dsp实验1.docx
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dsp实验1
DSP程序的调试和分析方法
1、实验目的
1．了解TMS320C5400系列汇编语言程序的基本格式，以及编译、连接的基本过程；
2．熟悉CodeComposerStudio的使用；
3．了解C5400中标志位对计算的影响，以及计算对标志位的影响；
4.熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的建立、编译、链接等方法；
5.掌握DSP程序调试的基本方法；
6.利用DSP实现DFT算法对离散信号进行频谱分析。
二、实验设备
1．集成开发环境CCS；
2．实验代码；
3.PC一台；
4.实验开发板以及所需电源线和导线。
三、实验原理
1、DSPCPU基础实验
与运算相关的标志位：
SXM：
当SXM置1时，数据读写按照符号扩展的方式，因此A＝0xffffffff80；当SXM置0时，数据读写为无符号扩展的方式，因此A＝0x000000ff80。
OVM：
当OVM置1时，数据运算的结果将按照32位饱和，因此A＝0xff80000000；当OVM
置0时，数据运算不饱和，因此B＝0x00fffe0000；C16：
双16位计算比较；FRCT：
乘法移位比较；TC：
比特测试比较；C：
进位、借位和大小比较；OVA,OVB：
溢出标志比较；SMUL：
（软件仿真器无法模拟该标志位，需用DSK开发板观察该位的影响）乘法饱和。
2、DSP程序的调试和分析方法
输入信号的构造方法：
离散时间信号可以用若干个幅值不同的正弦信号叠加而成，单个正弦信号的离散时间表示方式为：
，其中f表示信号频率，sf表示采样频率。
离散傅里叶变换公式：
离散傅里叶变换的目的是把信号由时域变换到频域，在频域分析信号信号特征，是数字信号处理领域常用的方法。
4、实验内容
1、DSPCPU基础
（1）．基本操作
运行CCS，选择C54xxSimulator
建立一个新的项目，并加入文件cpu_basic.s54和cpu_basic.cmd
载入cpu_basic.gel
在Project→Option中加入适当的编译和连接的选项
Build整个项目，产生可执行代码（.out）
File→LoadProgram，装载可执行代码，并运行。
（2）．基本调试
设置断点
单步执行
（3）．练习
观察并理解程序和数据空间安排
测试SXM、OVM、C16、FRCT对计算结果的影响
测试计算和逻辑运算对TC、C、OVA、OVB的影响
（4）．DSK仿真练习
a）测试SMUL标志对计算的影响
b）测试MP/MC、OVLY、DROM对计算结果的影响
MP/MC=0，切换DROM的数值，观测0xfc00地址存放的A、U律数据是否存在
MP/MC=0，OVLY=1,观测0x1000地址存放程序是否存在（改变该处为只读）
2、DSP程序的调试和分析方法
（1）、输入信号的模拟；
（2）、输出信号的图形显示和分析；
（3）、对DSP程序进行剖析。
五、实验步骤
1、DSPCPU基础实验
将实验开发板接到PC上，运行CCS，新建项目，并在保存目录下编写ccs_basic.s54和ccs_basic.cmd，并将其加入到当前工程中进行操作。
根据要求，在Project→Option中加入适当的编译和连接的选项，点击Bulid图标，编译整个项目，产生可执行代码（.out），编译无误后，File→LoadProgram，装载可执行代码，并运行。
View下拉菜单中，Graph---Time/Frequency，打开图形分析窗口在时域或频域显示信号，首先弹出的是”GraphProperty”对话框，将其中StartAddress改为0xfe00。
正弦表的长度为0x0100即256。
AcquisitionBufferSize和DisplayDatasize设为256，点击确定后生成图形。
改变MP/MC、OVLY、DROM等的值观察图形的变化并分析结果。
2、DSP程序的调试和分析方法
（1）.选择Project→New命令，设置保存路径、工程名（如DFT），建立一个工程。
（2）.选择File→New→SourceFile命令，建立源代码文件，编写DFT函数源代码。
（3）.保存源文件到当前工程所在的文件夹，然后在工程窗口选择当前工程，调用右键菜单，选择AddFilestoProject命令，打开一个文件选择对话框，选择刚保存的源文件加入工程中。
（4）.把CCS安装目录下的C5400\cgtools\librts_ext.lib文件加入工程，选择Project→BuildOptions命令，打开BuildOptions对话框，在Compiler选项卡的Advanced页选择使用远调用，即设置编译选项使用远调用（-mf）。
（5）.编写链接配置文件，可参照课本3.4.4节所示CMD文件，保存到当前工程所在的文件夹，并加入工程中。
（6）.根据需要调用BuildOptions对话框，对工程的编译、链接选项进行相应的设置，特别注意在Compiler选项卡的Advanced中选择远调用（-mf）。
（7）.对当前工程进行编译、链接，生成可执行程序。
（8）.选择File→LoadProgram命令，选择生成的.out文件下载到开发平台中并运行。
（9）.定义探测点，利用FileI/O工具将准备好的数据文件输入到输入信号存储数组。
（10）.在CCS中利用图形分析工具显示输入信号、输出信号，并分析输出信号是否符合DFT算法输出。
可以修改输入信号的图形分析类别为“FFTMagnitude”，根据输入信号的频谱图与输出信号比较，可以判断DFT算法编写是否正确。
（11）.选择File→Data→Load/Save命令，对输入信号数据输入模拟信号，并将输出信号写入主机上的一个数据文件，然后刷新CCS中的图形显示窗口。
注意，可以在第3章的实验中对输入信号数组使用File→Data→Save命令，存储的数据文件作为本实验的输入数
据。
（12）.编写GEL文件，利用GEL文件修改DSP程序中的全局变量以及模拟输入信号，然后刷新CCS中图形分析窗口。
（13）.对DFT函数进行剖析，分析剖析结果。
