便携式数字信号处理课程实验教学平台设计初探
孙伟峰
摘 要：利用便携式的信号处理系统对课程进行实验平台的建立，将数字信号等功能进行更好的利用，可以通过平台的建立制定更加便捷的数字处理方法，将数字信号之间进行更好的转化，实现整体的频谱分析，增加信号处理的效率。通过这种技术的使用，可以将实验进行的更加科学完善，从而增加实验课程的直观性，提升实验课程的效果。本文主要针对便携式数字信号处理课程实验教学平台设计进行分析，进一步对平台的设计进行研究，提出更加合理化的建议。
关键词：便携式数字信号处理课程；实验教学平台；设计分析
计算机技术的发展与进步，社会发生重大的转变，在工作和生活中计算机技术的应用范围逐步的扩大，数字信号处理等课程逐步兴起。但是在数字信号处理课程中，涉及到非常多的抽象概念，公式的推导过程也较为复杂，基础课程本身难以掌握，而实验课程作为课堂教学的补充，对学生的学习也是非常关键的，是对学生课程的补充，增加学生分析问题、解决问题的能力，提升学习效率。但是现阶段我国大部分的信号处理实验平台的建立，体积较大、成本也较高，实验课程需要花费的代价过大，因此需要发展便携式数字信号处理课程，建立更加有效的实验教学平台。
1 便携式数字信号处理课程实验内容
实验设计分为数字信号处理基本实验和扩展实验，需要包括信号的采集、信号的发生、信号实验和数字过滤等方面的设计，在这些实验中学生可以直观的感受到数字处理的过程，对信号处理进行更加深入的理解。在试验中，可以设计相应的量化效应、图像效应和音频效应，将实验进行全面的研究和控制，在实验中将理论部分进行更好的实践，加深学生对信号的理解能力。
通过对实验进行设计，可以实现真实信号的模拟实验，让学生掌握真实的信号工作状况，为数字信号处理算法提供必要的处理对象；将较为抽象的知识进行转化，将抽象知识和具体知识相结合。
2 便携式数字信号处理实验课程硬件设计
在进行硬件设计的过程中，需要关注实际的硬件指标，硬件结构如图所示，平台主要由以下三个方面组成，首先需要关注控制电路的管理，将数字管理和数字控制系统进行连接，处理信号单元和数字缓冲之间的关系，增加数字处理的处理功能。其次需要对数据信号处理系统进行关注，使用语音解码器等各个不同的解码装置，对信号的处理速度进行保证。最后，需要关注数据传输系统，DSP系统将处理后的数据传输给FPGR系统，然后传输给计算机主机中，对信号状况进行分析和存储，便于后期数据的管理。这一系类的过程中，需要进行反复的实验，最终确定最具效果的课程实验安排。
3 数字信号处理系统
在进行系统管理过程中，需要对数字信号处理系统进行全面的监控，对信息系统进行全面的控制，可以使用DSP系统作为主要的信号传输管理系统，将数字信号进行全面的处理。数字信号处理系统是整个实验教学平台建设的基础，需要重视其设计和管理，可以将DSP数据处理系统、时钟电路系统、复位电路系统、供电电路系统、外部存储系统等进行控制，实现整体的管理和控制。
4 实验平台上设计
（一）数据处理平台设计
在进行数据处理的过程中主要使C语言对数据进行处理，编程的过程需要完成一些基本操作，首先需要将接收的上机位数据进行传输，并对数字传输中的命令进行执行，符合数字处理的需要，然后将处理的结果传送到内部的寄存器中，寄存器根据相应的地址读取上位机的命令字，并根据命令字判断实验的类别，然后根据实际的需要调动主要的程序，执行相应的子程序，最后将实验的结果传输到上位机中，并通过信号或者语音模块进行结果的输出。在整个过程中信号处理完善，并且处理的结果更加直观，可以对学生的实际学习情况提供必要的帮助。
（二）上机位设计
实验平台在进行设计的过程中需要关注上位机的设计，将实验界面的控制程序进行确定，为用户提供实验的必要操作界面，对后台硬件进行控制。在进行上机位的设计中，根据实际需要功能进行划分，实验数据的选择界面、执行命令界面、数据发送界面、数据存储界面和结果显示界面都是需要关注的界面，需要用户根据实际情况进行选择，设置相应的实验参数，然后将上位机进行控制，将实验结果传输到主界面上，存储到相应的文件中，然后进行全面的展示。
