DSP芯片原理与应用指导书.docx

1、DSP芯片原理与应用指导书实验一 CCS开发环境练习一、实验目的掌握加减法运算指令。掌握ccs编译环境的使用二、实验设备计算机、SEED-DTK 实验箱、5416EVM 板三、实验原理参见教材第3章四、实验内容编写程序，分别实现计算z=x+y-w、y=mx+b五、实验步骤1、用仿真机将计算机与SEED-DTK系列实验箱连接好，然后打开实验箱电源，再运行CCStudio v3.3 软件。2、新建一个项目：点击ProjectNew，将项目命名为experiment2，然后点击OK，系统会自动生成一个与项目同名的文件夹。注意项目名要用英文名，不要将项目取名为中文名，因为CCS 软件不能识别以中文命名

2、的文件夹。3、新建一个源文件：点击FileNewSource File 可以打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目同名的一个文件夹下面(experiment2)，保存类型选择*.ASM（如果源文件是C 语言编写的，保存类型选择*.C,本实验中的例程是使用汇编语言编写的,所以选择*.ASM 为保存类型），我们在这里将保存名字命名为example4.asm 。4、在项目中添加源文件：在新建立了一个源文件以后，要想使用CCS 编译器对该源文件进行编译还需要将源文件添加到项目中去。添加方法是在工程管理器中右键单击experiment2.pjt，在弹出的菜单中选择Add Files to pr

3、oject，然后将刚才建立的example4.asm 文件添加到该项目中去。5、编写源程序：在工程管理器中双击example4.asm ，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入如下内容：* * 计算 z=x+y-w * *.title example4.asm.mmregsSTACK .usect STACK,10H ;堆栈的设置.bss x,1 ;为变量分配4 个字的存储空间.bss y,1.bss w,1.bss z,1.def _c_int00.datatable .word 10,26,23 ;x,y,w.text_c_int00: STM #0,SWWSR ;插入0 个等待状态S

4、TM #STACK+10H,SP ;设置堆栈指针STM #x,AR1 ;AR1指向xRPT #2MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据移动到数据存储器CALL SUMBend: B endSUMB: LD *(x),AADD *(y),ASUB *(w),ASTL A,*(z)RET.end6、编写链接配置文件：新建一个源文件：点击FileNewSource File 可以打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目同名的一个文件夹下面(experiment2)，保存类型选择*.cmd，我们在这里将保存名字命名为dec5416.cmd。输入以下文本内容：MEMORY PA

5、GE 0: VECT: origin = 0x28100, len = 0x100 IPROG1: origin = 0x200, len = 0x7c00 IPROG2: origin = 0x28200, len = 0x7c00 IPROG3: origin = 0x38000, len = 0x8000 FLASHL: origin = 0x40000, len = 0x40000 FLASHH: origin = 0x4000000,len = 0x80000 PAGE 1: SPRAM: origin = 0x60, len = 0x20 DARAM: origin = 0x80,

6、 len = 0x3f80 /*FLASH*/ SARAM: origin = 0x8000, len = 8000 SECTIONS .vector: VECT PAGE 0 .text: IPROG2 PAGE 0 .cinit: IPROG2 PAGE 0 .switch: IPROG2 PAGE 0 .const: IPROG2 PAGE 0 .stack: IPROG1 PAGE 0 .data: DARAM PAGE 1 .bss: DARAM PAGE 1 .cio: IPROG1 PAGE 0 7、编写中断向量表文件新建一个源文件：点击FileNewSource File 可以

7、打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目同名的一个文件夹下面(experiment2)，保存类型选择*.asm，我们在这里将保存名字命名为vector.asm。输入以下文本内容：.title vector.asm ;/*中断向量表的文件名*/.ref _c_int00 ;/*引用外部定义的标号*/.sect .vector ;/*定义初始化的段名*/B _c_int00 ;/*引用start*/.end8、对项目进行编译和链接：再从3.4.4 Convolve 文件夹下将dek-boot.gel文件拷到本项目所在的文件夹(experiment2)并添加该gel文件。把example4.

