【正文】 32768/10 。h0=, Q15定標(biāo) .word 2*32768/10 。輸出口 地址 PA1 .set 1 。定義 輸入 數(shù) 據(jù) 存儲(chǔ)空間 h0 .usect “h0”,7 。 RPTZ A,6 MAC *AR2+0%,*AR3+0%,A BK 緩沖區(qū) 長度 循環(huán)緩沖區(qū)法實(shí)現(xiàn) FIR 濾波器 .title .mmregs .def start .bss y,1 。循 環(huán) PORTR PA1,*AR2+0 。暫存 y(n) PORTW *AR2+,PA0。累加器 A清零 ,設(shè)置迭代次數(shù) MACD *AR2,COEF,A 。 PORTR PA1,x+1 This instruction loads the upper 9 bits of address x into DP (in ST0) FIR1: 。小數(shù)乘法編程時(shí) ， 設(shè)置 FRCT(小數(shù)方式 )位 STM x+7,AR2 STM 6,AR0 。h1= .word 1*32768/10 。h3= .word 4*32768/10 。h5= .word 4*32768/10 。輸入口地址 .data COEF:.word 1*32768/10 。數(shù) 據(jù)存儲(chǔ) 空間 ,第一個(gè)輸出 ,其余輸入 PA0 .set 0 。 MACD Smem, pmad, src AR2 AR2 AR2 26 FIR濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) (1) 線性緩沖區(qū)法 單值更新緩存法： 具體實(shí)現(xiàn)步驟如下： (1)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中開辟一個(gè) N單元的緩沖 區(qū) , 用 來存放最新的 N個(gè)輸入樣本； (2)從最老樣本開始取數(shù)，每取一個(gè)數(shù)后，樣本向下移位 ； (3)讀完最后一個(gè)樣本 后 ,輸 入最新樣本并存入緩沖 區(qū)頂 部。 23 用一個(gè)有限長度的窗函數(shù)序列 來截 取 ，即： ()dhn窗函數(shù) 法設(shè)計(jì) FIR ()wn( ) ( ) ( )dh n w n h n?常用窗函數(shù) Hanning, Hamming, Blackman, Kaiser等 。 用 DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾 波 (與模擬濾波相比 )除 了具有穩(wěn)定性好、精確度高、不受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)外，還具有靈活性好的特點(diǎn)。外層 循環(huán)指針自增 1 .end 18 第 9章 C54x綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) FIR數(shù)字濾波器 的 DSP實(shí) 現(xiàn) 本 節(jié)主要介紹 FIR濾波器 DSP實(shí)現(xiàn)方法 。乘累加運(yùn)算 , 結(jié)果存 A STLM A, *AR4+ 。設(shè)置卷積核指針初值 RPT 2 。清零 MVMM AR1, AR2 。設(shè)置 外層 循環(huán)次數(shù) 4+1 RPTB LOOP 。清 FRCT，準(zhǔn)備整數(shù)乘 STM X, AR1 。 卷積運(yùn)算就是實(shí)現(xiàn)兩組數(shù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)乘積的累加和。 //輸出矢量 convol (x, h, r, NH, NR) 。 //卷積核 short x[NX]={0,0,2020,4000,6000,8000,10000} 。 r前 nh1個(gè) 值與線性卷積值不同，舍棄 后 , r有效值 長度 為 nr 。 算法： 0( ) ( ) ( )nhkj k j kr h x????12 通常將 分段 后待 濾波數(shù)據(jù)放 于 x 數(shù)組， 而將濾波 器系數(shù)放 于 h數(shù)組。 比如： 重疊保留法 ?可用用圓周卷積計(jì)算線性卷積 10 8? ? ?n r n h 1Circular Convolution as Linear Convolution with Aliasing is related to overlapsave method nr+nh1 nh ? ?xn? ?hn 4?nh 5?nr ? ? ? ? ? ?3x n x n h n??nr+2nh2 nh1 nr+nh1 圓 周卷積有 nr個(gè)值與線性卷積值相同 N=nr+nh1 ? ? ? ? ? ?3 1 2px n x n N xn?nr+nh1 input 11 overlapsave method (4) the output for this section is L(P1) points of y[n] n=P1,…L 1 (1) segment into sections of length L, overlap P1 points。 ?其中， convol函數(shù)可進(jìn)行線性卷積運(yùn)算 。 //卷積計(jì)算主體 } 4 ?三種實(shí)現(xiàn)方式 . 卷積運(yùn)算在 C54x上的實(shí)現(xiàn) C54x自帶的 dsplib庫函數(shù)實(shí)現(xiàn) ?TI公司提供了以 C54x系列芯片為基礎(chǔ)的 DSPLIB庫函數(shù)，在 CCS開發(fā)系統(tǒng)內(nèi)包含 DSPLIB庫函數(shù) 。 j=MIN(i, NH1)。iNH+NX。 //輸出矢量 int i, j。 //卷積核 short x[NX]={2,4,6,8,10} 。第 9章 C54x綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本章將要講解通信與信號(hào)處理中常見的下列幾種具有代表性的算法在 C54x芯片中的具體實(shí)現(xiàn)方法： ? 卷積 ? 有限沖激響應(yīng) (FIR)數(shù)字濾波器 ? 無限沖激響應(yīng) (IIR)數(shù)字濾波器 ? 快速傅立葉變換 (FFT) 1 第 9章 C54x綜合應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄： ? 