哈工大DSP课程报告

1、哈工大DSP课程报告日期: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: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、MI PS(Millio ns of In structio ns Per S

2、eco nd)，百万条指令 / 秒，一 般DSP为20100MI PS，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、MOP S(Millio ns of Op erati ons P er 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 进行综合描述。3、MFL OP

3、S ( Millio n Floati ng Point Op erati ons Per Seco nd)，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、MBP S(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的带宽。例如对T

4、MS320C6XXX、200MHz时钟、32bit总线时，总线数据吞吐率则为800Mbyte/s或 6400MB PS。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 12.5nso 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

5、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。八、其他因素：包括 DSP芯片的封装形式、

6、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 tem p;/定时器计数值Timer->C PUFre qInMHz = Freq; Timer- >P eriodI nUSec = Period; temp 二(lo ng) (Freq * P eriod); Timer->RegsAddr- >P RD.all = temp;Tim

7、er->RegsAddr->T PR.all = 0;Timer->RegsAddr->T PRH.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.

8、bit. PWIDTH = 7; Timer->RegsAddr->TCR.bit.SOFT = 1; Timer->RegsAddr->TCR.bit.FREE = 1; Timer->RegsAddr->TCR.bit.TIE = 1; Timer->I nterru ptCou nt = 0;Co nfigC puTimer(&Cp uTimer0,150,10000);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。GPIOVDD33V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

9、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。#inelude "DSP281x Device.h"/使用的函数原型声明void Gp io_select(void);void In itSystem(void);void SCInit(void);in terr upt void epu _timer

10、O_isr(void); in terru pt void SCI_TX_isr(void);/全局变量char message="The F2812-UART is fine !n门; int index =0;/字符串指针void mai n(void) In itSystemO;/初始化DSP内核寄存器Gp io_select（）;/配置GPIO复用功能寄存器调用外设中断扩展初始化单元/InitP ieCtrlO;InitP ieVectTableO;（代码：DSP281x_PieVect.c ）/初始化 PIE vector向量表PIE-unit （代码：DSP281x_Pi

11、eCtrl.c）重新映射PIE - Timer 0的中断 EALLOW; /解除寄存器保护P ieVectTable.TINTO = &cp u_timerO_isr;EDIS; /使能寄存器保护In itC puTimersO;/ 配置 CPU-Timer 0 周期 50 ms:/ 150MHz CPU频率，50000微秒中断周期Con figC puTimer（&Cp uTimer0, 150, 50000）;/ 使能 PIE 内的 TINT0 : Group 1 interrupt 7 P ieCtrIRegs. PIEIER1.bit.lNTx7 = 1;/使能CPU

12、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P ieCtrIRegs. PIEIER9.bit.lNTx2 = 1;/ 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INTMERTM; /使能实时调试中断 DBGMCpuTimerORegs.TCR.bit.TSS = 0; / 启动定时器 0SCI_I nit(); whil

13、e(1)while(CpuTimer。nterruptCount < 60)/ 等待50ms * 60EALLOW;SysCtrIRegs.WDKE Y 二 0x55;SysCtrIRegs.WDKEY 二 0xAA; / 看门狗控制 EDIS;CpuTimer0.lnterruptCount = 0;/ 复位计数器in dex = 0;SciaRegs.SCITXBUF二 messagei ndex+;void Gp io_select(void) EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all = 0x0;/ 所有 GPIO 端口配置为I/OGp ioMuxRegs.G

14、PBMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PDMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PFMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PFMUX.bit.SCIRXDA_G PIOF5 = 1; / 配置SCI-RXGp ioMuxRegs.G PFMUX.bit.SCITXDA_G PIOF4 = 1; / 配置SCI-TXGp ioMuxRegs.G PEMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PGMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPADIR.all = 0x0; / GPIO PORT配置为输入Gp

15、 ioMuxRegs.G PBDIR.all = 0x0; Gp ioMuxRegs.G PDDIR.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PEDIR.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PFDIR.all = 0x00FF;Gp ioMuxRegs.G PGDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPAQUAL.all = 0x0;/ 设置所有 GPIO输入的量化值等于0Gp ioMuxRegs.G PBQUAL.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PDQUAL.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PEQUAL.all = 0

16、x0;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 = 64/SysCtrlRegs.SCSR = 0;SysCtrlRegs. PLLCR.bit.DIV = 10;倍频系数为5看门狗产生复位/配置处理器锁相环，频系数:SysCtrIRegs.HIS PCPall = 0x1;2/配置高速外设时钟分频系数:SysCtrlRegs.LOS PCP. all = 0x2;4/配置低速外

17、设时钟分/使用的外设时钟时钟设置： / 一般不使用的外设的时钟禁止，SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.EVAENCLK=0;SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.EVBENCLK=0;SysCtrlRegs.PCLKCR.bit.SCIAENCLK=1; / 使能 SCI 模块降低系统功耗的时钟SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.SCIBENCLK=0;SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.MCBS PENCLK=0;SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.S PIENCLK=0;SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.ECANEN

