TMSCDSP结构原理及应用的大作业

南京航空航天大学DSP原理与应用实验报告学生姓名：蔡静学生学号： SX1401111上机地点： 12号楼509室2015年6月一、已知一低通滤波器的采样率为2KHz ，通带为500Hz ，阻带为600Hz ，带内波动3dB ，带外衰减-50dB ，滤波器的相位具有线性特性，具体幅频特性见下图。

要求用等波纹方法设计出该FIR 滤波器，然后用TMS320C54x 汇编语言编程实现该FIR 滤波器。

FIR 滤波器系数为：0.0073 -0.0009 -0.0395 -0.0609 -0.0149 0.0340 -0.0014 -0.04570.0125 0.0641 -0.0375-0.10800.12540.4717 0.4717 0.1254 -0.1080-0.03750.06410.0125 -0.0457 -0.00140.0340-0.0149-0.0609-0.0395-0.00090.00731.matlab 设计FIR 滤波器：0200400600800100012001400160018002000-120-100-80-60-40-2020Frequency M a g n i t u d e (d B )滤波器的幅频响应2.C54x 汇编语言设计FIR 滤波器：⑴输入100点的冲激响应信号impluse.dat,输出存到y_impluse.dat 文件中00.10.20.30.40.50.60.70.80.91-30-25-20-15-10-5Frequency P h a s e (d e g r e e )滤波器的相频响应⑵输入100点的正弦信号y_sin200.dat,输出存到out_sin200.dat文件中⑶输入100点的正弦信号y_sin800.dat,输出存到out_sin800.dat文件中二、认真阅读课本中P182～P186上基于时间抽取的8~1024点FFT的程序及输入、输出说明，然后调试出该程序，并对输入方波信号进行FFT变换，检验输出信号是否是一sinc波形。

同时更改程序，使其能进行2048点FFT运算。

⑴8点fft，输入FFTIN.DAT,输出存到out.dat文件中⑵2048点fft，输入FFTIN.dat，输出存到out.dat文件中。

三、编写TMS320C54x 汇编语言程序，计算下列矩阵乘法：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⋅=3C 56 A4 7832 47 88 6428 38 6C 501E 29 50 34 5A 83 4 8 62 3 6 41 3 4 27 6 5 46 5 4 35 4 3 24 3 2 1C C B A 要求：① 两个矩阵的数据由DATA 段输入(可放在源程序中，也可单独建立一个数据文件)；②两个矩阵的数据从0口以数据文件IN.DAT 输入，计算结果从1口以数据文件OUT.DAT 输出。

1.程序说明本程序由Matrix_Mul.asm,Matrix_Mul.cmd,input_B.dat,input_C.dat,ou tput_A.dat 组成。

通过两种不同的方式输入矩阵B 和矩阵C:①矩阵B 保存在input_B.dat 文件中，由data 段输入，通过.copy 命令加载到程序中；②矩阵C 保存在input_C.dat 文件中，利用I/O 端口从PA1口输入。

矩阵相乘时，利用RPTZ ，RPTB ，BANZ 实现三层循环嵌套，并通过MAR 指令实现对辅助寄存器的修改。

2.测试结果①矩阵B保存在input_B.dat文件中，由data段输入到MatrixB(0x0070);②矩阵C保存在input_C.dat文件中，通过PA1口输入到MatrixC(0x0080);③通过计算，结果矩阵A保存到MatrixA(0x0090)中，并通过PA0口输出到output_A.dat文件中。

