翟月英 武漢晴川學(xué)院

信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)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(xué)生必須要掌握的內(nèi)容，其中數(shù)字信號(hào)處理作為核心技術(shù)，更應(yīng)熟練掌握，但純粹的理論學(xué)習(xí)枯燥乏味，應(yīng)用性較弱，因此搭建一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能有效提高整體教學(xué)水平。

一、數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包含基本實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，整個(gè)設(shè)計(jì)包括采集信號(hào)、信號(hào)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字過濾等過程，通過一整套實(shí)驗(yàn)流程的完成，能讓學(xué)生直觀的到數(shù)字信號(hào)處理的過程，從而對(duì)課程有更深刻的了解。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)中，可加入適合的圖像、音頻、量化效果，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全面和深刻的研究控制，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的目的就在于讓學(xué)生擁有對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐的空間，對(duì)數(shù)字處理流程有充分的了解。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能模擬出真實(shí)信號(hào)的傳輸流程，為學(xué)生的專業(yè)程提供可操作的對(duì)象，了解真實(shí)信號(hào)的工作狀況，讓理論知識(shí)有一個(gè)可發(fā)揮的空間，加深對(duì)知識(shí)的了解和應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建需要有硬件條件支持，在硬件設(shè)計(jì)過程中，一定要注意各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由三方面構(gòu)成，首先要重視的是控制電路的設(shè)計(jì)管理，保障實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(hào)間的關(guān)系，拓展實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理上限。其次，重視數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的建設(shè)，可采用多個(gè)解碼裝置，比如語音解碼器等，拓展平臺(tái)的有效功能，保證能及時(shí)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(shè)同樣重要，經(jīng)過處理的信息會(huì)由DSP 系統(tǒng)輸送給FPGR 系統(tǒng)，到最后由計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行分析儲(chǔ)存，以保證后期數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的管理。在整個(gè)流程中，各個(gè)環(huán)節(jié)要進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和確認(rèn)，確保不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，確定最后的實(shí)驗(yàn)課程安排。

對(duì)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行管理的過程中，有必要對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)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(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來說，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)是整個(gè)平臺(tái)的建設(shè)基礎(chǔ)，整個(gè)平臺(tái)需要完善的設(shè)計(jì)和管理，將處理系統(tǒng)和電路系統(tǒng)儲(chǔ)存系統(tǒng)的進(jìn)行聯(lián)合控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整體的有效管理和研究。

二、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.數(shù)據(jù)處理平臺(tái)設(shè)計(jì)

C 語言是數(shù)據(jù)處理中主要使用的計(jì)算機(jī)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(jìn)行傳輸，對(duì)數(shù)字傳輸中包含的指令進(jìn)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?jī)?chǔ)存器，上機(jī)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(shí)驗(yàn)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(jī)位中進(jìn)行最后的輸出，整個(gè)流程十分清晰，并且能得到直觀的結(jié)果，能為學(xué)生提供實(shí)踐指導(dǎo)。在初始的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作中，在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生就應(yīng)做好準(zhǔn)備，將需要用到的實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)備好，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)分析并回答事前準(zhǔn)備好的問題。

2.上機(jī)位設(shè)計(jì)

上機(jī)位的設(shè)計(jì)也是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中需要格外關(guān)注的問題，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制程序，要保證其運(yùn)行的正常，為使用平臺(tái)的學(xué)生提供穩(wěn)定的操作界面。實(shí)驗(yàn)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(chǔ)存見面和結(jié)果輸出界面，都是需要重點(diǎn)關(guān)注的，根據(jù)教學(xué)需求進(jìn)行選擇，確定所需的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，之后采用控制系統(tǒng)控制上位機(jī)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果儲(chǔ)存到相應(yīng)文件中，再傳輸?shù)街鹘缑嫔?，進(jìn)行全方位的展示。同時(shí)還可帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，讓學(xué)生在掌握基本原理的情況下，以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為參考對(duì)象，主動(dòng)思考并編寫程序來解決實(shí)際問題，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)能夠讓學(xué)生進(jìn)一步掌握將抽象知識(shí)化為實(shí)踐的能力。

3.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建工作基本完成后，必須進(jìn)行全面測(cè)試，以保證平臺(tái)能夠正常運(yùn)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(gè)電路模塊是否正常運(yùn)行，系統(tǒng)能否遵循上位機(jī)的指令，各個(gè)系統(tǒng)的配合程度等等問題，通過這些問題的測(cè)試，保證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠符合教學(xué)的需要，達(dá)到幫助學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的要求，在此后也要經(jīng)常對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行功能性的測(cè)試，保證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)發(fā)揮其教學(xué)的有效性。

三、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，為相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供了一個(gè)很好的實(shí)踐平臺(tái)，為將課程的理論性和應(yīng)用性結(jié)合起來提供了一個(gè)很好的范例，能在很大程度上提升通信專業(yè)學(xué)生的整體實(shí)踐水平，對(duì)培養(yǎng)數(shù)字化創(chuàng)新人才意義深遠(yuǎn)。