北邮信号与信息处理DSP实验二Word格式.docx

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通过给定的旋转因子，利用DSP_fft（w,N,x,y）函数，对给定64点序列进行FFT变换，其中N为变换点数，具体说明如下：

（1）w[64]为64点FFT的旋转因子，由tw_fft16x16.exe生成；

（2）x[128]内存放原序列，即输入时域信号的实部虚部按顺序排列；

（3）y[128]内存放FFT变换后的序列，实部虚部按顺序排列；

（4）m[64]内存放FFT变换后64点模值的平方。

3.2IFFT变换

利用FFT变换的相关性质，对FFT变换后的序列进行IFFT反变换，并将IFFT后结果存入x2[128]序列中。

3.3SDRAM内数据读写

实现指定序列的读写功能，具体说明如下：

（1）x[128]，y[128]写入SDRAM，以备后续使用；

（2）从SDRAM内读取x[128]，与x2[128]进行比较；

（3）通过DIP按键控制LED灯实现不同灯型的变化。

3.4变换前后数据验证

比对x[128]和x2[128]序列内各数据，若满足误差在允许范围内，则说明原序列与经历FFT和IFFT后得到的序列一致，点亮LED0~2，证明此次实验的正确性。

4.程序基本信息

4

4.1程序模块

（1）FFT模块：

功能：

对给定序列进行64点FFT变换，并将原序列及变换后序列写入SDRAM中；

输入接口：

无；

输出接口：

SDRAM，将原序列及变换后序列内各数据写入SDRAM中，以备后续使用。

（2）IFFT模块：

通过FFT变换相关性质，对变换后的序列进行IFFT反变换；

无。

（3）SDRAM模块：

通过从SDRAM内读出原序列，并与IFFT变换后的是序列进行逐个比较，若误差在一定范围内，则点亮三个LED灯以示正确，否则只有一个LED灯亮；

SDRAM，读出原始序列，以供后续比较使用；

LED灯，判断IFFT后结果是否与原序列一致，如果误差在允许范围内，则LED0~2被点亮，否则LED0被点亮。

4.2代码

1#include"

dsp_fft.h"

2//#include"

dsp_fft16x32.h"

3#include"

math.h"

4#defineN64

5

6//64点FFT的旋转因子，由tw_fft16x16.exe生成

7constshortw[2*N]=

8{

90x0000,0x7FFF,0x0C8B,0x7F61,0x0000,0x7FFF,0x18F8,0x7D89,

100x0000,0x7FFF,0x2527,0x7A7C,0x18F8,0x7D89,0x2527,0x7A7C,

110x30FB,0x7641,0x471C,0x6A6D,0x471C,0x6A6D,0x62F1,0x5133,

120x30FB,0x7641,0x3C56,0x70E2,0x5A82,0x5A82,0x6A6D,0x471C,

130x7641,0x30FB,0x7F61,0x0C8B,0x471C,0x6A6D,0x5133,0x62F1,

140x7641,0x30FB,0x7D89,0x18F8,0x7D89,-0x18F8,0x70E2,-0x3C56,

150x5A82,0x5A82,0x62F1,0x5133,0x7FFF,0x0000,0x7D89,-0x18F8,

160x5A82,-0x5A82,0x3C56,-0x70E2,0x6A6D,0x471C,0x70E2,0x3C56,

170x7641,-0x30FB,0x6A6D,-0x471C,0x18F8,-0x7D89,-0x0C8B,-0x7F61,

180x7641,0x30FB,0x7A7C,0x2527,0x5A82,-0x5A82,0x471C,-0x6A6D,

19-0x30FB,-0x7641,-0x5133,-0x62F1,0x7D89,0x18F8,0x7F61,0x0C8B,

200x30FB,-0x7641,0x18F8,-0x7D89,-0x6A6D,-0x471C,-0x7A7C,-0x2527,

210x0000,0x7FFF,0x30FB,0x7641,0x0000,0x7FFF,0x5A82,0x5A82,

220x0000,0x7FFF,0x7641,0x30FB,0x5A82,0x5A82,0x7641,0x30FB,

230x7FFF,0x0000,0x5A82,-0x5A82,0x5A82,-0x5A82,-0x30FB,-0x7641,

240x0000,0x0000,0x0000,0x7FFF,0x0000,0x7FFF,0x0000,0x7FFF

25

26};

