数字信号实验报告.docx

1、数字信号实验报告北 京 科 技 大 学信号系统与信号处理综合实验实验报告学号：_姓名：_ 专业：_年 月 日目录：1实验一 CCS使用实验2实验二、SEED-DTK6446 Linux开发环境搭建3实验三、Linux平台实验4二、音频采集回放实验5三、视频采集回放实验6OSD图像叠加实验7图像边缘检测实验课程实验目的1数字信号处理是一门理论与实践并重的课程，在学习理论知识的同时再配合经典DSP实验，可以加深对数字信号处理软、硬件的理解与掌握。 2接触并了解SEED-DTK6446实验箱，学会通过Linux操作平台，利用SEED-DTK6446实验箱完成一些经典的实验历程，加深对数字信号处理的了

2、解。3. 学习并掌握SEED-DTK6446 CCS开发环境的搭建，建立好所有编译测试环境，为下面的实验做好准备工作。实验一 CCS使用实验一、实验目的1.熟悉CCS3.3集成开发环境，掌握工程的生成方法；2.熟悉SEED-DTK6446实验环境；3. 学习用标准C 语言编制程序；4.掌握CCS3.3集成开发环境的调试方法；二、实验内容1.DSP源文件的建立；2.DSP程序工程文件的建立；3. 学习使用CCS3.3集成开发工具的调试工具。三、实验步骤1.创建源文件：选择File New Source File 命令；打开配套光盘03. Examples of program01.SEEE-DT

3、K6446 CCS Examplesexamples3.1.1 math。2.创建工程文件：点击Project-New,创建新工程；点击Project选择add files to project，添加源程序math.c。3. 设置编译与连接选项：点击Project选择Build Opitions；4. 工程编译与调试：点击Project Build all，对工程进行编译；点击File load program，在弹出的对话框中载入debug 文件夹下的.out可执行文件；点击debug Go Main回到C程序的入口；运行程序并观察输出结果。四实验要求：了解CCS菜单命令及产生各个显示窗口的

4、操作。操作各种仿真命令 进入、退出CCS; 选择当前窗口，改变窗口的大小。 加载程序。 运行程序（包括单步运行）。 检查修改CUP寄存器。 检查修改存储器单元内容。 用观察窗口检查变量、CPU寄存器或存储单元内容。五、实验遇到的问题、分析及解决方法1.端口无法正常连接，在老师的帮助下，重启一下实验设备并重新安装驱动程序后，可以正常连接。2.实验过程中因为一步出错导致后面的无法正常进行，此时除了在开发环境里修改以外，还需要将实验设备断电擦拭之前的痕迹。实验二、SEED-DTK6446 Linux开发环境搭建一、实验目的熟悉Linux开发环境搭建；学会正确配置终端。二、实验内容1. 点击PC机左下

5、角开始-程序-附件-通讯-超级终端；在“您的区号（或城市号）是什么（C）？”下键入区号010后点击确定；再次点击确定，在新弹出的对话框中输入“chenwei”；在新的对话框中的“连接时使用”下选择你希望使用的串口设备，点击确定；而后在端口设置选项中配置波特率115200，数据位8，奇偶校验无，停止位1，数据流控制无。2. 用串口线一端连接PC机串口，另一端连接SEED-DTK6446实验箱RS232串口J3。并且取下SEED-DVS6446板卡上的J2、J23、J24短路子，上电启动SEED-DTK6446实验箱，若超级终端上显示打印信息，说明终端配置正确。实验分析：因为使用实验室的电脑，所以

6、Linux操作系统已经安装完成，SEED DVS6446 SDK套件也已经安装完成，Linux平台实验程序运行环境已经配置成功，我们只需要进行串口终端的配置，所以本次实验比较简单。但是在实验过程中，发现其他同学遇到了一些问题，此时可以根据指导书对SEED DVS6446 SDK套件重新安装一遍，或者Linux平台实验程序运行环境重新配置，一般就可以解决所遇到的问题。实验三、Linux平台实验一、入门实验实验目的1.熟悉linux开发环境，学会基于SEED-DTK6446平台linux开发环境的配置和使用；2. 学会使用arm_v5t_le-gcc编译工具；3. 学会基于NFS方式的程序调试方法

7、。实验内容1.建立工作目录：在linux开发主机桌面点击鼠标右键，打开终端，在当前目录下建立工作目录 Host # mkdir helloworld2. 编写程序源代码：打印输出“hello world”#include #include int main()printf(hello world n);return 0;3. 编写Makefile：Makefile 文件定义了一系列的规则，它指明了哪些文件需要编译，哪些文件需要先编译，哪些文件需要重新编译等等更为复杂的命令。使用它带来的好处就是自动编译，你只需要敲一个“make”命令整个工程就可以实现自动编译。CC=arm_v5t_le-gcc

