数字信号处理课程

课程改革趋势

课程内容与发展趋势:

数字信号处理(DigitalsignalProcessing,DSP)课程目前已成为大多数电子、计算机、通信等相关专业的主干课程,是一门基础性、理论性很强的课程,需要具有信号与系统、复变函数、工程数学等多门课的知识。基于软件(如LabVIEW,Matlab)的教学及实验方式被大多数学校所采用。在帮助学生更好地了解工业DSP应用上,将软件DSP教学与硬件实验相结合变得十分必要。

推荐的课程改革思路:

随着摩尔定律的进一步推进,FPGA技术的快速提升,功耗及成本的逐步下降,FPGA技术已经成为数字信号处理(DSP)的核心解决方案之一。在系统取样速率较高、大数据吞吐量、框图方式编程、处理任务固定或重复、使用定点数等场合,FPGA比传统的DSP芯片解决方案更具优势。集成了嵌入式CPU核心及FPGA的SOC解决方案使得DSP应用可以在一块硅片上实现硬件处理+软件处理无缝结合。

因此改革思路应当顺应当下技术的发展趋势:

完善课程体系,使其更加符合数字化、信息化社会对学生知识结构和实际能力的需要,特别将软硬结合的DSP理念传达给学生。同时建立一套符合教学目标、适合教学需要的现代化教学手段,包括网络教学平台的完善,有利于教学内容的吸收和巩固。建设完善的应用实例演示库,使得教学内容与实际应用紧密联系,充分展示理论和技术的关系,同时激励学生兴趣。完善实验内容和实验大纲,在有限课时内强化综合设计特征。

深度结合EDA技术将业界使用的DSP开发环境与工具介绍给学生。

开课教师所面临的挑战:

由于本课程内容多、学时少(只有54学时,含9学时实验),因此如何在有限时间内将基本知识传授给学生是值得探索的。如果方法不当或仅有理论和软件教学,很容易让学生只会死记硬背教材上的推导和公式,考试时勉强应付,造成畏惧心态,以致今后不愿从事该领域的研究工作。

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推荐开课平台

  • 推荐理由

    • 集成有双核ARM处理器+FPGA的全可编程平台,符合DSP应用的发展方向
    • 结合Xilinx全新vivado工具链并与您熟悉的Matlab Simulink软件无缝衔接,将原先的软件实验轻松过渡至硬件实现
    • 结合Xilinx HLS高层综合工具,将C环境中编写的设计生成DSP IP,甚至不需要硬件描述语言的介入
    • 选用Zedboard平台能够让学生快速评估DSP系统的FPGA实现,同时可以与ARM双核处理器协同工作并制作原型。结合业界以IP为中心的设计流程开发环境、易于使用的设计分析和调试以及支持C/C++和MATLAB/Simulink的高级设计流程,是学生了解在数字信号处理应用中,选择适当的工具能够大幅缩短设计周期

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