哈工大DSP课程报告.docx

1、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(Millio ns of In struc

2、tio ns Per Seco nd)，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(Millio ns of Operatio ns Per Seco nd),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

3、述。3、 MFLOPS ( Million Floating Point Operations Per Second)，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(Millio n Bit Per Seco nd),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

4、带宽。例如对TMS320C6XXX、 200MHz时钟、32bit总线时，总线数据吞吐率则为 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

5、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。

6、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，写出定时器 的设置程序代码。void ConfigCpuTimer(struct CPUTIMER_V ARS *Timer, float Freq, float Period)Ui nt32 temp;/定时器计数值Timer-CPUFre qlnMHz = Freq;Timer-PeriodI nUSec = Period; temp = (lo ng) (Freq * Period);Timer-RegsAddr-PRD.all = temp;Timer

7、-RegsAddr-TPR.all = 0; Timer-RegsAddr-TPRH.all = 0;Timer-RegsAddr-TCR.bit.POL = 0; Timer-RegsAddr-TCR.bit.TOG = 0;Timer-RegsAddr-TCR.bit.TSS = 1;Timer-RegsAddr-TCR.bit.TRB = 1; Timer-RegsAddr-TCR.bit.FRCEN = 0;Timer-RegsAddr-TCR.bit.PWIDTH = 7; Timer-RegsAddr-TCR.bit.SOFT = 1;Timer-RegsAddr-TCR.bit.

8、FREE = 1; Timer-RegsAddr-TCR.bit.TIE = 1;Timer-l nterruptCou nt = 0;Co nfigCpuTimer(&CpuTimer0,150,10000);题目二：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。VDD33V|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-

9、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。#in elude DSP281x_Device.h/使用的函数原型声明void Gpio_select(void);void In itSystem(void);void SCI_I nit(void);in terrupt void cpu_timer0_isr(void); in terrupt 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 mai n(void) InitSy

10、stem(); /初始化DSP内核寄存器Gpio_select(); /配置GPIO复用功能寄存器Ini tPieCtrl(); /调用外设中断扩展初始化单元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.TINTO = & cpu_timerO_isr;EDIS; /使能寄存器保护In itCpuTimers();/ 配置 CPU-Timer 0 周期 50

11、 ms:/ 150MHz CPU频率，50000微秒中断周期Con figCpuTimer(&CpuTimer0, 150, 50000);/ 使能 PIE 内的 TINT0 : Group 1 interrupt 7PieCtrlRegs.PIEIER1.bitNTx7 = 1;/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 PieCtrlRegs.PIEIER9.bitNTx2 = 1;/

12、 使能 CPU INT 9IER |= 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INTMERTM; /使能实时调试中断 DBGMCpuTimer0Regs.TCR.bit.TSS = 0; / 启动定时器 0SCI_I nit();while(1)while(CpuTimer0.InterruptCount 60) / 等待50ms * 60EALLOW;SysCtrIRegs.WDKE Y 二 0x55;SysCtrIRegs.WDKEY 二 0xAA; / 看门狗控制EDIS;CpuTimer0.InterruptCount = 0; / 复位计数器i

13、n dex = 0;SciaRegs.SCITXBUF二 messagei ndex+;void Gpio_select(void)EALLOW;置为I/OGpioMuxRegs.GPBMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPDMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPFMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPFMUX.bit.SCIRXDA_GPIOF5 = 1; / 配置 SCI-RXGpioMuxRegs.GPFMUX.bit.SCITXDA_GPIOF4 = 1; / 配置 SCI-TXGpioMuxRegs.GPEMUX.all = 0x

14、0;GpioMuxRegs.GPGMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPADIR.all = 0x0; / GPIO PORT 配置为输入GpioMuxRegs.GPBDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPDDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPEDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPFDIR.all = 0x00FF;GpioMuxRegs.GPGDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPAQUAL.all = 0x0; / 设置所有 GPIO输入的量化值等于0GpioMuxRegs.GPBQUAL.all

15、 = 0x0;GpioMuxRegs.GPDQUAL.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPEQUAL.all = 0x0;EDIS;void In itSystem(void)EALLOW;SysCtrIRegs.WDCR二 0x00AF; / 配置看门狗/ 0x00E8禁止看门狗，预定标系数 Prescaler = 1/ OxOOAF 不禁止看门狗，预定标系数Prescaler = 64SysCtrIRegs.SCSR = 0; /看门狗产生复位SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV = 10; / 配置处理器锁相环,倍频系数为5SysCtrIRegs.HISPCPa

16、ll = 0x1; / 配置高速外设时钟分频系数：2SysCtrlRegs丄OSPCP.all二0x2; /配置低速外设时钟分频系数：4/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SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVAENCLK=O;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVBENCLK=O;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIAENCLK=1; / 使能 SCI 模块 的时钟SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIBENCLK=O;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.MCBSPENCLK=O;SysCtrl

