翟月英 武漢晴川學院
信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當今最受關(guān)注的高科技產(chǎn)業(yè),在此過程中,數(shù)字化技術(shù)作為基礎(chǔ),是學生必須要掌握的內(nèi)容,其中數(shù)字信號處理作為核心技術(shù),更應熟練掌握,但純粹的理論學習枯燥乏味,應用性較弱,因此搭建一個數(shù)字信號處理在線實驗平臺,能有效提高整體教學水平。
實驗設計包含基本實驗和擴展實驗,整個設計包括采集信號、信號實驗和數(shù)字過濾等過程,通過一整套實驗流程的完成,能讓學生直觀的到數(shù)字信號處理的過程,從而對課程有更深刻的了解。在實驗平臺設計中,可加入適合的圖像、音頻、量化效果,對實驗過程進行全面和深刻的研究控制,實驗平臺建設的目的就在于讓學生擁有對專業(yè)知識進行實踐的空間,對數(shù)字處理流程有充分的了解。實驗平臺能模擬出真實信號的傳輸流程,為學生的專業(yè)程提供可操作的對象,了解真實信號的工作狀況,讓理論知識有一個可發(fā)揮的空間,加深對知識的了解和應用。
實驗平臺搭建需要有硬件條件支持,在硬件設計過程中,一定要注意各項指標的設計,實驗平臺主要由三方面構(gòu)成,首先要重視的是控制電路的設計管理,保障實驗平臺的穩(wěn)定性,將控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)連接起來,處理數(shù)據(jù)與信號間的關(guān)系,拓展實驗平臺的數(shù)據(jù)處理上限。其次,重視數(shù)字信號處理系統(tǒng)的建設,可采用多個解碼裝置,比如語音解碼器等,拓展平臺的有效功能,保證能及時處理接收到的數(shù)據(jù)信息。最后,數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的建設同樣重要,經(jīng)過處理的信息會由DSP 系統(tǒng)輸送給FPGR 系統(tǒng),到最后由計算機主機進行分析儲存,以保證后期數(shù)據(jù)進行良好的管理。在整個流程中,各個環(huán)節(jié)要進行反復的實驗和確認,確保不會出現(xiàn)差錯,確定最后的實驗課程安排。
對數(shù)字信號處理系統(tǒng)進行管理的過程中,有必要對信息系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控,選擇有效的處理系統(tǒng),可以使用最常用的DSP 系統(tǒng)作為傳輸管理系統(tǒng),對實驗平臺來說,數(shù)字信號處理系統(tǒng)是整個平臺的建設基礎(chǔ),整個平臺需要完善的設計和管理,將處理系統(tǒng)和電路系統(tǒng)儲存系統(tǒng)的進行聯(lián)合控制,以實現(xiàn)對整體的有效管理和研究。
C 語言是數(shù)據(jù)處理中主要使用的計算機語言,編譯過程中有一些基本操作,首先,將接收到的數(shù)據(jù)進行傳輸,對數(shù)字傳輸中包含的指令進行執(zhí)行操作,符合處理的需要,然后將編譯結(jié)果輸入內(nèi)部儲存器,上機位的命令字能夠被寄存器根據(jù)地址讀取出來,根據(jù)讀取的內(nèi)容判定實驗類別,根據(jù)數(shù)據(jù)需求,調(diào)取相關(guān)程序,得出最后的結(jié)果后,再傳輸?shù)缴蠙C位中進行最后的輸出,整個流程十分清晰,并且能得到直觀的結(jié)果,能為學生提供實踐指導。在初始的基礎(chǔ)實驗操作中,在實驗前學生就應做好準備,將需要用到的實驗原理準備好,實驗過程中充分了解源程序,在表格上填寫好相關(guān)程序的注釋,實驗結(jié)束后,對結(jié)果進行仔細分析并回答事前準備好的問題。
上機位的設計也是設計實驗平臺中需要格外關(guān)注的問題,實驗平臺的控制程序,要保證其運行的正常,為使用平臺的學生提供穩(wěn)定的操作界面。實驗中常用的數(shù)據(jù)選擇界面、數(shù)據(jù)發(fā)送界面、命令執(zhí)行界面、儲存見面和結(jié)果輸出界面,都是需要重點關(guān)注的,根據(jù)教學需求進行選擇,確定所需的實驗參數(shù),之后采用控制系統(tǒng)控制上位機,將實驗結(jié)果儲存到相應文件中,再傳輸?shù)街鹘缑嫔希M行全方位的展示。同時還可帶領(lǐng)學生進行設計型實驗訓練,讓學生在掌握基本原理的情況下,以實驗內(nèi)容為參考對象,主動思考并編寫程序來解決實際問題,并對結(jié)果進行分析,這個實驗環(huán)節(jié)能夠讓學生進一步掌握將抽象知識化為實踐的能力。
實驗平臺搭建工作基本完成后,必須進行全面測試,以保證平臺能夠正常運行,需要關(guān)注的問題有很多,比如說USB 接口是否可以正常連接,邏輯工作過程是否能保持穩(wěn)定,各個電路模塊是否正常運行,系統(tǒng)能否遵循上位機的指令,各個系統(tǒng)的配合程度等等問題,通過這些問題的測試,保證實驗平臺能夠符合教學的需要,達到幫助學生學習數(shù)字信號處理技術(shù)的要求,在此后也要經(jīng)常對實驗平臺進行功能性的測試,保證實驗平臺發(fā)揮其教學的有效性。
實驗平臺的建設,為相關(guān)專業(yè)的學生提供了一個很好的實踐平臺,為將課程的理論性和應用性結(jié)合起來提供了一個很好的范例,能在很大程度上提升通信專業(yè)學生的整體實踐水平,對培養(yǎng)數(shù)字化創(chuàng)新人才意義深遠。