1、哈工大DSP课程报告哈工大DSP课程报告2015年秋季学期DSP原理及应用课程课程设计报告院系: 航天工程与力学系 班号: 1218201_ 学号: 1122110326_ 姓名: 高小宁_ 2016年 1月 13日审阅教师: 考核成绩:_ 题目一:结合学习过的DSP基本知识,试论述如果采用DSP为核心器件设计系统,需要考虑哪些性能指标、遵循哪些设计原则?一、运算速度:首先我们要确定数字信号处理的算法,算法确定以后其运算量和完成时间也就大体确定了,根据运算量及其时间要求就可以估算DSP芯片运算速度的下限。在选择DSP芯片时,各个芯片运算速度的衡量标准主要有:1、MIPS(MillionsofI
2、nstructionsPerSecond),百万条指令/秒,一般DSP为20100MIPS,使用超长指令字的TMS320B2XX为2400MIPS。必须指出的是这是定点DSP芯片运算速度的衡量指标,应注意的是,厂家提供的该指标一般是指峰值指标,因此,系统设计时应留有一定的裕量。2、MOPS(MillionsofOperationsPerSecond),每秒执行百万操作。这个指标的问题是什么是一次操作,通常操作包括CPU操作外,还包括地址计算、DMA访问数据传输、I/O操作等。一般说MOPS越高意味着乘积-累加和运算速度越快。MOPS可以对DSP芯片的性能进行综合描述。3、MFLOPS(Mill
3、ionFloatingPointOperationsPerSecond),百万次浮点操作/秒,这是衡量浮点DSP芯片的重要指标。例如TMS320C31在主频为40MHz时,处理能力为40MFLOPS,TMS320C6701在指令周期为6ns时,单精度运算可达1GFLOPS。浮点操作包括浮点乘法、加法、减法、存储等操作。应注意的是,厂家提供的该指标一般是指峰值指标,因此,系统设计时应注意留有一定的裕量。4、MBPS(MillionBitPerSecond),它是对总线和I/O口数据吞吐率的度量,也就是某个总线或I/O的带宽。例如对TMS320C6XXX、200MHz时钟、32bit总线时,总线数
4、据吞吐率则为800Mbyte/s或6400MBPS。 5、指令周期,即执行一条指令所需的时间,通常以ns(纳秒)为单位,如TMS320LC549-80在主频为80MHz是的指令周期为12.5ns。MAC时间,执行一次乘法和加法运算所花费的时间:大多数DSP芯片可以在一个指令周期内完成一次MAC运算。6、FFT/FIR执行时间,运行一个N点FFT或N点FIR程序的运算时间。由于FFT运算/FIR运算是数字信号处理的一个典型算法,因此,该指标可以作为衡量芯片性能的综合指标。二、运算精度:一般情况下,浮点DSP芯片的运算精度要高于定点DSP芯片的运算精度,但是功耗和价格也随之上升。三、字长的选择:一
5、般浮点DSP芯片都用32位的数据字,大多数定点DSP芯片是16位数据字。四、存储器等片内硬件资源安排:包括存储器的大小,片内存储器的数量,总线寻址空间等。五、开发调试工具:完善、方便的的开发工具和相关支持软件是开发大型、复杂DSP系统的必备条件,对缩短产品的开发周期有很重要的作用。六、功耗与电源管理:一般来说个人数字产品、便携设备和户外设备等对功耗有特殊要求,因此这也是一个该考虑的问题。七、价格及厂家的售后服务因素:价格包括DSP芯片的价格和开发工具的价格。八、其他因素:包括DSP芯片的封装形式、环境要求、供货周期、生命周期等。题目二:采用DSP处理器的CPU定时器进行10000次计数,写出定
6、时器的设置程序代码。void ConfigCpuTimer(struct CPUTIMER_VARS *Timer, float Freq, float Period)Uint32 temp;/定时器计数值 Timer-CPUFreqInMHz = Freq; Timer-PeriodInUSec = Period; temp = (long) (Freq * Period);Timer-RegsAddr-PRD.all = temp; Timer-RegsAddr-TPR.all = 0; Timer-RegsAddr-TPRH.all = 0; Timer-InterruptCount =
7、 0;ConfigCpuTimer(&CpuTimer0,150,10000);题目三:如果采用DSP处理器的GPIO端口点亮小灯,试画出基本的电路原理图。当GPIO端为低电平时,小灯被点亮。题目四:设计DSP处理器SCI串口同计算机通信,采用中断方式收发数据,间隔3秒发送一次字符The TMS320F2812-UART is fine !;要求SCI配置为波特率19200,数据长度8Bit,无极性,2位停止位;使用TX缓冲寄存器空触发SCI-TX INT中断,CPU定时器0中断触发第一次传输,试给出相关程序代码。#include DSP281x_Device.h/ 使用的函数原型声明void
8、 Gpio_select(void);void InitSystem(void); void SCI_Init(void); interrupt void cpu_timer0_isr(void); interrupt void SCI_TX_isr(void); / 全局变量char message=The F2812-UART is fine !nr;int index =0; / 字符串指针 void main(void) InitSystem(); / 初始化DSP内核寄存器 Gpio_select(); / 配置GPIO复用功能寄存器 InitPieCtrl(); / 调用外设中断扩