5 实验平台测试
在进行实验平台的测试中，需要关注USB接口的正常性，关注数据通信的正确性，逻辑关系工作过程是否稳定，是否能够按照上位机的指令进行工作，各个电路板模版是否可以正常运行，各个系统在运行中是否可以相互配合，桌面操作系统是否操作灵活。通过对照这些方面的测试，检查实验的结果是否达到教学的效果，从而实现验证数字信号处理的目的。对实验进行测试是保证平台运行完整性的基础，可以将其中运行问题集中进行了解，实现整体管理的有效性，为整体教学平台的使用提供必要的前提条件。
6 结束语
实验平台的设计主要是为了将数字信号处理课程进行具体化的处理，对现阶段实验平台体积较大的状况进行革新，学生可以针对自己的学习状况便携的实验平台进行使用，解决实验地点受到束缚的状况，使得操作更加便捷，实验的结果也更加直观。通过便携式数学信号处理课程实验教学平台的设计，实验课程的教学质量得到明显的提升，学生对较为抽象的事物理解的更加充分，提升了学习效率，提升了实验效果，对课堂教学进行全面的补充。
参考文献
[1]杨智明，俞洋，姜红兰.便携式数字信号处理课程实验教学平台设计[J].实验室研究与探索，2014，01：76-80.
[2]杨智明，彭喜元，俞洋.数字信号处理课程实践型教学方法研究[J].实验室研究与探索，2014，09：180-183.
[3]王艳芬，张剑英，张晓光，蔡利梅.信号处理课程群实验教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2013，04：132-134+139.
[4]崔永利.嵌人式Linux方向课程实验教学创新与实践[A].黑龍江省高等教育学会.深化教学改革·提升高等教育质量（下册）[C].黑龙江省高等教育学会：，2015：5.
[5]高飞，尤佳灵，张有光，王俊，祝贺.信息类课程本研一体化教学实践探索[A].中国高科技产业化研究会智能信息处理产业化分会.第十届全国信号和智能信息处理与应用学术会议专刊[C].中国高科技产业化研究会智能信息处理产业化分会：，2016：5.
摘 要：利用便携式的信号处理系统对课程进行实验平台的建立，将数字信号等功能进行更好的利用，可以通过平台的建立制定更加便捷的数字处理方法，将数字信号之间进行更好的转化，实现整体的频谱分析，增加信号处理的效率。通过这种技术的使用，可以将实验进行的更加科学完善，从而增加实验课程的直观性，提升实验课程的效果。本文主要针对便携式数字信号处理课程实验教学平台设计进行分析，进一步对平台的设计进行研究，提出更加合理化的建议。
关键词：便携式数字信号处理课程；实验教学平台；设计分析
计算机技术的发展与进步，社会发生重大的转变，在工作和生活中计算机技术的应用范围逐步的扩大，数字信号处理等课程逐步兴起。但是在数字信号处理课程中，涉及到非常多的抽象概念，公式的推导过程也较为复杂，基础课程本身难以掌握，而实验课程作为课堂教学的补充，对学生的学习也是非常关键的，是对学生课程的补充，增加学生分析问题、解决问题的能力，提升学习效率。但是现阶段我国大部分的信号处理实验平台的建立，体积较大、成本也较高，实验课程需要花费的代价过大，因此需要发展便携式数字信号处理课程，建立更加有效的实验教学平台。
1 便携式数字信号处理课程实验内容
实验设计分为数字信号处理基本实验和扩展实验，需要包括信号的采集、信号的发生、信号实验和数字过滤等方面的设计，在这些实验中学生可以直观的感受到数字处理的过程，对信号处理进行更加深入的理解。在试验中，可以设计相应的量化效应、图像效应和音频效应，将实验进行全面的研究和控制，在实验中将理论部分进行更好的实践，加深学生对信号的理解能力。
通过对实验进行设计，可以实现真实信号的模拟实验，让学生掌握真实的信号工作状况，为数字信号处理算法提供必要的处理对象；将较为抽象的知识进行转化，将抽象知识和具体知识相结合。
2 便携式数字信号处理实验课程硬件设计
