【正文】 i++ ) { INPUT[i]=sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*3)*1024。 for ( i=0。 cos_tab[i]=cos(PI*2*i/SAMPLENUMBER)。iSAMPLENUMBER。 }} /* END FFT */void InitForFFT(){ int i。iSAMPLENUMBER/2。 dataI[k+b]=TI+temp*sin_tab[p]dataI[k+b]*cos_tab[p]。 dataI[k]=dataI[k]dataR[k+b]*sin_tab[p]+dataI[k+b]*cos_tab[p]。 temp=dataR[k+b]。k=k+2*b ) /* for (3) */ { TR=dataR[k]。 for ( k=j。 i。 while ( i0 ) /* p=pow(2,7L)*j。j++ ) /* for (2) */ { p=1。 } /* b= 2^(L1) */ for ( j=0。 while ( i0 ) { b=b*2。L++ ) { /* for(1) */ b=1。 } /************** following code FFT *******************/ for ( L=1。i++ ) { dataR[i]=dataI[i]。 } for ( i=0。 xx=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6。 x6=(i/64)amp。 x5=(i/32)amp。x4=(i/16)amp。 x3=(i/8)amp。 x2=(i/4)amp。 x1=(i/2)amp。 x0=iamp。iSAMPLENUMBER。 float TR,TI,temp。 // break point}void FFT(float dataR[SAMPLENUMBER],float dataI[SAMPLENUMBER]){ int x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6,xx。i++ ) { DATA[i]=w[i]。 for ( i=0。 w[i]=。i++ ) { fWaveR[i]=INPUT[i]。 for ( i=0。 InitForFFT()。void FFT(float dataR[SAMPLENUMBER],float dataI[SAMPLENUMBER])。float fWaveR[SAMPLENUMBER],fWaveI[SAMPLENUMBER],w[SAMPLENUMBER]。void MakeWave()。這次設(shè)計(jì)是我一次寶貴的人生經(jīng)歷，是人生歷程中一次寶貴的財(cái)富。在此，要特別感謝在實(shí)驗(yàn)室和我一起進(jìn)步的同學(xué)們，是你們的行動(dòng)給了我鼓勵(lì)和支持。通過(guò)這整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程，我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目要進(jìn)行方案論證、芯片的選擇等，尤其是牟海維老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度使我受益匪淺。很大程度的提高了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，并使我對(duì)專業(yè)理論有了深一步的了解和學(xué)習(xí)。在數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)際應(yīng)用中做出決定性的突破。獨(dú)立自主的完成設(shè)計(jì)是對(duì)自己能力的鍛煉和肯定。熟練的運(yùn)行CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境，用C語(yǔ)言編寫了程序，并利用CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境仿真，比較仿真圖驗(yàn)證程序的正確性。明確FFT在DSP實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，研究了DSP芯片如何加快蝶形計(jì)算以及如何有效地把碼位倒置的輸出顛倒過(guò)來(lái)。東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié) 論本論文學(xué)習(xí)和研究了按時(shí)間抽取的基2FFT算法。 本章小結(jié)本章首先介紹了DSP的概況，接著從DSP的硬件結(jié)構(gòu)和芯片特點(diǎn)上進(jìn)行闡述，針對(duì)設(shè)計(jì)題目對(duì)芯片TMS320C5416進(jìn)行了學(xué)習(xí)。1000010001011000110101111104261537010011010101圖41 倒序規(guī)律（3） 蝶形運(yùn)算規(guī)律設(shè)序列經(jīng)時(shí)域抽選(倒序)后存人數(shù)組中，如果蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸人數(shù)據(jù)相距B個(gè)點(diǎn)，應(yīng)用原位計(jì)算，則蝶形運(yùn)算見(jiàn)式（41）。(2) 序列的倒序DIT—FFT算法的輸入序列的排序看起來(lái)似乎很亂，但仔細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種倒序是很有規(guī)律的，由于，所以順序數(shù)可以用二進(jìn)制數(shù)表示，M次奇偶時(shí)域抽選過(guò)程中倒序規(guī)律，第1次按最低位的0和1將x(n)按奇偶分解為兩組，第2次又按次低位的0和1分別在分組，以此類推，第M次按位分解，最后所得二進(jìn)制倒序數(shù)圖41所示。