8、 /指明编译器EXEC = hello /表示编译后生成的执行文件名称是“hello”OBJS = hello.o /目标文件列表all: $(EXEC) /编译主入口$(EXEC): $(OBJS)$(CC) -o $ $(OBJS)clean: /清除编译结果-rm -f $(EXEC) *.o4. 调试应用程序1.在helloworld目录下输入“Host # make”，编译应用程序；2. 复制编译生成的可执行文件到NFS根文件系统中：Host # cp hello /opt/nfs/opt/seed_exp；3. 上电启动SEED-DTK6446，超级终端显示启动信息，启动信息如下，

9、显示“Hit any key to stop autoboot：”时按下回车键，中断系统自动系统；4输入如下指令，将系统配置为从NFS根文件系统启动： SEED-DTK6446_v1.0 #setenv bootargs mem=60M console=ttyS0,115200n8root=/dev/nfs noinitrd rw ip=dhcp nfsroot=192.168.253.210:/opt/nfs video=dm64xxfb:output=pal5. 启动系统（默认硬盘启动）：SEED-DTK6446 _v1.0 # boot；6. 登陆系统；7.进入可执行程序所在目录；8.运

10、行可执行文件；二、音频采集回放实验一、实验目的1.进一步熟悉基于SEED-DTK6446平台的linux开发环境；2. 熟悉基于linux OSS音频驱动的应用程序编写。二、实验原理1.OSS（Open Sound System）是linux平台上一个统一的音频接口，即只要音频处理应用程序按照OSS的API来编写，那么在移植到另外一个平台时，只需要重新编译即可。2.在linux系统中，所有的设备都被统一成文件，通过对文件的访问方式（首先open，然后read/write，同时可以使用ioctl读取/设置参数，最后close）来访问设备。1. 初试化Mixer：Mixer设备打开操作如下： /*

11、 Open the mixer device */if (mixerFd = open(device, O_RDONLY) = -1)音频输入源的配置操作如下：/* Set the mixer input source */if (ioctl(mixerFd, SOUND_MIXER_WRITE_RECSRC, &recmask) = -1)2.音频设备初始化音频设备打开操作如下：/* Open the sound device */if (fd = open(device, mode) = -1) /mode有三种选择：O_RDONLY，O_WRONLY和O_RDWR，分别表示只读、只写和读

12、写。在录音时配置O_RDONLY模式，而播放音频时配置为O_WRONLY模式。 采样格式设置操作如下：/* Set the sound format (only AFMT_S16_LE currently supported) */ if (ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFMT, &format) = -1) 通道数目设置操作如下：/* Set the number of channels */ if (ioctl(fd, SNDCTL_DSP_CHANNELS, &numchannels) = -1) 采样率设置操作如下：/* Set the sample rate */

13、if (ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SPEED, &samplerate) = -1) 3. 音频采集与播放/* Read input buffer from OSS input device */if (int) read(inputFd, inputBuffer, blksize) svideoInput,envp-imageWidth, envp-imageHeight,0);采集视频数据/* Get a frame buffer with captured data */ if (ioctl(captureFd, VIDIOC_DQBUF, &v4l2buf) = -1)

14、 三、实验内容1.在linux开发主机上打开终端，进入实验程序codec算法包所在目录：Host # cd /op t/dvevm_1_20/seed_exp/03.videoloopback/codecs/2. 重新编译codec算法包： Host # make clean Host # make3. 打开终端，进入实验程序ARM端所在目录： Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/03.videoloopback/video_app4. 重新编译应用程序： Host # make clean Host # make5. 复制编译生成的可执行文件到NFS根文件系

15、统中 Host # cp release/video_app /opt/nfs/opt/seed_exp6. 进入实验程序DSP端所在目录： Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/03.videoloopback/servers/video_copy7. 重新编译DSP Server Host # make clean Host # make8. 复制编译生成的. x64P文件到NFS根文件系统中： Host # cp video_copy.x64P /opt/nfs/opt/seed_exp9. 将系统配置为从NFS根文件系统启动：10. 启动系统后，登陆系统

16、，进入可执行文件所在目录；11. 加载cmemk.ko和dsplinkk.ko模块；12.执行应用程序，视频显示设备上将实时的显示采集的图像。三、实验结果通过摄像头，实验箱上的显示屏可以实时的显示摄像头所采集到的图像，如图所示。 四、实验体会通过前面的几次实验，这个实验做得十分顺利，按照教程一步步走下来，就得到了预期的结果。在实验过程中，出现的代码与音频采集的代码有不少相同之处，所以通过本次实验，不再是简单的敲代码，不知不觉中对一些代码的意思有了更明确的认识，渐渐知道整个实验的操作流程以及每一步的实验目的。当然，这只是最浅显的部分，但是通过本门课的实验学习，我从无从下手到可以顺利的做出正确的实

