西工大DSP大作业.docx
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西工大DSP大作业.docx
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西工大DSP大作业
西工大DSP大作业
实验1基于CCS的简单的定点DSP程序
一、实验要求
1、自行安装CCS3.3版本,配置和运行CCS
2、熟悉CCS开发环境,访问读写DSP的寄存器AC0-AC3,ARO-AR7,PC,T0-T3
3、结合C5510的存储器空间分配,访问DSP的内部RAM
4、编写一个最简单的定点DSP程序,计算下面式子y=0.1*1.2+35*20+15*1.6
5、采用定点DSP进行计算,确定每个操作数的定点表示方法,最后结果的定点表示方法,并验证结果
6、对编写的程序进行编译、链接、运行、断点执行、单步抽并给出map映射文件
二、实验原理
DSP芯片的定点运算---Q格式(转)2008-09-0315:
47DSP芯片的定点运算
1.数据的溢出:
1>溢出分类:
上溢(overflow):
下溢(underflow)
2>溢出的结果:
MaxMin
MinMaxunsignedchar0255signedchar-128127unsignedint065535signedint-3276832767
上溢在圆圈上按数据逆时针移动;下溢在圆圈上顺时钟移动。
例:
signedint:
32767+1=-32768;-32768-1=32767unsignedchar:
255+1=0;0-1=255
3>为了避免溢出的发生,一般在DSP中可以设置溢出保护功能。
当发生溢出时,自动将结果设置为最大值或最小值。
2.定点处理器对浮点数的处理:
1>定义变量为浮点型(float,double),用C语言抹平定点处理器和浮点处理器的区别,但是程序的代码庞大,运算速度也慢。
2>放大若干倍表示小数。
比如要表示精度为0.01的变量,放大100倍去运算,运算完成后再转化。
但是这个做法比较僵硬,如要将上面的变量重新定义成0.001精度,又需要放大1000倍,且要重新编写整个程序,考虑溢出等问题。
3>定标法:
Q格式:
通过假定小数点位于哪一位的右侧,从而确定小数的精度。
Q0:
小数点在第0位的后面,即我们一般采用的方法Q15小数点在第15位的后面,0~14位都是小数位。
转化公式:
Q=(int)(F×pow(2,q))F=(float)(Q×pow(2,-q))
3.Q格式的运算
1>定点加减法:
须转换成相同的Q格式才能加减
2>定点乘法:
不同Q格式的数据相乘,相当于Q值相加
3>定点除法:
不同Q格式的数据相除,相当于Q值相减
4>定点左移:
左移相当于Q值增加
5>定点右移:
右移相当于Q减少
4.Q格式的应用格式
实际应用中,浮点运算大都时候都是既有整数部分,也有小数部分的。
所以要选择一个适当的定标格式才能更好的处理运算。
一般用如下两种方法:
1>使用时使用适中的定标,既可以表示一定的整数复位也可以表示小数复位,如对于2812的32位系统,使用Q15格式,可表示-65536.0~65535.999969482区间内的数据。
三、实验步骤
1.双击
,启动CCS的仿真平台的配着选项。
选择C5410DeviceSimulator。
2.点击project菜单栏的new选项,新建一个LAB的工程注意存储的路径。
3.把下图中用到的文件拷到工程文件目录的文件路径下。
4.在ccs平台中将用到的程序导入到平台中,点击project—>addfiletoproject。
选择多个文件时,可以按住ctrl键。
5.将程序中的start改为_main,INT_2改为_int_2。
然后点击保存。
源程序代码
*****************************************************
*example.asmy=0.1*x1.2+35*20+15*x1.6*
*****************************************************
.title“example.asm”;为汇编源程序取名
.mmregs;定义存储器映象寄存器
STACK.usect“STACK”,10h;分配10个单元的堆栈空间
.bssa,4;为系数a分配4个单元的空间
.bssx,4;为变量x分配4个单元的空间
.bssy,1;为结果y分配1个单元的空间
.def_c_int00;定义标号_c_int00
.data;定义数据代码段
table:
.word1,2,3,4;在标号table开始的8个单元中
.word8,6,4,2;为这8个单元赋初值
.text;定义文本代码段
_c_int00:
STM#0,SWWSR;软件等待状态寄存器置0,不设等待
STM#STACK+10h,SP;设置堆栈指针初值
STM#a,AR1;AR1指向a的地址
RPT#7;从程序存储器向数据存储器
MVPDtable,*AR1+;重复传送8个数据
CALLSUM;调用SUM实现乘法累加和的子程序
end:
Bend;循环等待
SUM:
STM#a,AR3;将系数a的地址赋给AR3
STM#x,AR4;将变量x的地址赋给AR3
RPTZA,#3;将A清0,并重复执行下条指令4次
MAC*AR3+,*AR4+,A;执行乘法并累加,结果放在A中
STLA,@y;将A的低字内容送结果单元y
RET;结束子程序
.end;结束全部程序
Map文件
*****************************************************************************
TMS320C55xCOFFLinkerPCVersion3.83
******************************************************************************
>>LinkedMonMay3111:
03:
332010
OUTPUTFILENAME:
ENTRYPOINTSYMBOL:
"_main"address:
0000e000
MEMORYCONFIGURATION
nameoriginlengthusedattrfill
-----------------------------------------------------------
PAGE0:
EPROM0000e000000001000000001dRWIX
vecs0000ff800000000400000000RWIX
PAGE1:
SPRAM00000060000000200000000bRWIX
DARAM00000080000001000000001aRWIX
SECTIONALLOCATIONMAP
outputattributes/
sectionpageoriginlengthinputsections
------------------------------------------------
.text00000e0000000001d
0000e0000000001dLAB4A.obj(.text)
.bss1000000600000000bUNINITIALIZED
四、心得体会
经过这次实验,我更加熟悉CCS开发环境,访问读写DSP的寄存器AC0-AC3,ARO-AR7,PC,T0-T3。
实验2CCS下的FFT算法程序设计
一、实验目的
CCS下的FFT算法程序设计
二、实验要求
提供一个CCS下的C语言例程,在CCS下,仿照例程,任选雨中FIR滤波、IIR滤波、FFT算法,采用C语言完成代码的编写、编译、链接、下载和运行,输入数据,滤波器系数任选,并给出运算结果。