9、展初始化单元 PIE-unit ( 代码 : DSP281x_PieCtrl.c) InitPieVectTable(); / 初始化 PIE vector向量表 ( 代码 : DSP281x_PieVect.c ) / 重新映射 PIE - Timer 0的中断 EALLOW; / 解除寄存器保护 PieVectTable.TINT0 = &cpu_timer0_isr; EDIS; / 使能寄存器保护 InitCpuTimers(); / 配置 CPU-Timer 0 周期50 ms: / 150MHz CPU 频率, 50000 微秒中断周期 ConfigCpuTimer(&CpuTim
10、er0, 150, 50000); / 使能PIE内的 TINT0 : Group 1 interrupt 7 / 使能 CPU INT1 (连接到CPU-Timer 0中断) IER = 1; EALLOW; / 解除寄存器保护 PieVectTable.TXAINT = &SCI_TX_isr; EDIS; / 使能寄存器保护 / 使能PIE内的 SCI_A_TX_INT中断 / 使能 CPU INT 9 IER |= 0x100; / 全局中断使能和更高优先级的实时调试事件 EINT; / 全局中断使能INTM ERTM; / 使能实时调试中断DBGM SCI_Init(); while
11、(1) while(CpuTimer0.InterruptCount 60) / 等待50ms * 60 EALLOW; SysCtrlRegs.WDKEY = 0x55; SysCtrlRegs.WDKEY = 0xAA; / 看门狗控制 EDIS; CpuTimer0.InterruptCount = 0; / 复位计数器 index = 0; SciaRegs.SCITXBUF= messageindex+; void Gpio_select(void) EALLOW; EDIS; void InitSystem(void) EALLOW; SysCtrlRegs.WDCR= 0x00A
12、F; / 配置看门狗 / 0x00E8 禁止看门狗,预定标系数Prescaler = 1 / 0x00AF 不禁止看门狗, 预定标系数Prescaler = 64 SysCtrlRegs.SCSR = 0; / 看门狗产生复位 / 使用的外设时钟时钟设置: / 一般不使用的外设的时钟禁止,降低系统功耗 EDIS;void SCI_Init(void) / 无极性, 字符长度:8 bits, / 异步模式, 空闲线协议 / 禁止 RX ERR, SLEEP, TXWAKE SciaRegs.SCIHBAUD = 0; / 波特率:19200(LSPCLK = 37.5MHz) ; SciaReg
13、s.SCILBAUD = 0xf3; interrupt void cpu_timer0_isr(void) CpuTimer0.InterruptCount+; / 每个定时器中断清除一次看门狗计数器 / 响应中断并允许系统接收更多的中断 /=/ SCI_A 发送中断服务程序/ 发送字符串 message /=interrupt void SCI_TX_isr(void) if (index 26) index =0; for(i=0;i15000000;i+) / 软件延时,近似2秒. EALLOW; SysCtrlRegs.WDKEY = 0x55; / 看门狗控制 SysCtrlReg
14、s.WDKEY = 0xAA; / 看门狗控制 EDIS; void Gpio_select(void) EALLOW; EDIS; void InitSystem(void) EALLOW; SysCtrlRegs.WDCR= 0x00AF; / 配置看门狗 / 0x00E8 禁止看门狗,预定标系数Prescaler = 1 / 0x00AF 不禁止看门狗, 预定标系数Prescaler = 64 SysCtrlRegs.SCSR = 0; / 看门狗产生复位 / 使用的外设时钟时钟设置: / 一般不使用的外设的时钟禁止,降低系统功耗 EDIS;void SCI_Init(void) / 无
15、极性, 字符长度:8 bits, / 异步模式, 空闲线协议 / 禁止 RX ERR, SLEEP, TXWAKE SciaRegs.SCIHBAUD = 0; / 波特率:19200(LSPCLK = 37.5MHz) ; SciaRegs.SCILBAUD = 0xf3; 题目六:应用DSP处理器的SPI接口,以查询方式实现低电平点亮LED循环显示16进制字符“0F”功能(LED定义如左图所示),SPI配置为上升沿无延时发送,数据长度为8位,波特率最小值,试设计给出相关程序代码。#include DSP28_Device.hUint16 table15=0xc000,0xf900,0xA4
16、00,0xB000,0x9900,0x9200,0x8200,0xF800,0x8000,0x9000,0x8800,0x8300,0xc600,0xa100,0x8600,0x8e00; void spi_intial() / SPI初始化子程序 EALLOW; SpiaRegs.SPIBRR =0x007F; / 配置波特率 EALLOW; EDIS; void gpio_init() EALLOW; EDIS;void main(void) unsigned int k=0; InitSysCtrl(); / 系统初始化子程序,该程序包含在DSP28_SysCtrl.C中 DINT; / 关闭总中断 IER = 0x0000; IFR = 0x0000; spi_intial(); / SPI初始化子程序 gpio_init(); / GPIO初始化子程序 while(1) for(k=0;k8;k+) SpiaRegs.SPITXBUF = tablek+1; / 给数码管送数 SpiaRegs.SPIRXBUF = SpiaRegs.SPIRXBUF; / 空读清中断标志 for(k=0;k15;k+) 注意:纸质版课程设计报告1月14日提交到主楼608房间
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