一種方法是在每級(jí)運(yùn)算中直接生成，另一種方法是在FFT程序開(kāi)始前預(yù)先計(jì)算出旋轉(zhuǎn)因子，存放在數(shù)組中，作為旋轉(zhuǎn)因子表，在程序執(zhí)行過(guò)程中，直接查表得到所需的旋轉(zhuǎn)因子值，這樣使運(yùn)算速度大大提高，其不足之處是占用內(nèi)存較多。中斷發(fā)生時(shí)，重要寄存器（ACC、ACCB、ARCR、INDX、PMST、PREG、ST0、ST1和TREG）壓入堆棧，中斷返回時(shí)彈出，實(shí)現(xiàn)了無(wú)開(kāi)銷的中斷文本切換。附加的移位能力使處理器能執(zhí)行數(shù)值定標(biāo)、二進(jìn)制位提取、符號(hào)擴(kuò)展運(yùn)算和溢出防止等功能。移位量取決于指令或移位計(jì)數(shù)寄存器（TREG1）中的定義值。TMS320C5416的定標(biāo)移位器有一個(gè)16位的輸入來(lái)自數(shù)據(jù)總線，32位的輸出連接到ALU。乘法器中的數(shù)值來(lái)自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，當(dāng)使用MAC/MACD/MADS/MADD指令時(shí)來(lái)自程序存儲(chǔ)器，或者來(lái)自乘立即數(shù)指令（MPY ）。乘法器由三部分組成，分別是乘法器陣列、PREG（乘積寄存器）、TREG0（臨時(shí)寄存器）。PLU提供了高速控制器需要的位處理能力，并簡(jiǎn)化了控制和狀態(tài)寄存器需要的置位、清零和測(cè)試操作。32位的累加器緩沖器用于臨時(shí)快速地存儲(chǔ)累加器的內(nèi)容。字長(zhǎng)為32位的累加器分為高字節(jié)和低字節(jié)。除此之外，ALU還可以執(zhí)行位操作。TMS320C5416使用32位的ALU和累加器以實(shí)現(xiàn)2的補(bǔ)碼運(yùn)算。TMS320C5416采用了與TMS320C25類似的哈佛型總線結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和程序總線，最大限度地提高運(yùn)算速度。下面以TMS320C5416[12]為例介紹TMS320C5X DSP芯片。TMS320C5X系列有TMS320C50/C51/C52/C53等多種產(chǎn)品，它們的主要區(qū)別是片內(nèi)RAM、ROM等資源的多少，如TMS320C50內(nèi)部具有10K字RAM和2K字ROM，其中2K字ROM已經(jīng)固化了引導(dǎo)程序；TMS320C51內(nèi)部具有2K字RAM和8K字ROM；TMS320C52內(nèi)部具有1K字RAM和4K字ROM，減少了一個(gè)串行口；TMS320C53內(nèi)部則有4K字RAM和16K字ROM。TMS320C5X工作速度是TMS320C25的2倍以上，對(duì)于TMS320C1X和TMS320C2X具有源代碼向上兼容特性。 TMS320C5416芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)TMS320C5X是TI公司的第五代產(chǎn)品[11]，是繼TMS320C1X和TMS320C2X之后的第三代定點(diǎn)DSP處理器。有些DSP系統(tǒng)可能最終要求的是工業(yè)級(jí)或軍用級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在選擇時(shí)就需要注意到所選的芯片是否有工業(yè)級(jí)或軍用級(jí)的同類產(chǎn)品。（7）除了上述因素外，選擇DSP芯片還應(yīng)考慮到封裝的形式、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、供貨情況、生命周期等。如便攜式的DSP設(shè)備、手持設(shè)備、野外應(yīng)用的DSP設(shè)備等都對(duì)功耗有特殊的要求。（6）DSP芯片的功耗。如果有功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具的支持，如C語(yǔ)言支持，則開(kāi)發(fā)的時(shí)間就會(huì)大大縮短。在DSP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)工具是必不可少的。浮點(diǎn)芯片的字長(zhǎng)一般為32位，累加器為40位。一般的定點(diǎn)DSP芯片的字長(zhǎng)為16位，如TMS320系列。即使是同一系列的DSP芯片（如TI的TMS320C54X系列），系列中不同DSP芯片也具有不同的內(nèi)部硬件資源，可以適應(yīng)不同的需要。（3）DSP芯片的硬件資源。因此根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的應(yīng)用情況，需確定一個(gè)價(jià)格適中的DSP芯片。DSP芯片的價(jià)格也是選擇DSP芯片所需考慮的一個(gè)重要因素。如TMS320C80的處理能力為2BOPS。如TMS320C40的運(yùn)算能力為275MOPS；u MFLOPS：即每秒執(zhí)行百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作。