四、附录实验一：matlab程序：clc;clear all;[n,fo,mo,w] = remezord( [500 600], [1 0], [0.18 0.003], 2000 );b = remez(n,fo,mo,w);[h,w]=freqz(b);figure(1);plot(w*2000/pi,20*log10(abs(h)));grid on;xlabel('Frequency');ylabel('Magnitude(dB)');title('滤波器的幅频响应');figure(2);plot(w/pi,unwrap(angle(h)));xlabel('Frequency');ylabel('Phase(degree)');grid ontitle('滤波器的相频响应');CCS程序：FIR.asm.title "FIR.asm".mmregs.def_c_int00PA0.set0 ;0口输出PA1.set 1 ;1口输入ect "x",28 ;定义数据空间ect "h",28.bss y,1.dataCOEF: .word 32768*73/10000; H0----H27 .word -32768*9/10000.word -32768*395/10000.word -32768*609/10000.word -32768*149/10000.word 32768*340/10000.word -32768*14/10000.word -32768*457/10000.word 32768*125/10000.word 32768*641/10000.word -32768*375/10000.word -32768*1080/10000.word 32768*1254/10000.word 32768*4717/10000.word 32768*4717/10000.word 32768*1254/10000.word -32768*1080/10000.word -32768*375/10000.word 32768*641/10000.word 32768*125/10000.word -32768*457/10000.word -32768*14/10000.word -32768*149/10000.word -32768*609/10000.word -32768*395/10000.word -32768*9/10000.word 32768*73/10000; H0----H27.text_c_int00:SSBX FRCT ;状态寄存器st1置位，frct置为1，小数乘法STM #h,AR1;ar1指向hRPT #27;将28个系数传送到数据空间MVPD COEF,*AR1+STM #x+27,AR3;ar3指向x(n-27)STM #h+27,AR4;ar4指向h27STM #28,bk;循环缓冲区长度bk=28STM #-1,AR0;ar0=-1LD #x,DPPORTR PA1,@x;输入x（n）STM #00BEh,AR6 ;输出数据缓冲区首地址#00BEhSTM #0064h-1,AR7 ;循环计算100个样点FIR: RPTZ A,#27 ;A清零，迭代28次MAC *AR3+0%,*AR4+0%,A ;乘法累加STH A,@y;保存y（n）STH A,*AR6+ ;保存y（n）到DM空间，方便画图PORTW @y,PA0;输出y（n）PORTR PA1,*AR3+0%;输入新数据BANZ FIR,*AR7-end: B end.ENDFIR.cmd-x .\Debug\FIR.obj-x .\Debug\FIR_V.obj-o FIR.out-m FIR.objMEMORY{PAGE 0:EPROM: org=0xE000,len=0x1000VECS:org=0xFF80,len=0x0080PAGE 1:SPRAM: org=0x0060,len=0x0020DARAM: org=0x0080,len=0x1380}SECTIONS{.text:> EPROM PAGE 0.data:> EPROM PAGE 0.bss :> SPRAM PAGE 1x: align(16){}> DARAM PAGE 1h: align(16){}> DARAM PAGE 1.vectors:> VECS PAGE 0}FIR_V.asm.title "FIR_V.asm".ref _c_int00.sect ".vectors"B _c_int00.end实验二：2048点fftFFT.ASM****************************************************************** *** N(8-1024) points FFT Program *** ****************************************************************** .title "fft.asm".mmregs.copy"coeff.inc".copy"fftin.dat"* .copy"fftin64.dat".def startsine:.usect"sine",512cosine:.usect"cosine",512d_input:.usect"d_input",2048fft_data:.usect"fft_data",2048fft_out:.usect"fft_out",1024ect"STACK",10K_DATA_IDX_1.set 2K_DATA_IDX_2.set 4K_DATA_IDX_3.set 8K_TWID_TBL_SIZE.set 512K_TWID_IDX_3.set 128K_FLY_COUNT_3.set 4K_FFT_SIZE.set 2048;N=2048（8）K_LOGN.set 11;LOG(N)=LOG(2048)=11（3）PA0.set 0PA1.set 1.bss d_twid_idx,1.bss d_data_idx,1.bss d_grps_cnt,1.sect"fft_prg"***Bit Reversal Routine***.asg AR2,REORDERED.asg AR3,ORIGINAL_INPUT.asg AR7,DATA_PROC_BUF.textstart:SSBX FRCTSTM#STACK+10,SPSTM#d_input,AR1;input the 2N data*STM #fft_data,AR1;input the 2N dataRPT#2*K_FFT_SIZE-1;from PA1MVPD d_input1,*AR1+*PORTR PA1,*AR1+STM#sine,AR1;move coeft of sinRPT#1024;from program to dataMVPD sine1,*AR1+STM#cosine,AR1;move coeff of cosRPT#1024;from program to dataMVPD cosine1,*AR1+STM#d_input,ORIGINAL_INPUTSTM#fft_data,DATA_PROC_BUFMVMM