.分析下例指令的特點POPD, POPM, PSHD PUSHM?
2.分析中斷管理流程及中斷向量表的特點
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三、定時器實驗
4.1 實驗目的
1.了解 DSP 匯編程序的構成; 2.了解 DSP 程序各段的含義;
3.熟悉在匯編條件下如何編寫中斷服務程序; 4.了解串行通訊的過程
5.掌握長時間間隔的定時器的處理。6.掌握片內外設的設置方法。
4.2 實驗內容
1.DSP 的初始設置;
2.DSP 中斷向量表的建立; 3.定時中斷的編寫;
4.查詢方式異步串口程序的編寫。
4.3 實驗要求
能夠掌據匯編語言的程序結構。正確進行異步串口的通訊與定時器的設置。能夠與系統正確通訊。通過 LCD 與鍵盤可以控制定時器的運行。
4.4 實驗程序功能與結構說明
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4.5.實驗步驟
首先將光盤下 03.Examples of
Program 04.SEED_DTK-DBD 調試實驗程 序目錄下的 CCS-Timer 的文件夾拷貝到 D:盤根目錄下。
1.將 DSP 仿真器與計算機連接好;
2.將 DSP 仿真器的 JTAG 插頭與
SEED-DEC5416 單元的 J1 相連接;
3.啟動計算機,當計算機啟動后,打開 SEED-DTK_DBD 的電源。觀察
SEED-DTK-IO1 單元的+5V,+3.3V,+15V,-15V 的電源指示燈,SEED_DEC5416 的 D2 以及 SEED-DSK2812 的 D2 是否均亮;若有不亮的,請斷開電源,檢查電源。
4.打開 CCS,進入 CCS 的操作環境。5.裝入 timer.pjt 工程文件,添加 dtk-boot.gel 文件。
6.裝載程序 timer.out,進行調試。
7.在程序的第 101 行“i=i+1;”處設置斷點。
8.運行程序,程序會停在斷點處,表明已進入定時器中斷。繼續運行程序,程序每次都會停在斷點處。實驗者可根據自己的需要改變周期寄存器的
值,從而控制每次進中斷的時間。
4.6 思考題
理解 DSP 程序的編寫過程,如何編寫中斷程序? 四. 綜合性實驗
FIR濾波器的設計
8.1實驗目的
1.了解F工R濾波器的原理及使用方法;
2.了解使用Matlab語言設計F工RR濾波器的方法;3.了解DSP對F工R濾波器的設計及編程方法;4.熟悉對F工R濾波器的調試方法;8.2實驗內容
本試驗要求設計濾波器采樣頻率為1000hz,截n頻率300hz的低通濾波器。設計F工R濾波器實現上面要求。輸入信號頻率合成信號,目的是通過我們設計的濾波器將高頻信號濾掉,余下低頻的信號成分,達到濾波的效果。8.3實驗原理
一個線性位移不變系統的輸出序列Y(}>和輸入序列X(}>之間的關系,應滿足常系數線性差分方程:
湖南工學院教案用紙 p FIR濾波器的單位沖激響應h(n)為有限長序列。若h(n)為實數,且滿足偶對稱或奇對稱的條件,則FIR濾波器具有線性相位特性。
N—偶數
在數字濾波器中,FIR濾波器具有如下幾個主要特點: ①FIR濾波器無反饋回路,是一種無條件穩定系統;②FIR濾波器可以設計成具有線性相位特性。
本實驗程序設計的就是一種偶對稱的線性相位濾波器。程序算法實現采用循環緩沖區法。
算法原理: ①在數據存儲器中開辟一個N個單元的緩沖區(滑窗),用來存放最新的N個輸入樣本;②從最新樣本開始取數;③讀完最老樣本后,輸入最新樣本來代替最老樣本,而其他數據位置不變;④用BK寄存器對緩沖區進行間接尋址,使緩沖區地址首尾相鄰。
8.4程序設計
1.濾波器的Matlab 編寫matlab程序,語言設計生成F工R濾波器系數后,附到DSP匯編語言程序中。主程序如
f=[0 0.6 0.6 1];m=[1 1 0 0] b=firls(36, f, m)freqz(b, 1, 512)b二b*2^ 15 2.輸入信號程序,文件名為firinput.3.DSP匯編語言程序設計。匯編源文件fir.asm,中斷向量表vectoes.asm和鏈接命令文件fir.cmd組成。
8.5實驗步驟
1.打開ccs,新建立一上程文件fir.Pjt.2.將匯編源文件fir.asm、中斷向量表vectors.asm和鏈接命令文件fir.cmd添加到fir.pjt中。
3.在project菜單下選擇build options選項,選取Linker選項,調整為
