【正文】 RAM 增加一個數(shù)量級以 上。 這些特點使得 TMS320 系列 DSP 芯片可以實現(xiàn)快速的 數(shù)字信號處理 運算，并使大部分運算 （ 例 如 ） 乘法 能夠在一個指令周期內(nèi)完成。取指令和取數(shù)據(jù)都訪問同一存儲器，數(shù)據(jù)吞吐率低。對每個濾波器抽頭，必須做一次乘法和一次加法。如果采用特殊的 DSP 指令或采用 TMS320C54X 等新一代的 DSP 芯片，可進一步降低 FIR 抽頭的計算時間?？焖俚闹噶钪芷谑沟?DSP 芯片能夠?qū)崟r實現(xiàn)許多 DSP 應(yīng)用。 TMS320C6000 系列的 DSP 主要用于高速寬帶和圖像處理等高端應(yīng)用，如寬帶通信、3G 基站和醫(yī)療圖像處理等。 （ 2） 安裝 CCS。 C 編譯器 （ C Cpiler） 產(chǎn)生匯編語言源代碼； 圖 CCS 開發(fā)周期 設(shè)計 概念性規(guī)劃 編程和編譯 創(chuàng)建工程文件，編寫源程序和配置文件 調(diào)試 語法檢查，探測點設(shè)置和日志保存 分析 實時調(diào)試、統(tǒng)計和跟蹤 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 9 匯編器 （ Assembler） 把匯編語言源文件翻譯成機器語言目標(biāo)文件，機器語言格式為公用目標(biāo)格式（ COFF） ； 連接器 （ Linker） 把多個目標(biāo)文件組合成單個可執(zhí)行目標(biāo)模塊。 ②創(chuàng)建應(yīng)用程序 應(yīng)用程序通過工程文件來創(chuàng)建， 工程文件中包括 C 源程序、匯編源程序、目標(biāo)文件、庫文件、連接命令文件和包含文件。在生成目標(biāo)程序和程序庫的過程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過跟蹤信息對不同的程序進行分類管理； （ 5） 基本調(diào)試工具具有裝入執(zhí)行代碼、查看寄存器、存儲器、反匯編、變量窗口等功能，并支持 C 源代碼級調(diào)試； （ 6） 斷點工具，能在調(diào)試程序的過程中，完成 軟 硬件斷點和條件斷點的設(shè)置； （ 7） 探測點工具，可用于算法的仿真，數(shù)據(jù)的實時監(jiān)視等； （ 8） 分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評價代碼執(zhí) 行的時鐘； （ 9） 數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運算結(jié)果用圖形顯示 ,包括顯示時域 /頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進行自動刷新； （ 10） 提供 GEL工具。另外， RTDX 通過主機和 DSP APIs 提供主機和DSP 之間的雙向?qū)崟r數(shù)據(jù)交換，它能夠使開發(fā)者實時連續(xù)地觀察到 DSP 應(yīng)用的實際工作方式。 數(shù)字信號處理仿真 /教學(xué)實驗系統(tǒng) DES320PPU 簡介 圖 數(shù)字信號處理仿真 /教學(xué)實驗系統(tǒng) DES320PPU 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 13 圖 為數(shù)字信號處理仿真 /教學(xué)實驗系統(tǒng) DES320PPU，該實驗系統(tǒng)有如下特點： 集成 XDS510 仿真調(diào)試器，無需外部 JTAG 仿真器便可完成所有 DSP 實驗；全面支持 39。利用該擴展總線可以很方便的設(shè)計DSP 擴展板卡， 如高性能 A/D 或 D/A 等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 14 第三章 系統(tǒng)仿真 雙音多頻 (DTMF)信號 的產(chǎn)生 DTMF 編碼器基于兩個二階數(shù)字正弦波振蕩器，一個用于產(chǎn)生行頻，一個用于產(chǎn)生列頻?？梢钥吹绞┘拥皆撓到y(tǒng)的沖擊函數(shù)用于激發(fā)系統(tǒng)振蕩，1 列頻 行頻 1 al al DTMF 信號 Z Z Z Z + + + 圖 DTMF 數(shù)字振蕩器對 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 15 此后系統(tǒng)可以自行維持穩(wěn)幅的振蕩。每個任務(wù)結(jié)束后，啟動下一個任務(wù)前（音頻信號任務(wù)或靜音任務(wù)），都必須復(fù)位定時器變量。 在整個檢測過程首先要確定檢測算法，這是最重要的一步， 采用 Goertzel 算法，這是一種在輸 入信號中提取頻譜信息的快速有效方法。 盡管針對以上應(yīng)用均有專用 IC，但采用軟件來實現(xiàn)這些芯片的功能時所需成本比采用專用芯片低很多。 ① 決定采樣率 實際上，采樣率可能已經(jīng)由應(yīng)用本身決定了。 