【正文】 實驗二 —— 用 SIMULATOR 模擬實現(xiàn)數(shù)字信號處理 本實驗主要通過四個練習來了解如何利用 SIMULATOR實現(xiàn)基本的信號處理方法。實驗包括以下幾個練習： 練習一：時域卷積運算 練習二： DFT運算 練習三：時域相關運算 練習四：利用相關函數(shù)計算信號的功率譜 練習一 —— 時域卷積運算 練習一的目的是使學生掌握 VisualDSP++的使用，同時加深對數(shù)字信號處理理論的理解。這是一個較簡單的計算兩個輸入序列的卷積程序。兩個輸入序列的長度相同，分別寫入到幾個文件中。程序編 譯運行時將數(shù)據(jù)讀入存儲器中，并對其進行卷積運算，計算結果存放于另一個緩沖區(qū)中。 1． 程序說明 設輸入序列 X的長度為 M， Y的長度為 N，則程序按照因果系統(tǒng)計算卷積： ??? ?? 10 )()()( Mk kmYkXmZ , 10 ???? MNm 程序中一個輸入序列 X 指定到數(shù)組 inputx中，另一個輸入序列 Y指定到數(shù)組 inputy 中，卷積的輸出指定到數(shù)組 output 中。根據(jù)卷積原理，兩個輸入序列長度為 M=N=64，輸出序列長度為 M+N1=127。 程序主要由主程序和卷積子 程序（位于 pm_code 段中）二個模塊組成。在主程序中，先將輸入數(shù)組 X 復制到輸出數(shù)組的后半部分，然后調用卷積子程序 conv 計算卷積。 卷積計算子程序中，將計算按照輸出長度分成兩段完成，在程序中利用 left 和 right 兩個二重循環(huán)實現(xiàn)。 Left 循環(huán)計算 m=0~N1， right 循環(huán)計算 m=N~N+M1。在計算卷積時，序列 X 采用正常序尋址，利用指令 F5=DM(I9,M9)讀取 X(k)，其中地址增量寄存器 M9＝ 1，開始計算時寄存器 I9 指向序列 X 的第一個元素。而序列 Y 是逆序尋址，利用指令F0=DM(I1,M2)讀 取 Y(mk)，其中地址增量寄存器 M2＝－ 1，開始計算時寄存器 I1 指向序列 Y 的最后一個元素。 實驗測試程序主要模塊的源程序如下： /******************************************************************** ADSP2106x 程序功能：計算 X[]與 Y[]的卷積 ******************************************************************/ include /* 存儲器映射的 IOP 寄存器定義 */ define LENGTH_X 64 /* 符號常數(shù) */ define LENGTH_Y 64 .SECTION/DM dm_data。 /* 定義數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的變量 */ .VAR inputx[LENGTH_X]= 。 .VAR inputy[LENGTH_Y]= 。 .VAR output[LENGTH_X+LENGTH_Y1]= 。 .SECTION/PM pm_rsti。 /* 復位向量段 */ NOP。 USTAT2= 0x108421。 /* 復位后程序從這里開始執(zhí)行 */ DM(WAIT)=USTAT2。 /* 設置外部存儲器訪問為 0 等待 */ JUMP start。 .SECTION/PM pm_code。 start: M1=1。 I0=inputx。 L0=0。 I3=output+LENGTH_Y1。 L3=0。 /* 把數(shù)組 inputx復制到 output 的后半段（位于 LENGTH_Y－ 1 開始） */ LCNTR=LENGTH_X, do copydata until lce。 F0=DM(I0,M1)。 copydata:DM(I3,M1)=F0。 CALL conv。 /* 調用子程序 ,進行卷積計算 */ end: IDLE。 /* 等待 */ /********* 計算時域相關性的子程序 ****************************/ conv: I2=output。 M1=1。 M2=1。 M9=1。 F15=0。 /* 用于給累加器清零 */ /* 計算前 LENGTH_X 個數(shù)據(jù) */ LCNTR=LENGTH_X, DO left UNTIL LCE。 I9=I2。 I1=inputy+LENGTH_Y1。 /* 指向 inputy 的結尾 */ F9=PASS F15, F0=DM(I1,M2), F5=PM(I9,M9)。 LCNTR=LENGTH_Y, DO inner1 UNTIL LCE。 F13=F0*F5。 inner1: F9=F9+F13, F0=DM(I1,M2), F5=PM(I9,M9)。 /* F0=數(shù)組 inputy , F5=數(shù)組 inputx */ left: DM(I2,M1)=F9。 /* 存儲計算結果 ,I2 遞增 */ /* 計算后面 LENGTH_Y1 個數(shù)據(jù) */ R1=LENGTH_Y。 /* 內循次數(shù)計數(shù)器 */ LCNTR=LENGTH_Y1, DO right UNTIL LCE。 I9=I2。 I1=inputy+LENGTH_Y1。 /* 指向 inputy 的結尾 */ R1=R11。 /* 循環(huán)次數(shù)遞減 */ F9=PASS F15, F0=DM(I1,M2), F5=PM(I9,M9)。 LCNTR=R1, DO inner2 UNTIL LCE。 F13=F0*F5。 inner2: F9=F9+F13, F0=DM(I1,M2),F5=PM(I9,M9)。 /* F0=數(shù)組 inputy , F5=數(shù)組 inputx */ right: DM(I2,M1)=F9。 /* 存儲計算結果 ,I2 遞增 */ RTS。 2． 實驗步驟 1）調入程序 啟動運行 VisualDSP++，運行菜單命令 \Project\New來新建一個工程，工程名稱自定義，正確設置工程的各個選項，將 DSP_exp\float\unit_2\Conv 目錄下的源文件（ 和）加入到工程中，同時也將備用的數(shù)據(jù)文件 、 、 、 、 以及初始化文件 加入工程中。 2）選擇輸入數(shù)據(jù)文件 編譯程序前，在下述程序行中將輸入數(shù)據(jù)文件改為 和 ： .VAR inputx[LENGTH_X]= 。 .VAR inputy[LENGTH