需要从Profile菜单中选择StartNewSession,会出现测试窗口。
该窗口有4个表单：
Files表单说明项目中每个文件的测试范围信息；Functions表单一般用于统计C函数的测试信息；Ranges用于统计“测试区域”信息；Setup表单用于建立“测试段”。
设置测试
区域最方便的方法时在源文件中选中感兴趣的代码段，然后将其拖入Ranges表单即可。
运行程序，程序运行时间的数据在窗口中显现。
Count表示该段程序在运行停止之前所运行过的次数，其他的各项均表示运行时间信息，以指令周期为单位。
注意：
单句无法作Profile统计，只能用Clock来看执行所耗费的时钟周期。
.保存工作区。
6、实验结果及分析
1、DSPCPU基础实验
MP/MC=0时，实验图像为：
说明片内ROM可访问，片内ROM映射到数据空间。
若MC为0，DROM为0，page设为data，则无数据显示。
说明片内ROM不映射到数据空间。
MP/MC=1时，实验图形为：
2、DSP程序的调试和分析方法
输入信号：
输出信号：
输入信号频域分析：
附录（主要程序代码）：
1、DSPCPU基础实验
源文件代码：
;Target:
;BefamilarwiththeuseofCCS（CodeComposerStudio）
;******************************************************************************
;Anexampletoshowhowtowriteanassemblylanguagesourcefile
;y=a1*x1+a2*x2
;******************************************************************************
;-----------Constdefinition
STACK_ADDR.set0x0500;bottomofstack
;allocatedatain.bsssection
.bssa,2;allocate5wordforvariates
.bssx,2
.bssy,1
;allocatedatain.datasection
.data
table:
;datafollows...
.word10,3
.word8,6
.mmregs;enablememorymappedregisters
.globalmain;defineglobalsymbols
;------------------------------------------------------------------------------
.text
main:
stm#STACK_ADDR,SP;setstack
stm#0x00a8,PMST;relocateInterruptVectorTable
stm#0x0000,SWWSR;nosoftwarewaitforallmemory
;================================================
stm#a,AR2;AR1pointtoa
stm#table,AR3
rpt#1;move2aivalues
mvdd*AR3+,*AR2+;fromdatamemoryintodatamemory
stm#x,AR2;AR1pointtoa
rpt#1;move2xivalues
mvdd*AR3+,*AR2+;fromdatamemoryintodatamemory
callSUM;callfunctiontodosum
;deadloopparttolockPCinaknowareawhenprogramends
dead_loop:
nop
nop
nop
bdead_loop
;================================================
;y=a1*x1+a2*x2
SUM:
stm#a,AR3
stm#x,AR4
rptzA,#1
mac*AR3+,*AR4+,A
stlA,*（y）
ret
;------------------------------------------------------------------------------
;InterruptVectorTable,forsimplicityOnlyRESETinterruptisdefined
.sect"vectors"
int_RESET:
bmain;whenreset,jumptomain
nop
nop
.space124*16;nootherinterruptused,keepthemspace
;endoflab1.s54
2、DSP程序的调试和分析方法
源文件代码：
#include
#include
#include"dft.h"
#defineFILEIO//可以屏蔽dataIn函数中的赋值
main（）
{
while
（1）
{
dataIn（）;//此处缺分号
processing（in）;
}
}
voiddataIn（）
{
#ifndefFILEIO
inti;
for（i=0;iin[i]=（3.0*sin（2.0*pi*i*F1/FS）+sin（2.0*pi*i*F2/FS））*1024;
#endif
}
voidDFT（int*p_in,int*p_out,intn）
{
COMPLEXdft1;inti,j;floatarg;
for（i=0;i{
dft1.re=0;dft1.imag=0;
for（j=0;j{
arg=-2*pi*i*j/n;
dft1.re+=p_in[j]*cos（arg）;
dft1.imag+=p_in[j]*sin（arg）;
}
p_out[i]=sqrt（dft1.re*dft1.re+dft1.imag*dft1.imag）/512;
}//此处缺掉一个}，使括号不对应
}
voidprocessing（int*input）
{
intn=N,x;
while（n--）{
x=*input*gain;
*input++=x;
}
DFT（in,out,N）;
}
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