這就可能使我們?yōu)榱双@取最大的頻率分辨率而盡量將 N 取高。 1Q 是前一次采樣處理的 0Q 值， 2Q 是在兩次采樣前的 0Q 值 (或 1Q 在本次采樣前的值 )。如果需要的話，還可以從該頻率實部和虛部中算出幅度和相位信息。由圖 知， DFT 計算可以等價為： )2()1()c o s (2)()( 2 ????? nvnvnxnv kkN kk ?, Nn??0 式 () )1()()()( 2 ???? ? NveNvNykX kkjkk N? 式 () 另外，在 DTMF 檢測中，對于輸入的實數(shù)序列并不需要檢測出 8 個行頻 /列頻的相位，只需要計算出其幅度平方即可。 （ 3） 靜音檢測，將檢測到的數(shù)字與前面最后一個數(shù)字比較，只有當(dāng)數(shù)字之間是一段靜音信號時，才可判決當(dāng)前的數(shù)字為有效數(shù)字，區(qū)分開兩次按鍵。下一章節(jié)我將給出采用 Goertzel 算法 檢測 DTMF 信號的仿真結(jié)果，并對結(jié)果進行分析。完成任務(wù)判決并產(chǎn)生相應(yīng)音頻或靜音樣本?？梢钥吹剿凶兞烤艘?32768，目的是把浮點數(shù)轉(zhuǎn)換為 S1Q15 格式的 16 進制小數(shù)；所有變量均除以了 2，目的是避免中間運算的溢出。 添加 DTMF 信號檢測文件 。另外，作為中斷服務(wù)子程序，每次中斷到來，通過判斷持續(xù)時間變 量“ Now_Delay ”是否為零來判內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 24 斷持續(xù)時間是否達(dá)到 60ms（該值由變量 Now_Delay 與采樣頻率 sf 之比得到）。如圖 圖 新建工程窗口 文件完成整個流程控制，包括實驗系統(tǒng)初始化系列函數(shù)、延時函數(shù)mydelay() 、鍵盤按鍵檢測函數(shù) get_key()和 is_getkey() 、 LCD 輸出打印控制函數(shù)lcd_printf()、 LCD 清屏函數(shù) lcd_clr()、 LED 顯示控制函數(shù) led_printf()、按鍵字符顯示函數(shù) key_shown()。樣點值代入式 ()，迭代計算 8 個行頻 /列頻的中間變量 )(nvk （ k 為 8 個行頻 /列頻分別對應(yīng)的數(shù)字頻率），直到預(yù)分配的采樣點緩沖區(qū)滿。因此計算 2)(kX 如下： )1()()c os (2)1()()()( 22222 ?????? NvNvNvNvNykX kkN kkkk ? 式 () 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 20 用上式的 計算取代式 ()即可完全避免復(fù)數(shù)運算 ]7[ 。如果需要幅度信息，可通過對該結(jié)果開方得到，但該方法無法得到相位信息。每個采樣都需要按照下面三個等式進行計算： sa m p lec o e ffQ ??? 210 * 12 ? 01 ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 18 在進行 N 次預(yù)采樣計算之后，可以檢測到音 調(diào)是否存在 )c o s*( 21 erea l ?? )sin*( 2 eQimag ? 222 ima gre a lma g n itu d e ?? 這時只需進行一次簡單的幅度門限測試就可以判斷出是否有音調(diào)存在。例如，采樣率為 8kHz 時，累積 800 個采樣需要 100ms。又如，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ 或編解碼器 ） 的工作頻率可能是由一個我們無法控制的外部時鐘或外部晶振決定。本 節(jié) 將對 Goertzel 基本算法和 Goertzel 優(yōu)化算法進行討論。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 16 收集頻譜信息 DTMF 解碼即是在輸入信號中搜索出有效的行頻和列頻。在靜音任務(wù)結(jié)束后，從數(shù)字緩存中調(diào)出下一個數(shù)字 ， 判決該數(shù)字信號所對應(yīng)的行頻和列頻信號，并根據(jù)不同頻率確定其初始化參數(shù) 01 cos2 ???a 與 0sin)2( ?Ay ??? 。式中 sf 是采樣 頻率， 0f 是輸出正弦波的頻率， A 是輸出正弦波的幅度。典型的 DTMF 信號頻率范圍是 700Hz～ 1700Hz， 選取 8000Hz 作為采樣頻率，即可滿足 Nyquist 條件 ]11[ 。 （ 3） PC 機并口提供 PC 與 DSP 的 HPI 的連接。C5000， 39。 RTDX 由目標(biāo)系統(tǒng)和主機兩部分組成。 TI公司生產(chǎn)的 DSPS提供在片仿真支持，它使得 CCS能夠控制程序的執(zhí)行，實時監(jiān)視程序運行。在 CCS 中，可以選擇完全編譯或增量編譯，可以編譯單個文件，也可以掃描出工程文件的全部包含文件從屬樹 ， 也可以利用傳統(tǒng)的 makefiles 文件編譯。