在进行硬件设计的过程中，需要关注实际的硬件指标，硬件结构如图所示，平台主要由以下三个方面组成，首先需要关注控制电路的管理，将数字管理和数字控制系统进行连接，处理信号单元和数字缓冲之间的关系，增加数字处理的处理功能。其次需要对数据信号处理系统进行关注，使用语音解码器等各个不同的解码装置，对信号的处理速度进行保证。最后，需要关注数据传输系统，DSP系统将处理后的数据传输给FPGR系统，然后传输给计算机主机中，对信号状况进行分析和存储，便于后期数据的管理。这一系类的过程中，需要进行反复的实验，最终确定最具效果的课程实验安排。
3 数字信号处理系统
在进行系统管理过程中，需要对数字信号处理系统进行全面的监控，对信息系统进行全面的控制，可以使用DSP系统作为主要的信号传输管理系统，将数字信号进行全面的处理。数字信号处理系统是整个实验教学平台建设的基础，需要重视其设计和管理，可以将DSP数据处理系统、时钟电路系统、复位电路系统、供电电路系统、外部存储系统等进行控制，实现整体的管理和控制。
4 实验平台上设计
（一）数据处理平台设计
在进行数据处理的过程中主要使C语言对数据进行处理，编程的过程需要完成一些基本操作，首先需要将接收的上机位数据进行传输，并对数字传输中的命令进行执行，符合数字处理的需要，然后将处理的结果传送到内部的寄存器中，寄存器根据相应的地址读取上位机的命令字，并根据命令字判断实验的类别，然后根据实际的需要调动主要的程序，执行相应的子程序，最后将实验的结果传输到上位机中，并通过信号或者语音模块进行结果的输出。在整个过程中信号处理完善，并且处理的结果更加直观，可以对学生的实际学习情况提供必要的帮助。
（二）上机位设计
实验平台在进行设计的过程中需要关注上位机的设计，将实验界面的控制程序进行确定，为用户提供实验的必要操作界面，对后台硬件进行控制。在进行上机位的设计中，根据实际需要功能进行划分，实验数据的选择界面、执行命令界面、数据发送界面、数据存储界面和结果显示界面都是需要关注的界面，需要用户根据实际情况进行选择，设置相应的实验参数，然后将上位机进行控制，将实验结果传输到主界面上，存储到相应的文件中，然后进行全面的展示。
5 实验平台测试
在进行实验平台的测试中，需要关注USB接口的正常性，关注数据通信的正确性，逻辑关系工作过程是否稳定，是否能够按照上位机的指令进行工作，各个电路板模版是否可以正常运行，各个系统在运行中是否可以相互配合，桌面操作系统是否操作灵活。通过对照这些方面的测试，检查实验的结果是否达到教学的效果，从而实现验证数字信号处理的目的。对实验进行测试是保证平台运行完整性的基础，可以将其中运行问题集中进行了解，实现整体管理的有效性，为整体教学平台的使用提供必要的前提条件。
6 结束语
实验平台的设计主要是为了将数字信号处理课程进行具体化的处理，对现阶段实验平台体积较大的状况进行革新，学生可以针对自己的学习状况便携的实验平台进行使用，解决实验地点受到束缚的状况，使得操作更加便捷，实验的结果也更加直观。通过便携式数学信号处理课程实验教学平台的设计，实验课程的教学质量得到明显的提升，学生对较为抽象的事物理解的更加充分，提升了学习效率，提升了实验效果，对课堂教学进行全面的补充。
参考文献
[1]杨智明，俞洋，姜红兰.便携式数字信号处理课程实验教学平台设计[J].实验室研究与探索，2014，01：76-80.
[2]杨智明，彭喜元，俞洋.数字信号处理课程实践型教学方法研究[J].实验室研究与探索，2014，09：180-183.
[3]王艳芬，张剑英，张晓光，蔡利梅.信号处理课程群实验教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2013，04：132-134+139.
[4]崔永利.嵌人式Linux方向课程实验教学创新与实践[A].黑龍江省高等教育学会.深化教学改革·提升高等教育质量（下册）[C].黑龙江省高等教育学会：，2015：5.
[5]高飞，尤佳灵，张有光，王俊，祝贺.信息类课程本研一体化教学实践探索[A].中国高科技产业化研究会智能信息处理产业化分会.第十届全国信号和智能信息处理与应用学术会议专刊[C].中国高科技产业化研究会智能信息处理产业化分会：，2016：5.