17、Regs.PCLKCR.bit.SPIENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ECANENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ADCENCLK=0;EDIS;void SCI_I nit(void)SciaRegs.SCICCR.all =0x13; / 2bit 停止位 无循环模式无极性，字符长度：8 bits,/异步模式，空闲线协议SciaRegs.SCICTL1.all =0x0003; / 使能 TX, RX,内部SCICLK,禁止 RX ERR, SLEEP, TXWAKESciaRegs.SCIHBAUD = 0; / 波特率：19200

18、 (LSPCLK =37.5MHz);SciaRegs.SCILBAUD = 0xf3;SciaRegs.SCICTL2.bit.TXINTENA = 1; / 使能 SCI 发送中断SciaRegs.SCICTL1.all =0x0023; / 使 SCI 退出复位in terrupt void cpu_timer0_isr(void)CpuTimer0n terruptCo un t+;/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PieCtrIRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1;二= SCI_A发送中断服务程序/发送字符串 messag

19、e/=in terrupt void SCI_TX_isr(void)if (index 26)in dex =0; for(i=0;i15000000;i+) / 软件延时，近似 2 秒.EALLOW;SysCtrlRegs.WDKEY 二 0x55; / 看门狗控制SysCtrlRegs.WDKEY 二 0xAA; / 看门狗控制EDIS;void Gpio_select(void)EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all = 0x0; / 所有 GPIO 端口配置为I/OGpioMuxRegs.GPBMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPDMUX.al

20、l = 0x0;GpioMuxRegs.GPFMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPFMUX.bit.SCIRXDA_GPIOF5 = 1; / 配置 SCI-RXGpioMuxRegs.GPFMUX.bit.SCITXDA_GPIOF4 = 1; / 配置SCI-TXGpioMuxRegs.GPEMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPGMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPADIR.all = 0x0; II GPIO PORT 配置为 输入GpioMuxRegs.GPBDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPDDIR.a

21、ll = 0x0;GpioMuxRegs.GPEDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPFDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPGDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPAQUAL.all = 0x0; / 设置所有 GPIO输入的量化值等于0GpioMuxRegs.GPBQUAL.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPDQUAL.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPEQUAL.all = 0x0;EDIS;void In itSystem(void)EALLOW;SysCtrIRegs.WDCR二 0x00AF; / 配

22、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 = 64SysCtrlRegs.SCSR = 0; /看门狗产生复位SysCtrlRegs.PLLCR.bit.DIV = 10; / 配置处理器锁相环，倍频系数为5SysCtrIRegs.HISPCPall = 0x1; / 配置高速外设时钟分频系数：2SysCtrIRegs丄OSPCP.all二0x2; /配置低速外设时钟分频系数：4/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SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EV

23、AENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.EVBENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIAENCLK=1; / 使能 SCI 模块 的时钟SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIBENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.MCBSPENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SPIENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ECANENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.ADCENCLK=0;EDIS;void SCI_I nit(void)SciaReg

24、s.SCICCR.all =0x13; / 2bit 停止位 无循环模式无极性， 字符长度：8 bits,/异步模式， 空闲线协议SciaRegs.SCICTL1.all =0x0003; / 使能 TX, RX,内部SCICLK,禁止 RX ERR,SLEEP, TXWAKESciaRegs.SCIHBAUD = 0; / 波特率：19200( LSPCLK =37.5MHz);SciaRegs.SCILBAUD = 0xf3;SciaRegs.SCICTL1.all =0x0023; / 使 SCI 退出复位题目六: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

25、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。#in elude DSP28_Device.hUi nt16table15=0xc000,0xf900,0xA400,0xB000,0x9900,0x9200,0x8200,0xF800,0x8000,0x9000,0x8800,0x8300,0xc600,0xa100,0x8600,0x8e00;void spintial() / SPI初始化子程序EALLOW;SpiaRegs.SPICCR.all =0x0047; / 使 SPI 处于复位模式，下降

26、沿，8位数据SpiaRegs.SPICTL.all =0x0006; / 主控模式，一般时钟模式，使能talk，关闭SPI中断SpiaRegs.SPIBRR =0x007F; / 配置波特率SpiaRegs.SPICCR.all =SpiaRegs.SPICCR.all|0x00C7; / 退出复位状态EALLOW;GpioMuxRegs.GPFMUX.all=OxOOOF; / 设置通用引脚为SPI引脚EDIS;void gpio_i nit()EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.bit.TDIRA_GPIOA11=0; / GPIOA11设置为一般I/O端口GpioMuxR

27、egs.GPADIR.bit.GPIOA1 仁1; / 把 GPIOA11 设置为输出EDIS;GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA1 仁0; / GPIOA11端口为74HC595锁存信号void mai n(void)un sig ned int k=0;Ini tSysCtrl(); /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)GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA1 仁0; / 给 LOCK信号一个低电平for(k=0;k8;k+)SpiaRegs.SPITXBUF = tablek+1; / 给数码管送数while(SpiaRegs.SPISTS.bitNT_FLAG !=1)SpiaRegs.SPIRXBUF = SpiaRegs.SPIRXBUF; / 空读 清中断标志GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA11=1; / 给LOCK信号一