8、asm、vector.asm、dec5416.cmd 依次添加到项目后，点击ProjectRebuild All，编译成功之后并对该项目进行链接，生成*.out 文件。9、装载可执行文件：要让程序代码在DSP 内部运行必需将生成的*.OUT 文件装载到DSP 内部，装载方法是点击：FileLoad Programe 再在项目文件夹下的子文件夹debug中选择生成的example4.out 文件就可以将程序装载到DSP 的内部存储器中。10、运行程序并查看结果：a）首先打开欲查看的数据空间：点击ViewMemory，弹出“Memory Window Options”对话框，把欲查看的地址改为0x

9、0080，如右图所示。b)点击OK 按钮，然后点击DebugRun 让程序在DSP 内部运行，最后点击DebugHalt，再观察“Memory ”对话框，看是否与下图一致：11、修改汇编源程序文件将以上项目源程序中SUMB子程序的寻址方式改成间接寻址方式，运行程序并查看程序运行结果。并记录下程序运行结束后CPU寄存器的结果。12、建立其它项目工程文件建立项目工程文件example5，使之实现计算y=mx+b； .title example4.asm.mmregsSTACK .usect STACK,10H ;堆栈的设置.bss x,1 ;为变量分配4 个字的存储空间.bss m,1.bss b

10、,1.bss y,1.def _c_int00.datatable .word 15,3,20 ;x,m,b.text_c_int00: STM #0,SWWSR ;插入0 个等待状态STM #STACK+10H,SP ;设置堆栈指针STM #x,AR1 ;AR1指向xRPT #2MVPD table,*AR1+ ;把程序存储器中的数据移动到数据存储器CALL SUMMend: B endSUMM: LD *(x),TMPY *(m),AADD *(b),ASTL A,*(y)RET.end操作步骤与前面相似，需要观察的数据存储器的地址均为0x0080；下面是该项目程序的实验运行结果：exam

11、ple5 的结果 并记录下程序运行结束后CPU各寄存器的结果。实验二 定点运算实验一、实验目的掌握各种乘法指令。二、实验设备计算机、SEED-DTK 实验箱、5416EVM 板三、实验原理参见教材第三章。四、实验内容编写程序，实现y= a i x i 。五、实验步骤1、用仿真机将计算机与SEED-DTK 实验箱连接好，并依次打开实验箱电源、仿真机电源，然后运行CCStudio v3 .3 软件。2、新建一个项目：点击ProjectNew，将项目命名为zhao4，并将项目保存在自己定义的文件夹下，注意文件夹一定要用英文名，不要将文件夹取名为中文名，因为CCS 软件不能识别以中文命名的文件夹。3、

12、新建一个源文件：点击FileNewSource File 可以打开一个文本编辑窗口，点击保存按键，保存在和项目相同的一个文件夹下面(zhao4)，保存类型选择*.ASM（如果源文件是C 语言编写的，保存类型选择*.C,本实验中的例程是使用汇编语言编写的,所以选择*.ASM为保存类型），我们在这里将保存名字命名为zhao4.asm 。4、在项目中添加源文件：在新建立了一个源文件以后，要想使用CCS 编译器对该源文件进行编译还需要将源文件添加到项目中去。添加方法是在工程管理器中右键单击zhao4.pjt，在弹出的菜单中选择Add Files，然后将刚才建立的zhao4.asm 文件添加到该项目中去

13、。5、编写源程序：在工程管理器中双击zhao4.asm ，将出现文本编辑窗口，在该文本编辑窗口中输入如下内容：* * 用单操作数指令方案实现 * y=(a1*x1+a2*x2+a19*x19+a20*x20) * *.title zhao4.asm .mmregsSTACK .usect STACK,30H .bss a,20 .bss x,20 .bss y,2 .datatable: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 .word 12,13,14,15,16,17,18,19,20 .word 21,22,23,24,25,26,27,28 .word 29,30

14、,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 .def _c_int00 .text_c_int00: STM #a,AR1 RPT #39 MVPD table,*AR1+ LD #0,B STM #a,AR2 STM #x,AR3 STM #19,BRC RPTB done-1 LD *AR2+,T ;单操作数指令 MPY *AR3+,A ;单操作数指令 ADD A,Bdone: STH B,*(y) STL B,*(y+1)end: B end .end6、编写链接配置文件：参照实验二，可不作修改7、编写中断向量表文件参照实验二，可不作修改。8、对项目进行编译和链接：把zhao4.asm、

15、vectors.asm、zhao4.cmd 依次添加到项目后，点击ProjectCompile File，在项目编译成功之后点击ProjectBuild 选项对该项目进行链接，生成*.out 文件。9、装载可执行文件：要让程序代码在DSP 内部运行必需将生成的*.OUT 文件装载到DSP 内部，装载方法是点击：FileLoad Programe 再选择生成的zhao4.out 文件就可以将程序装载到DSP 的内部存储器中。10、运行程序并查看结果：a ） 首先打开欲查看的数据空间： 点击ViewMemory，弹出“Memory Window Options”对话框，把欲查看的地址改为0x008