27

28//输入时域信号，i=[0:

63],x=1000*cos（i*pi/32）+1000*cos（i*pi/16）

29//实部虚部顺序排列

30shortx[2*N]=

31{

322000,0,1975,0,1904,0,1788,0,1631,0,1437,0,1214,0,968,0,707,0,439,0,173,0,

33-84,0,-324,0,-541,0,-729,0,-883,0,-1000,0,-1079,0,-1119,0,-1122,0,-1090,0,-1027,0,

34-938,0,-829,0,-707,0,-578,0,-449,0,-326,0,-217,0,-125,0,-57,0,-14,0,0,0,

35-14,0,-57,0,-125,0,-217,0,-326,0,-449,0,-578,0,-707,0,-829,0,-938,0,-1027,0,

36-1090,0,-1122,0,-1119,0,-1079,0,-1000,0,-883,0,-729,0,-541,0,-324,0,-84,0,

37173,0,439,0,707,0,968,0,1214,0,1437,0,1631,0,1788,0,1904,0,1976,0

38};

39

40shortx1[2*N]={0};

41shortx2[2*N]={0};

42

43//存储FFT之后的结果

44shorty[2*N]=

45{

460,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

470,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

480,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

490,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

50};

51

52#include<

stdio.h>

53#include<

csl.h>

54#include<

csl_irq.h>

55#include<

csl_chip.h>

56#include<

csl_emifa.h>

57#include"

dsk6416.h"

58#include"

dsk6416_led.h"

59

60staticEMIFA_ConfigMyEmifaConfig=

61{

62EMIFA_GBLCTL_RMK

63（

64EMIFA_GBLCTL_EK2RATE_FULLCLK,//1XEMIFinputclock

65EMIFA_GBLCTL_EK2HZ_CLK,//eclkout2continueoutputduringhold

66EMIFA_GBLCTL_EK2EN_ENABLE,//eclkout2enableoutput

67EMIFA_GBLCTL_BRMODE_MRSTATUS,//busrequestismemoryaccessorrefreshpending/inprogress