18、CLK=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,SLEE P, TXWAKESciaRegs.SCIHBAUD = 0;/ 波特率：19200( LSPCLK =37.5MHz);SciaRegs.SCILBAUD = 0xf3;SciaRegs.SCI

19、CTL2.bit.TXINTENA = 1; / 使能 SCI 发送中断SciaRegs.SCICTL1.all =0x0023;/ 使 SCI 退出复位in terru pt void cpu _timer0_isr(void)Cpu Timer。n terr up tCo 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P ieCtrIRegs .P lEACK.all = P IEACK_GROU P1;/II SCI_A发送中断服务程序/发送字符串 message!二二=in terru pt void SCI_TX_isr(void)if (inde

20、x < 26) SciaRegs.SCITXBUF=messagei ndex+;/重新初始化PIE为下一次SCI-A TX准备接收下一次中断P ieCtrIRegs. PIEACK.all = 0x0100;响应中断题目五：采用查询方式实现题目四中功能，SCI配置要求相同，使用发送 移位寄存器空标志位TXEMPTY触发发送数据，软件延时方法控制 间隔时间3秒，试给出相关程序代码。#inelude "DSP281x Device.h"/使用的函数声明 void Gpio _select(void); void In itSystem(void); void SCI_I

21、 nit(void);void mai n(void)字符指针定义/char message="The F2812-UART is fine !nr" int in dex =0;long i;In itSystemO;/初始化DSP内核寄存器Gp io_select();/配置GPIO复用功能寄存器/ SCI接口初始化SCI_I nit();while(1)SciaRegs.SCITXBUF二messagei ndex+; while ( SciaRegs.SCICTL2.bit.TXE MPTY = 0);/状态检测模式：/状态检测，等待发送标识为空：TXE MPTY

22、= 0EALLOW;SysCtrlRegs.WDKEY 二 0x55;/ 看门狗控制SysCtrlRegs.WDKE Y 二 0xAA;EDIS;if (in dex > 26)/软件延时，近似2秒.in dex =0;for(i=0;i<15000000;i+)EALLOW;SysCtrlRegs.WDKEY 二 0x55;/ 看门狗控制SysCtrlRegs.WDKEY 二 0xAA;/ 看门狗控EDIS;void Gp io_select(void) EALLOW;GpioMuxRegs.GPAMUX.all = 0x0;/ 所有 GPIO 端口配置为I/OGp ioMuxR

23、egs.G PBMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PDMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PFMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PFMUX.bit.SCIRXDA_G PIOF5 = 1; / 配置SCI-RXGp ioMuxRegs.G PFMUX.bit.SCITXDA_G PIOF4 = 1; / 配置SCI-TXGp ioMuxRegs.G PEMUX.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PGMUX.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPADIR.all = 0x0; / GPIO PORT配

24、置为0x0; 0x0;0x0;0x0;输入Gp ioMuxRegs.G PBDIR.allGp ioMuxRegs.G PDDIR.allGp ioMuxRegs.G PEDIR.allGp ioMuxRegs.G PFDIR.allGp ioMuxRegs.G PGDIR.all = 0x0;GpioMuxRegs.GPAQUAL.all = 0x0;/ 设置所有 GPIO输入的量化值等于0Gp ioMuxRegs.G PBQUAL.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PDQUAL.all = 0x0;Gp ioMuxRegs.G PEQUAL.all = 0x0;EDIS;v

25、oid In itSystem(void)/配置看门狗0X00E8禁止看门狗，预定EALLOW;SysCtrIRegs.WDCR二 0x00AF;/标系数 Prescaler = 1/0x00AF 不禁止看门狗，预定标系数Prescaler = 64/SysCtrIRegs.SCSR = 0;SysCtrIRegs. PLLCR.bit.DIV = 10;倍频系数为5看门狗产生复位/配置处理器锁相环，SysCtrlRegs.HIS PCPall = 0x1;频系数：2/配置高速外设时钟分SysCtrIRegs.LOSPCP.all = 0x2;/ 配置低速外设时钟分频系数：4/使用的外设时钟时

26、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=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.MCBS PENCLK=0;SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.S PIENCLK=0;SysCtrlRegs. PCLKCR.bit.ECANENCLK=0;SysCtrl

27、Regs. PCLKCR.bit.ADCENCLK=0;EDIS;void SCInit(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RXERR,SLEE P, 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 "DSP28Device.h"Uin t16 table15=0xc000,0xf900,0xA400,0xB000,0x9900,0x9200,0x8200,0xF8 00,0x8000,0x9000,0x8800,0x8300,0xc600,0xa100,0x8600,