16、0，如右图所示。b)点击OK 按钮，然后点击DebugRun 让程序在DSP 内部运行，最后点击DebugHalt，再观察“Memory ”对话框，看是否与下图一致：11、查看执行的周期数：a)关闭上述数据观察窗口，在文件zhao4.asm 的“end: B end”处设置断点：在该语句的左边灰色区域双击鼠标即可，如下图所示： b)点击菜单ProfilerEnable Clock ， 使EnableClock上出现一个小钩(如右图所示)；然后再点击ProfilerView Clock，则会在CCS 窗口中出现一个“Clock=0”的小窗口。c)对项目进行重新编译下载：点击ProjectRebu

17、ild All，编译成功后点击FileReload Program，最后点击DebugRun 运行程序，则可发现Clock 窗口中出现“Clock=?”，显然这个数字即是程序运行所耗机器周期数N。12、试使用双操作数指令方案实现上述程序的功能：试用双操作数乘法指令和RPTZ指令来代替RPTB done-1LD *AR2+,T ;单操作数指令MPY *AR3+,A ;单操作数指令ADD A,B并完成上述程序的功能。并查看程序运行的周期数。13、试用分支指令实现上述程序的功能：试用BANZ 指令来代替RPTB done-1LD *AR2+,T ;单操作数指令MPY *AR3+,A ;单操作数指令A

18、DD A,B并完成上述程序的功能。并查看程序运行的周期数。实验三 FIR滤波器一、实验目的（1）了解FIR滤波器的原理及使用方法；（2）了解使用Matlab语言设计FIR滤波器的方法；（3）了解DSP对FIR滤波器的设计及编程方法；（4）熟悉对FIR滤波器的调试方法；二、 实验内容本试验要求设计滤波器采样频率为8000hz，截止频率2400hz的高通滤波器，并设计FIR滤波器实现上面要求。输入信号频率为 800HZ，1800 HZ 和 3300HZ 的合成信号，目的是通过我们设计的滤波器将800HZ和1800 HZ的信号滤掉，余下3300HZ的信号成分，达到滤波的效果。三、 实验原理一个线性位

19、移不变系统的输出序列y(n)和输入序列x(n)之间的关系，应满足常系数线性差分方程：x(n): 输入序列，y(n): 输出序列，ai、bi: 滤波器系数， N: 滤波器的阶数。在式上式中，若所有的 ai均为 0，则得 FIR 滤波器的差分方程：对上式进行 z变换，可得FIR 滤波器的传递函数：FIR 滤波器的结构在数字滤波器中，FIR 滤波器具有如下几个主要特点： FIR 滤波器无反馈回路，是一种无条件稳定系统； FIR 滤波器可以设计成具有线性相位特性。本实验程序设计的就是一种偶对称的线性相位滤波器。程序算法实现采用循环缓冲区法。算法原理： 在数据存储器中开辟一个N个单元的缓冲区(滑窗)，用

20、来存放最新的N个输入样本； 从最新样本开始取数； 读完最老样本后，输入最新样本来代替最老样本，而其他数据位置不变； 用BK寄存器对缓冲区进行间接寻址，使缓冲区地址首尾相邻。四、实验步骤1.滤波器的 Matlab 语言设计编写matlab程序，生成FIR滤波器系数后，附到DSP汇编语言程序中。2输入数据为800HZ，1800 HZ 和 3300HZ 的合成信号合成信号，采样率为8000hz,160个样点。Input .word 0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1.word 0x48C3,0xC

21、EF2,0x2889,0xFD21,0xFD3E,0xC78E,0x988E,0x30AC,0x0FBB,0x3216.word 0x0000,0x058B,0x5BAF,0xDBB1,0xDD85,0xA6EE,0xEFE8,0x347D,0xD778,0x21D4.word 0x0C7C,0x5688,0x2784,0xAC72,0xEE91,0xCC24,0x190E,0xDC23,0xD14A,0x4D7E.word 0x2A9F,0x4D7E,0xD14A,0xDC23,0x190E,0xCC24,0xEE91,0xAC72,0x2783,0x5688.word 0x0C7C,0x2

22、1D4,0xD778,0x347D,0xEFE8,0xA6EE,0xDD85,0xDBB1,0x5BAF,0x058C.word 0x0000,0x3216,0x0FBB,0x30AC,0x988F,0xC78E,0xFD3E,0xFD21,0x2889,0xCEF2.word 0x48C3,0x42A1,0x0D2C,0xED44,0x9A5F,0x1AE5,0xE6F4,0xE2D3,0xF7FD,0x04CF.word 0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1.word 0x48C3,0xC