68EMIFA_GBLCTL_NOHOLD_DISABLE,

69EMIFA_GBLCTL_EK1HZ_CLK,//eclkout1continueoutputduringhold

70EMIFA_GBLCTL_EK1EN_ENABLE,//eclkout1enableoutput

71EMIFA_GBLCTL_CLK4EN_ENABLE,//clkout4outputenable

72EMIFA_GBLCTL_CLK6EN_ENABLE//clkout6outputenable

73）,

740xffffffd3,//64BITSDRAM

75//0xffffff33,//32BITSDRAM

76//0xffffff93,//16bitSDRAM

77//0xffffff83,//8bitSDRAM

780xffffffe3,

790x22a28a22,

800x22a28a22,

81EMIFA_SDCTL_RMK

82（

83EMIFA_SDCTL_SDBSZ_4BANKS,//SDRAMbanksize4banks

84EMIFA_SDCTL_SDRSZ_11ROW,//rownumber=11

85EMIFA_SDCTL_SDCSZ_8COL,//columnnumber=8

86EMIFA_SDCTL_RFEN_ENABLE,//SDRAMrefreshenable

87//EMIFA_SDCTL_INIT_NO,//SDRAM配置完每个CE空间后，不初始化

88EMIFA_SDCTL_INIT_YES,//SDRAM配置完每个CE空间后，初始化

89EMIFA_SDCTL_TRCD_OF

（2）,//TRCD=（Trcd/Tcyc）-1

90EMIFA_SDCTL_TRP_OF

（2）,//TRP=（Trp/Tcyc）-1,3个

91EMIFA_SDCTL_TRC_OF（8）,

92EMIFA_SDCTL_SLFRFR_DISABLE//selfrefreshmodedisable

93）,

94EMIFA_SDTIM_RMK

95（

96EMIFA_SDTIM_XRFR_DEFAULT,//EXTTIMERdefault

97EMIFA_SDTIM_PERIOD_OF（2083）//refreshperiod,clockout1=10ns

98）,

99EMIFA_SDEXT_RMK

100（

101EMIFA_SDEXT_WR2RD_OF（0）,//cyclesbetweenwritetoreadcommand=1,subtract1is0

102EMIFA_SDEXT_WR2DEAC_OF

（1）,//cyclesbetweenwritetoprecharge=2

103EMIFA_SDEXT_WR2WR_OF

（1）,//cyclesbetweenwritetowrite=2

104EMIFA_SDEXT_R2WDQM_OF

（1）,//cyclesbetweenreadtobex=2

105EMIFA_SDEXT_RD2WR_OF（0）,//cyclesbetweenreadtowrite=1

106EMIFA_SDEXT_RD2DEAC_OF

（1）,//

107EMIFA_SDEXT_RD2RD_OF（0）,//

108EMIFA_SDEXT_THZP_OF

（2）,//Troh=3cycle

109EMIFA_SDEXT_TWR_OF

（1）,//Twr=1clock+6ns

110EMIFA_SDEXT_TRRD_OF（0）,//Trrd=12ns

111EMIFA_SDEXT_TRAS_OF（5）,//Tras=42ns

112EMIFA_SDEXT_TCL_OF

（1）//caslatency=3clock

113）,

1140x00000002,

1150x00000002,

1160x00000002,

1170x00000002

118};

119

120#pragmaDATA_SECTION（sdram_data,"

）;

121unsignedintsdram_data[0x400000];

122

123voidmain（）

124{

125inti,m[N];

126Uint32good_flag;

127good_flag=0;

128

129DSK6416_init（）;

130DSK6416_LED_init（）;

131

132//初始化CSL

133CSL_init（）;

134

135//配置EMIFA

136EMIFA_config（&

MyEmifaConfig）;

137

138for（i=0;

i<

0x400000;

i++）

139{

140sdram_data[i]=0;

141}

142

143//FFT会改变x[i]的值，故先将其存入SDRAM

144printf（"

x[i]:

"

145for（i=0;

2*N;

146{

147sdram_data[i]=x[i];

148printf（"

%d"

x[i]）;

149}

150printf（"

\n"

151

152//FFT

153DSP_fft（w,N,x,y）;

154

155//FFT结果y[i]的值，存入SDRAM

156printf（"

y[i]:

157for（i=0;

158{

159sdram_data[i+2*N]=y[i];

160printf（"

y[i]）;

161}

162printf（"

163

164//FFT结果y[i]的模值平方

165printf（"

m[i]:

166for（i=0;

N;

167{

168m[i]=y[2*i]*y[2*i]+y[2*i+1]*y[2*i+1];

169printf（"

m[i]）;

170}

171printf（"

172

173//IFFT将y[i]共轭除以增益系数N（即FFT点数）

174for（i=0;

175{

176

177if（i%2==1）y[i]=-y[i];

178y[i]=y[i]/N;

179}

180

181//IFFT利用FFT进行IFFT

182DSP_fft（w,N,y,x2）;

183

184//IFFTFFT会修改y[i]重新把y[i]从SDRAM中读出

185printf（"

y[i]fromSDRAM:

186for（i=0;

187{

188y[i]=sdram_data[i+2*N];

189printf（"

190}

191printf（"