連 接器的輸入是可重定位的目標(biāo)文件和目標(biāo)庫文件； 歸檔器（ Archiver）允許你把一組文件收集到一個歸檔文件中。如果 已有 CCS 仿真器和 TMS320c54X 代碼生成工具，但沒有完整的 CCS， 可以按 裝說明書 所述的步驟進行安裝。 CCS 概述 CCS 是一種針對 TMS320 系列 DSP 的集成開發(fā)環(huán)境 ， 在 Windows 操作系統(tǒng)下，采用圖形接口界面，提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。在 20 年里， DSP 芯片已經(jīng)在信號處理、音 /視頻、通信、消費、軍事等諸多領(lǐng)域得到 了廣泛的應(yīng)用。 DMOV 就是一個特殊的 DSP 指令，它完成數(shù)據(jù)移位功能。在通用的微處理器中，乘法指令是由一系列加法來實現(xiàn)的，故需許多個指令周期來完成。為了進一步提高運行速度和靈活性， TMS320 系列 DSP 芯片在基本哈佛結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上作了改進，一是允許數(shù)據(jù)存放在程序存儲器中，并被算術(shù)運算指令直接使用，增強了芯片的靈活性；二是指令存儲在高速緩沖器（ Cache）中，當(dāng)執(zhí)行此指令時，不需要再從存儲器中讀取指令，節(jié)約了一個指令周期的時間。下面分別介紹這些特點是如何在 TMS320 系列 DSP 芯片中應(yīng)用并使得芯片的功能得到加強的 ]2[ ]6[ 。 DSP 芯片的基本結(jié)構(gòu) DSP 的特點 DSP 芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的 微處理器。而第一個高性能的浮點 DSP 芯片應(yīng)是 ATamp。 了解通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，把握發(fā)展方向，這對引領(lǐng)通信發(fā)展至關(guān)重要。 圖 DTMF 頻率分布圖 論文的選題背景及結(jié)構(gòu)安排 雙音多頻信號是貝爾實驗室發(fā)明的，其目的是為了自動完成長途呼叫。 DTMF 使用廣泛的主要原因在于它的強抗干 擾性，為什么 DTMF 具有強抗干擾性呢 ？ 主要是因為對于電話而言，干擾噪聲源一般是人的聲音，比如一個人拿起話筒說話。 DTMF 作為實現(xiàn)電話號碼快速可靠傳輸?shù)囊环N技術(shù)，它具有很強的抗干擾能力和較高的傳輸速度，因此，可廣泛用于電話通信系統(tǒng)中。 DSP. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） III 目錄 摘 要 ........................................................................................................................................... I Abstract.......................................................................................................................................II 目錄 .......................................................................................................................................... III 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 引言 ................................................................................................................................. 1 雙音多頻 (DTMF)信號簡介 ........................................................................................... 1 論文的選題背景及結(jié)構(gòu)安排 ......................................................................................... 2 本章小結(jié) ......................................................................................................................... 3 第二章 TMS320C54X 的基本結(jié)構(gòu)和 CCS 開發(fā)工具簡介 ...........