23、EF2,0x2889,0xFD21,0xFD3E,0xC78E,0x988E,0x30AB,0x0FBB,0x3216.word 0x0000,0x058B,0x5BAF,0xDBB1,0xDD85,0xA6EF,0xEFE8,0x347D,0xD778,0x21D4.word 0x0C7C,0x5688,0x2784,0xAC72,0xEE91,0xCC24,0x190D,0xDC24,0xD149,0x4D7E.word 0x2A9F,0x4D7E,0xD14A,0xDC23,0x190E,0xCC24,0xEE91,0xAC72,0x2783,0x5688.word 0x0C7C,0x2

24、1D4,0xD778,0x347D,0xEFE8,0xA6EE,0xDD86,0xDBB1,0x5BAF,0x058C.word 0x0000,0x3216,0x0FBB,0x30AC,0x988F,0xC78D,0xFD3E,0xFD21,0x2889,0xCEF1.word 0x48C3,0x42A2,0x0D2C,0xED44,0x9A5F,0x1AE5,0xE6F4,0xE2D3,0xF7FD,0x04CF3打开CCS，新建立一工程文件fir.pjt。4将汇编源文件fir.asm、中断向量表vectors.asm和链接命令文件fir.cmd添加到fir.pjt中。fir5.asm文件内

25、容如下： .title fir5.asm .mmregs .def _c_int00 .datafir_table .word -6,28,46,27,-35,-100,-93,26,191,240,52,-291 .word -497,-278,337,888,773,-210,-1486,-1895,-442,2870 .word 6793,9445,9445,6793,2870,-442,-1895,-1486,-210,773 .word 888,337,-278,-497,-291,52,240,191,26,-93 .word -100,-35,27,46,28,-6 .datai

26、nput .word 0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1 .word 0x48C3,0xCEF2,0x2889,0xFD21,0xFD3E,0xC78E,0x988E,0x30AC,0x0FBB,0x3216 .word 0x0000,0x058B,0x5BAF,0xDBB1,0xDD85,0xA6EE,0xEFE8,0x347D,0xD778,0x21D4 .word 0x0C7C,0x5688,0x2784,0xAC72,0xEE91,0xCC24,0x190E,0xDC23,0xD14

27、A,0x4D7E .word 0x2A9F,0x4D7E,0xD14A,0xDC23,0x190E,0xCC24,0xEE91,0xAC72,0x2783,0x5688 .word 0x0C7C,0x21D4,0xD778,0x347D,0xEFE8,0xA6EE,0xDD85,0xDBB1,0x5BAF,0x058C .word 0x0000,0x3216,0x0FBB,0x30AC,0x988F,0xC78E,0xFD3E,0xFD21,0x2889,0xCEF2 .word 0x48C3,0x42A1,0x0D2C,0xED44,0x9A5F,0x1AE5,0xE6F4,0xE2D3,0

28、xF7FD,0x04CF .word 0x7FDE,0x04CF,0xF7FD,0xE2D4,0xE6F3,0x1AE5,0x9A5F,0xED44,0x0D2C,0x42A1 .word 0x48C3,0xCEF2,0x2889,0xFD21,0xFD3E,0xC78E,0x988E,0x30AB,0x0FBB,0x3216 .word 0x0000,0x058B,0x5BAF,0xDBB1,0xDD85,0xA6EF,0xEFE8,0x347D,0xD778,0x21D4 .word 0x0C7C,0x5688,0x2784,0xAC72,0xEE91,0xCC24,0x190D,0xDC

29、24,0xD149,0x4D7E .word 0x2A9F,0x4D7E,0xD14A,0xDC23,0x190E,0xCC24,0xEE91,0xAC72,0x2783,0x5688 .word 0x0C7C,0x21D4,0xD778,0x347D,0xEFE8,0xA6EE,0xDD86,0xDBB1,0x5BAF,0x058C .word 0x0000,0x3216,0x0FBB,0x30AC,0x988F,0xC78D,0xFD3E,0xFD21,0x2889,0xCEF1 .word 0x48C3,0x42A2,0x0D2C,0xED44,0x9A5F,0x1AE5,0xE6F4,0xE2D3,0xF7FD,0x04CFfir_coff .usect fir_coff,48in_buf .usect in_buf,48 .bss in,160 .bss out_buf,112 .text_c_int00: SSBx FRCT;小数乘法编程时，设置FRCT(小数方式)位 STM #in,AR1 RPT #159 MVPD input,*AR1+ STM #fir_coff,AR1 RPT #47 MVPD fir_table,*AR1+ STM #in_buf,AR1 RPT #47 MVPD input,*AR1+ S