17、验结果，对DSP实验有了初步的认识和了解，发现枯燥的理论知识应用到实际会有这么多神奇的效果。也从中体会到了与老师、同学都交流的重要性，提高了独立思考的能力。OSD图像叠加实验在linux开发主机上打开终端，进入实验程序codec算法包所在目录Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/04.videoosd/codecs/重新编译codec算法包Host # make cleanHost # make进入实验程序ARM端所在目录Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/04.videoosd/video_osd_app重新编译应用程序Hos

18、t # make cleanHost # make复制编译生成的可执行文件到NFS根文件系统中Host # cp release/video_osd_app /opt/nfs/opt/seed_exp进入实验程序DSP端所在目录Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/03.videoloopback/servers/video_copy重新编译DSP Server。Host # make cleanHost # make复制编译生成的. x64P文件到NFS根文件系统中Host # cp video_copy.x64P /opt/nfs/opt/seed_exp启

19、动系统后，登陆系统，进入可执行文件所在目录root xxx.xxx.xxx.xxx：#cd /opt/seed_exp加载cmemk.ko和dsplinkk.ko模块root xxx.xxx.xxx.xxx：/opt/seed_exp#./loadmodules.sh执行应用程序root xxx.xxx.xxx.xxx：/opt/seed_exp#./video_osd_app视频显示设备上将实时的显示采集的图像，在图像的右上角显示叠加有SEED的log图标，下方显示采集的图像的帧率与DSP端CPU的使用率。视频采集图像如下：图像边缘检测实验在linux主机上打开终端，进入实验程序codec算

20、法包所在目录Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/05.videosobel/codecs/vidsobeledge重新编译codec算法包Host # make cleanHost # make进入实验程序ARM端所在目录Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/05.videosobel/video_sobel_app重新编译应用程序。Host # make cleanHost # make复制编译生成的可执行文件到NFS根文件系统中Host # cp release/video_sobel_app /opt/nfs/opt/se

21、ed_exp进入实验程序DSP端所在目录Host # cd /opt/dvevm_1_20/seed_exp/05.videosobel/servers/vidsobeledge重新编译DSP ServerHost # make cleanHost # make复制编译生成的. x64P文件到NFS根文件系统中Host # cp vidsobeledge.x64P /opt/nfs/opt/seed_exp启动系统后，登陆系统，进入可执行文件所在目录root xxx.xxx.xxx.xxx：#cd /opt/seed_exp加载cmemk.ko和dsplinkk.ko模块root xxx.xx

22、x.xxx.xxx：/opt/seed_exp#./loadmodules.sh执行应用程序root xxx.xxx.xxx.xxx：/opt/seed_exp#./video_sobel_app视频显示设备上将实时的显示采集的经算法处理的图像。实验中遇到的问题及解决办法在实验过程中将系统配置为从NFS根文件系统启动遇到困难，将DSP芯片与Linux主机相连时失败多次。首先检查网线跟串口的连接情况，然后修改Linux主机的IP地址，要注意Linux主机的IP地址要与DVS6446芯片的IP地址不同，但是IP的前三位要相同，最后一位不同。在实验过程中对Linux操作系统的一系列操作不了解，对某些

23、操作的目的不了解。通过看一些讲解Linux操作系统的视频跟书籍了解操作系统的命令，通过询问指导老师了解实验操作的目的。DVS6446通过NFS根文件系统启动后，在linux操作系统中将文件通过cp命令拷贝到opt/seed_exp目录后，等于把将要运行的文件存储到DVS6446的存储器，DVS6446可直接从存储器中调用文件执行。五申请成绩等级：85分以上。理由：说实话，这个实验自己做的相当不顺利。往往一整节课什么实验结果都出不来。我都是实在没办法了才向老师请教，让老师来指导自己的实验。所以可能在独立解决问题和实验能力上有所欠缺。总结和感想：在这一次的实验中，我们学习了SEED-DTK6446

24、系列DSP芯片的开发技能。其中css,linux平台下的软件操作和实际中硬件开发平台的连线都十分重要。在学习的过程中，我们逐渐熟希了软件的使用方法。但这其中也有许多困难。比如在进行linux平台下的开发时，用命令行来编写文件。一步一步跟着实验指导手册的要求来做。我就碰到了在编辑完程序之后，不知如何退出并保存的问题。这个问题对之前没有接触过linux的同学来说不请教别人是绝对克服不了的。可是实验指导手册里并没有写清楚，这可能会给新手带来麻烦。但这也教会我们学习一门技术需要主动的寻求帮助和查找资料。另外这学期我还选修了一门DSP原理与应用，通过这门选修课我对DSP芯片的寄存器等内部结构有了更加深入的理解，对本实验有非常大的帮助。