由于FFT運(yùn)算涉及的運(yùn)算在數(shù)字信號(hào)處理中很有代表性，因此FFT運(yùn)算時(shí)間常作為衡量DSP芯片運(yùn)算能力的一個(gè)指標(biāo)；u MIPS：即每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令。；u MAC時(shí)間：即一次乘法加上一次加法的時(shí)間。運(yùn)算速度是DSP芯片的一個(gè)最重要的性能指標(biāo)，也是選擇DSP芯片時(shí)所需要考慮的一個(gè)主要因素。選擇DSP芯片時(shí)還應(yīng)考慮到如下諸多因素[10]。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列屬于定點(diǎn)DSP芯片，低功耗和低成本是其主要的特點(diǎn)。一般而言，定點(diǎn)DSP芯片的價(jià)格較便宜，功耗較低，但運(yùn)算精度稍低?？偟膩?lái)說(shuō)，DSP芯片的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)需要而確定。 DSP芯片的選擇設(shè)計(jì)DSP應(yīng)用系統(tǒng)[9]，選擇DSP芯片是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。這些特點(diǎn)使得TMS320系列DSP芯片可以實(shí)現(xiàn)快速的DSP運(yùn)算，并使大部分運(yùn)算（例如乘法）能夠在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。（7） 可以并行執(zhí)行多個(gè)操作。（5） 快速的中斷處理和硬件I/O支持。（3） 芯片內(nèi)具有快速RAM，通常可通過(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn)。根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理的要求，DSP芯片一般具有以下特點(diǎn)：（1） 在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法。 DSP芯片的特點(diǎn)為了快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算，DSP芯片一般都采用特殊的軟硬件結(jié)構(gòu)。通用性DSP芯片適合普通DSP的應(yīng)用。不同的浮點(diǎn)DSP芯片所采用的浮點(diǎn)格式不完全一樣，有的DSP芯片采用自定義的浮點(diǎn)格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片則采用IEEE的標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式，如Motorla公司的MC96002。以浮點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為浮點(diǎn)DSP芯片。（2） 按數(shù)據(jù)格式分類這是根據(jù)DSP芯片工作的數(shù)據(jù)格式來(lái)分類的。如果在某時(shí)鐘的頻率范圍內(nèi)的任何時(shí)鐘頻率上，DSP芯片都能正常工作，除計(jì)算速度有變化外，沒(méi)有性能的下降，這類DSP芯片一般被稱為靜態(tài)DSP芯片。DSP芯片的內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開(kāi)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有專門的硬件乘法器，廣泛采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可以用來(lái)快速的實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法[6]。東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第4章 DSP芯片的原理和FFT在DSP上的實(shí)現(xiàn) DSP芯片的原理、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu) DSP芯片的介紹數(shù)字信號(hào)處理的理論而技術(shù)已日趨成熟，DSP的應(yīng)用幾乎涵蓋了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的所有領(lǐng)域?；就瓿烧n題設(shè)計(jì)，做出成果。這樣大大加快軟件開(kāi)發(fā)進(jìn)程，提高工作效率。最后得出的軟件仿真圖依次如圖3圖3圖36所示：圖34 正弦波輸入信號(hào)波形 圖35 輸出波形圖圖36 FFT計(jì)算處理后的仿真波形圖通過(guò)觀察頻域和時(shí)域圖，程序計(jì)算出了測(cè)試波形的功率譜，與CCS計(jì)算的FFT結(jié)果相近。都采用16bit signed integer。其中輸入和輸出仿真都在single time下完成。根據(jù)芯片和所編寫的程序，我做了三個(gè)仿真圖：正弦波輸入波形、輸出波形、PC機(jī)FFT計(jì)算處理后的仿真波形圖。下面的例子展示了一個(gè)單時(shí)刻(時(shí)間/頻率)圖表屬性對(duì)話框。選擇View Graph，可以得到這些圖，然后選擇需要的圖。此外，還可以通過(guò)把鼠標(biāo)指針浮于變量上或把變量添加到Watch1 Tab里，來(lái)觀察某個(gè)具體變量的值。Watch Locals條目下顯示當(dāng)前執(zhí)行的相關(guān)變量值。當(dāng)CPU被掛起時(shí)，可以在watch窗口里觀察