數(shù)字信號(hào)處理算法的 DSP實(shí)現(xiàn) ? C54x應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 ? DSP系統(tǒng)的調(diào)試與抗干擾 措施 山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程劉忠國 2 數(shù)字信號(hào)處理算法的 DSP實(shí)現(xiàn) 連續(xù)時(shí)間函數(shù) x(t)與 h(t)的卷積 積分： ( ) ( ) ( ) ( ) ( )y t x t h t x h t d? ? ????? ? ? ??3 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]kn x n h n h k x n k?? ??? ? ? ??與卷積積分一樣，離散卷積也可通過圖解法來計(jì)算，分為反折、平移、相乘 、 求 和 等過程。 離散時(shí)間序列 x[n]與 h[n]的卷積： ?三種實(shí)現(xiàn)方式 . 卷積運(yùn)算在 C54x上的實(shí)現(xiàn) . 卷積運(yùn)算在 C54x上的實(shí)現(xiàn) 1. 根據(jù)卷積定義直接 C語言實(shí)現(xiàn) define MAX(a,b) ((ab)?(a):(b)) //取最大值宏定義 define MIN (a,b) ((ab)?(a):(b)) //取 最小值宏定義 define NH 3 //卷積核長度 define NX 5 //輸入矢量長度 int main( int argc, char * * argv ) //主函數(shù) {short h[NH]={1,3,5} 。 //輸入矢量 short r[NH+NX1]={0} 。 //臨時(shí)變量 for(i=0。 i++) //外層循環(huán) for(j=MAX(0, i+1NX)。 j++) //內(nèi) 層 循環(huán) i[i]=h[j]*x[ij]。 ?這些 庫函數(shù)均為經(jīng)過優(yōu)化處理的符合 C語言標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)。 5 Optimized DSP Library for C Programmers on the TMS320C54x TMS32054X 函數(shù)庫 中文 用戶指南 DSP優(yōu)化 C函數(shù)庫 數(shù)字信號(hào)處理算法的 DSP實(shí)現(xiàn) convol函數(shù)實(shí)現(xiàn)線性卷積的算法 6 在實(shí)際應(yīng)用中，參與卷積運(yùn)算的 兩個(gè)序列長度往往差距較大 ，比如我們要實(shí) 時(shí)地對(duì) 一長序列語音信號(hào)進(jìn)行“過濾”處理，可以采用 有限沖 激響應(yīng)序 列與該語音信號(hào) 進(jìn)行 分段卷積 的方法來實(shí)現(xiàn)。 )(nx(2) fill 0 into and some section of , then do L points FFT ()hn()xn ( ) { ( ) ( ) }y n I FFT H k X k?)(ny(3) calculate 0 , ..., 1nL??L=25 圓周卷積中后 L(P1)個(gè) 點(diǎn)結(jié)果與線性卷積相等 P1 points P1 points P1 points L L(P1) points P點(diǎn) 2. 利用 C54x自帶的 dsplib庫函數(shù) 實(shí)現(xiàn)卷積 DSPLIB庫提供了一個(gè)直接進(jìn)行線性卷積運(yùn)算的函數(shù)，形式 如 下： (匯編文件見 安裝目錄文件夾 dsplib下 ) oflag = short convol (DATA *x, DATA *h, DATA *r, ushort nr, ushort nh) 其 中 x, h為輸 入數(shù)組 (長度 nh), 即 進(jìn)行卷積的兩序 列 , r為輸 出 (長度 nr)。 按圓周卷積 , x長度 nr+nh1， h長度 nh，則 r長度 應(yīng)為 nr+nh1。 （見 TMS320C54x DSP優(yōu)化 C函數(shù) 庫 用戶指南） C54x自帶的 dsplib庫函數(shù) 實(shí)現(xiàn) 13 convol函數(shù)實(shí)現(xiàn)卷積的應(yīng)用過程 include “” define NH 3 //卷積核長度 define NX 7 //輸入矢量長度 main( ) //主函數(shù) { short h[NH]={1000,3000,5000} 。 //輸入矢量 short r[NR] 。 //卷積計(jì)算 } . 卷積運(yùn)算在 C54x上的實(shí)現(xiàn) 運(yùn)算的匯編語言 程序 設(shè)計(jì) C54x指令集內(nèi)提供了單周期乘累加指令 MAC和 循環(huán)尋址方式 ，使 每 個(gè)采樣值 的乘累加計(jì)算可以在一個(gè)周期內(nèi)完成?？刹捎?RPTZ和 MAC指令，結(jié)合循環(huán)尋址方式去方便地實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)算： RPTZ 累加器， N1 MAC (雙 訪問數(shù) 據(jù) )， (雙 訪問數(shù) 據(jù) )， 累加器 MAC *AR4 +0%, *AR3+, A 山東大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程劉忠國 14 圖 91 線性緩沖區(qū)法計(jì)算卷積示意圖 17 AR1 x(0) x(1) x(2) x(3) x(4) x(5) x(6) x(7) h(0) h(1) h(2) r(0) r(1) r(2) r(3) r(4) r(5) r(6) r(7) AR2 AR3 AR4 .data X: .word 0, 0 .word 2, 4, 6, 8, 10 .word 1 .word 3 H: .word 5 程序清單： .mmregs .def _c_int00 .data X: .word 0, 0 .word 2, 4, 6, 8, 10 .word 1 .word 3 H: .word 5 _c_int00: RSBX FRCT 。設(shè)置輸入數(shù)據(jù)指針初值 STM 4, BRC 。 外層 循環(huán) SUB A 。更新輸入數(shù)據(jù) 指針 初值 STM H, AR3