192

193//IFFT将FFT的结果共轭即为IFFT结果

194printf（"

x2[i]:

195for（i=0;

196{

197if（i%2==1）x2[i]=-x2[i];

198printf（"

x2[i]）;

199}

200printf（"

201

202//FFT将x[i]的值从SDRAM中读出赋给x1[i]

203printf（"

x1[i]:

204for（i=0;

205{

206x1[i]=sdram_data[i];

207printf（"

x1[i]）;

208}

209printf（"

210

211//将IFFT的结果x2[i]与FFT前的数据x1[i]进行比较

212for（i=0;

213{

214if（abs（x2[i]-x1[i]）>

10）

215{

216good_flag=0;

217break;

218}

219good_flag=1;

220}

221

222if（good_flag==1）

223{

224DSK6416_LED_on（0）;

225DSK6416_LED_on

（1）;

226DSK6416_LED_on

（2）;

227DSK6416_LED_off（3）;

228printf（"

IFFTRESULTISOK!

229}

230else

231{

232DSK6416_LED_on（0）;

233DSK6416_LED_off

（1）;

234DSK6416_LED_off

（2）;

235DSK6416_LED_off（3）;

236printf（"

IFFTRESULTISFAILED!

237}

238

4.3流程图

（1）SDRAM配置流程图

（2）SDRAM配置流程图

5.组内分工

6.功能测试

239

240

6

6.1软件平台

（1）查看变量：

通过View->

Variables可以查看各个变量的值。

（2）图形显示工具：

CCSv5中提供了一个高级图形和图像可视化工具。

它可通过图形形式显示数组，并且可采用多种格式。

查看m序列中的数值，即观测FFT变换后各点模值的平方。

（3）Console控制台显示：

初始序列，即需要进行FFT变换的64点的实部、虚部按序排列；

FFT的结果，即变换后64点的实部、虚部按序排列；

FFT变换所得各点模值平方；

IFFT变换结果，即反变换后64点实部、虚部按序排列；

从SDRAM读出的x[i]原始序列；

结论：

“IFFTRESULTISOK!

”代表变换前后数据一致，否则显示“IFFTRESULTISFAILED!

”。

（4）代码优化：

如果没有进行软件流水，程序运行结束时，clock显示为：

17736121，即程序共需要17736121个时钟周期。

优化后，程序运行结束时，clock显示为：

52753，即程序共需要52753个时钟周期。

6.2DSP

执行程序后，LED测试效果为LED0~2均被点亮，即变换前后一致。

7.重点、难点

（1）断点调试问题

在不同行设置断点，运行结果不同。

在本次实验的调试过程中，应注意将断点设置在最后一行以上，以免出现灰断点，保证单次运行的正常进行。

此外，通过View->

Variables查看各个变量的值，有时会出现原程序执行时不能显示出变量对应值的情况。

经过尝试，发现在只需加入单次运行的断点即可解决这一问题。

（2）IFFT及其验证

在进行IFFT拓展功能时，考虑使用现有函数实现IFFT反变换，但出现错误。

调试无果后决定弃用现有函数库中的函数，利用FFT变换的性质进行IFFT。

虽然简化了对代码的理解，但是仍会有部分误差，无法保证变换前后数据完全一致，因而设置误差范围设定为10，在误差范围内的误差视为可被忽略

（3）SDRAM配置及数据读写

之前没有接触过SDRAM的配置，因而在按照实验指导书中的步骤添加代码段和配置时，花了较长时间理解。

起初按部就班地建立了两个工程，在链接过程中出现了问题，最后尝试将代码合并，但是数据读写的逻辑顺序仍需注意。

FFT可能会改变原序列的值，因为应在FFT变换之前就将x序列写入SDRAM，以备之后读出存入x1中，并与IFFT结果进行比较。

8.心得体会

本次实验是基于DSP中FFT及IFFT进行的，虽然对相关内容的细节稍有