1)目的
2)工程文件的构成,并附图
3)打印源代码
4)打印编译成功的信息
5)打印map文件
6)程序下载的截图过程
三)运行结果
三、实验步骤
1、在ccs平台中将用到的程序导入到平台中,点击project—>addfiletoproject。
选择多个文件时,可以按住ctrl键。
2.将所有的程序段中的start改为_main,将fft.Asm中的
K_FFT_SIZE.set32;N
K_LOGN.set5;LOG(N)
改为
K_FFT_SIZE.set64;N
K_LOGN.set6;LOG(N)
3、对源文件进行编译
(注意先对每个.asm文件先进行编译,以防止程序有错误),没有错误时进行链接
。
4.点击菜单file→loadprogram。
装载.out文件
四、实验结果
五、源程序代码
*****************************************************************函数原型:
voidFFT(structcompx*xin,intN)函数功能:
对输入的复数组进行快速傅里叶变换(FFT)输入参数:
*xin复数结构体组的首地址指针,struct型*****************************************************************/voidFFT(structcompx*xin){intf,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0;
structcompxu,w,t;
nv2=FFT_N/2;//变址运算,即把自然顺序变成倒位序,采用雷德算法
nm1=FFT_N-1;
for(i=0;i {if(i xin[j]=xin[i]; xin[i]=t;} k=nv2;//求j的下一个倒位序while(k<=j)//如果k<=j,表示j的最高位为1{ j=j-k;//把最高位变成0 k=k/2;//k/2,比较次高位,依次类推,逐个比较,直到某个位为0} j=j+k;//把0改为1}{intle,lei,ip;//FFT运算核,使用蝶形运算完成FFT运算 f=FFT_N; for(l=1; (f=f/2)! =1;l++)//计算l的值,即计算蝶形级数; for(m=1;m<=l;m++)//控制蝶形结级数 {//m表示第m级蝶形,l为蝶形级总数 l=log (2)Nle=2<<(m-1);//le蝶形结距离,即第m级蝶形的蝶形结相距le点 lei=le/2;//同一蝶形结中参加运算的两点的距离 u.real=1.0;//u为蝶形结运算系数,初始值为1 u.imag=0.0; w.real=cos(PI/lei);//w为系数商,即当前系数与前一个系数的商 w.imag=-sin(PI/lei); for(j=0;j<=lei-1;j++)//控制计算不同种蝶形结,即计算系数不同的蝶形结 { for(i=j;i<=FFT_N-1;i=i+le)//控制同一蝶形结运算,即计算系数相同蝶形结 { ip=i+lei;//i,ip分别表示参加蝶形运算的两个节点 t=EE(xin[ip],u);//蝶形运算,详见公式xin[ip].real=xin[i].real-t.real;xin[ip].imag=xin[i].imag-t.imag;xin[i].real=xin[i].real+t.real;xin[i].imag=xin[i].imag+t.imag; } u=EE(u,w);//改变系数,进行下一个蝶形运算 } } } } Map文件 ****************************************************************************** TMS320C55xCOFFLinkerPCVersion3.3 ****************************************************************************** >>LinkedSatMay3023: 48: 272015 OUTPUTFILENAME: ENTRYPOINTSYMBOL: "_main"address: 0000e000 MEMORYCONFIGURATION nameoriginlengthusedattrfill ----------------------------------------------------------- PAGE0: EPROM0000e0000000010000000019RWIX PAGE1: SPRAM00000060000000200000000aRWIX DARAM000000800000010000000000RWIX SECTIONALLOCATIONMAP outputattributes/ sectionpageoriginlengthinputsections ------------------------------------------------ .text00000e00000000012 0000e00000000012LAB2B.obj(.text) .data00000e01200000005 0000e01200000005LAB2B.obj(.data) .vectors00000e01700000002 0000e01700000002VECTORS.obj(.vectors) .bss1000000600000000aUNINITIALIZED 000000600000000aLAB2B.obj(.bss) GLOBALSYMBOLS: SORTEDALPHABETICALLYBYName addressname ------------ 00000060.bss 0000e012.data 0000e000.text 00000060___bss__ ffffffff___cinit__ 0000e012___data__ 0000e017___edata__ 0000006a___end__ 0000e012___etext__ ffffffff___pinit__ 0000e000___text__ 00000000__lflags UNDEFED_c_int00 0000e000_main ffffffffcinit 0000e017edata 0000006aend 0000e012etext ffffffffpinit GLOBALSYMBOLS: SORTEDBYSymbolAddress addressname ------------ 00000000__lflags 00000060___bss__ 00000060.bss 0000006a___end__ 0000006aend 0000e000.text 0000e000___text__ 0000e000_main 0000e012.data 0000e012etext 0000e012___data__ 0000e012___etext__ 0000e017edata 0000e017___edata__ ffffffffpinit ffffffff___pinit__ ffffffff___cinit__ ffffffffcinit UNDEFED_c_int00 [19symbols] 六、心得体会 经过这次实验,我更加熟悉CCS开发环境,CCS下的C语言例程下的FFT算法,采用C语言完成代码的编写、编译、链接、下载和运行的方法。
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