-q-c –m,.Debugf ir.Map,-o,.Debugf ir.out“-w一x。點擊編譯,鏈接圖標,通過后生成fir.out文件和f irr.map文件,其余選項.丁默認。
湖南工學院教案用紙 p 4.在file菜單下,選擇load program選項,將生成的fir.out文件裝載 到DSP中。
5.運行程序,在view菜單下選擇watch window選項來觀測變量值。依次輸入input和output來觀測輸入輸出變量值,這兩個變量分別為濾波前的輸入數據和濾波后輸出數據的首地址。
6.在view菜單下選擇graph/time frequence,彈出如下對話框。按照要求,設置好相應的參數,來觀測輸入和輸出數據的波形。7.具體調試執行程序時,使用斷點,單步執行等方式。} v }r.}.}xm }-}o'r nmsuwr,}rv;yxirxn}
8.6記錄實驗結果
8.7完成實驗報告及思考題
1.為什么要對matlab程序生成的系數進行調整,即將浮點數轉換成整數? 2.試改變輸入的信號(保證一個頻率在通帶范圍內,一個在通帶范圍外),進行相應的數據調整,然后在CCS底下觀測看輸入數據波形。
3.進行濾波器系數的調整再進行相應濾波,然后在CCS底下看輸出數據波形情況有何變化。
第五篇:DSP技術課程設計教學大綱
《DSP技術與應用》課程設計教學大綱
適用專業:電子信息工程/通信工程 學 時: 2 周
編寫人:劉偉春 審定人:余建坤 何海浪
一、本課程設計的性質、目的、任務
本課程設計是為電子信息工程專業高年級本科生開設的課程設計課,其目的為通過對課程設計任務的完成,使學生理解課程教學的理論內容,并且能夠掌握和熟悉DSP的開發流程和基本的編程方法,開拓學生在現代控制技術上的視野,進一步提高學生硬件設計水平和工程實踐能力,同時,由于設計中涉及到各種器件的使用,可以提高學生綜合運用各種技術和知識的能力,為今后從事工程實踐活動培養嚴謹的工作作風以及創新的思維和能力。
二、本課程設計的基本理論(基礎理論和基本方法)
本課程設計的基本理論包括三部分。一是數字信號處理的基本理論,包括信號處理系統的概念、離散時間信號處理系統的基本分析方法、連續時間系統的離散化處理等等;二是DSP器件的基本理論,包括器件的結構(總線、CPU、寄存器、存儲器等)和工作原理,器件中片內外部設備(定時器、計數器、串行I/O接口、直接內存存取DMA等)的工作原理;三是DSP仿真開發技術基本理論,包括DSP系統設計方法,系統指標分配,器件選擇的原則以及DSP系統的抗干擾設計。
三、程序與要求
課題由指導教師給定,也可由學生根據自己感興趣的方向選擇適合自己的課題,然后在教師的指導下完成設計,題目較大時,可以以組為單位實施。教師在課內外給予及時指導和答疑?;疽螅?/p>
1.掌握以實現系統要求為目標的自上而下的DSP系統設計方法,并掌握系統指標分配,器件選擇的原則以及DSP系統的抗干擾設計。
2.掌握DSP仿真開發系統的結構。掌握仿真器的連接和安裝,熟悉開發軟件Code Composer Studio的界面和基本操作。
3.掌握TMS320C54x芯片的硬件結構,了解CPU、寄存器和存儲器中各數據的含義。了解TMS320C54x芯片外部設備的工作原理,熟悉數據的處理過程和中斷。了解TMS320C54x芯片的指令系統,熟悉各種指令和基本算法。
4.獨立完成DSP系統的軟硬件設計,程序的編寫和調試。課程設計報告應包括方案選擇分析、重要單元電路分析、重要參數計算、基本測試數據等。
四、主要內容提要
1.方案論證(方案比較)與總體設計; 2.單元電路的設計; 3.電子元器件的選擇;
4.根據性價比和預設指標,合理選擇參數進行計算; 5.程序設計,包括程序流程圖與源代碼的實現 6.仿真與結果分析。
五、考核方式與評分標準
1.平時表現,占10%;
2.論文排版規范,有摘要、關鍵詞、參考文獻,占20%; 3.設計報告方案合理,系統軟硬件設計正確,占70%。
六、配套指導教材
[1]戴明楨等編著.TMS320C54X DSP 結構原理及應用.北京:航空航天大學出版社,第2版,2007;
[2]彭啟琮編著.DSP技術的發展與應用.北京:高等教育出版社,2002;
[3]胡廣書編著.數字信號處理理論、算法與實現.北京:清華大學出版社,2005; [4]北京合眾達電子技術有限公司編著.SEED-DTK系列實驗手冊.北京合眾達電子技術有限公司出版,2007。