DATA_PROC_BUF,REORDEREDSTM#K_FFT_SIZE-1,BRCRPTBD bit_rev_end-1STM#K_FFT_SIZE,AR0MVDD*ORIGINAL_INPUT+,*REORDERED+MVDD*ORIGINAL_INPUT-,*REORDERED+MAR*ORIGINAL_INPUT+0Bbit_rev_end:* * * * FFT Code * * * * *.asg AR1,GROUP_COUNTER.asg AR2,PX.asg AR3,QX.asg AR4,WR.asg AR5,WI.asg AR6,BUTTERFLY_COUNTER.asg AR7,STAGE_COUNTER* * * stage 1 * * *STM#0, BKLD#0,ASMSTM#fft_data,PXLD*PX,16,ASTM#fft_data+K_DATA_IDX_1,QXSTM#K_FFT_SIZE/2-1,BRCRPTBD stage1end-1STM#K_DATA_IDX_1+1,AR0SUB*QX,16,A,BADD*QX,16,ASTH A,ASM,*PX+ST B,*QX+||LD*PX,ASUB*QX,16,A,BADD*QX,16,ASTH A,ASM,*PX+0ST B,*QX+0%||LD*PX,Astage1end:* * * Stage 2 * * *STM#fft_data,PXSTM#fft_data+K_DATA_IDX_2,QXSTM#K_FFT_SIZE/4-1,BRCLD*PX,16,ARPTBD stage2end-1STM#K_DATA_IDX_2+1,AR0;1st butterflySUB*QX,16,A,BADD*QX,16,ASTH A,ASM,*PX+ST B,*QX+||LD*PX,ASUB*QX,16,A,BADD*QX,16,ASTH A,ASM,*PX+STH B,ASM,*QX+;2nd butterflyMAR*QX+ADD*PX,*QX,ASUB*PX,*QX-,BSTH A,ASM,*PX+SUB*PX,*QX,AST B,*QX||LD*QX+,BST A,*PX||ADD*PX+0%,AST A,*QX+0%||LD*PX,Astage2end:* * * Stage 3 through Stage logN * * *STM#K_TWID_TBL_SIZE,BKST#K_TWID_IDX_3,d_twid_idxSTM#K_TWID_IDX_3,AR0STM#cosine,WRSTM#sine,WISTM#K_LOGN-2-1,STAGE_COUNTERST #K_FFT_SIZE/8-1,d_grps_cntSTM#K_FLY_COUNT_3-1,BUTTERFLY_COUNTERST#K_DATA_IDX_3,d_data_idxstage:STM#fft_data,PXLD d_data_idx,AADD*(PX),ASTLM A,QXMVDK d_grps_cnt,GROUP_COUNTERgroup:MVMD BUTTERFLY_COUNTER,BRCRPTBD butterflyend-1LD*WR,TMPY*QX+,AMACR*WI+0%,*QX-,AADD*PX,16,A,BST B,*PX||SUB*PX+,BST B,*QX||MPY *QX+,AMASR*QX,*WR+0%,AADD*PX,16,A,BST B,*QX+||SUB*PX,BLD*WR,TST B,*PX+||MPY*QX+,Abutterflyend:; Update pointers for next groupPSHM AR0MVDK d_data_idx,AR0MAR *PX+0MAR *QX+0BANZD group,*GROUP_COUNTER-POPM AR0MAR *QX-;Update counters and indices for next stageLD d_data_idx,ASUB #1,A,BSTLM B,BUTTERFLY_COUNTERSTL A,1,d_data_idxLD d_grps_cnt,ASTL A,ASM,d_grps_cntLD d_twid_idx,ASTL A,ASM,d_twid_idxBANZD stage,*STAGE_COUNTER- MVDK d_twid_idx,AR0fft_end:* * * Compute the power spectrum * * *STM#fft_data,AR2STM#fft_data,AR3STM#fft_out,AR4STM#K_FFT_SIZE*2-1,BRCRPTB power_end-1SQUR*AR2+,ASQURA*AR2+,ASTH A,*AR4+power_end:STM#fft_out,AR4RPT#K_FFT_SIZE-1PORTW*AR4+,PA0here:B here.endFFT.CMDfft.obj-o fft.out-m fft.map-e startMEMORY{PAGE 0:EPROM: org=0E000h, len=1000hVECS : org=0FF80h, len=0080hPAGE 1:SPRAM: org=0060h, len=0020hDARAM: org=0100h, len=7000hRAM : org=8000h, len=20000h}SECTIONS{.text : > EPROM PAGE 0.data : > EPROM PAGE 0STACK : > SPRAM PAGE 1.bss: > SPRAM PAGE 1sine: align(1024) {} > DARAM PAGE 1cosine : align(1024) {} > DARAM PAGE 1d_input : >DARAM PAGE 1fft_data : >DARAM PAGE 1fft_out : > DARAM PAGE 1}fft_v.asm.title "fft_v.asm".ref start.sect ".vectors"B start.end实验三：Matrix_Mul.asm.title "Matrix_Mul.asm".mmregs.copy "input_B.dat".def _c_int00PA0 .set 0 ;0口输出PA1 .set 1 ;1口输入MatrixB .usect "MatrixB",16MatrixC .usect "MatrixC",16MatrixA .usect "MatrixA",16STACK .usect "STACK",10h.text_c_int00:STM #STACK+10h,SP ;堆栈初始化STM #MatrixB,AR1RPT #15 ;输入B，通过.copy复制到.data段MVPD input_B,*AR1+STM #MatrixC,AR1RPT #15 ;输入C，通过PA1端口PORTR PA1,*AR1+STM #MatrixB,AR2STM #MatrixC,AR3STM #MatrixA,AR7STM #16,BKSTM #4,AR0STM #3,AR4loop: STM #3,BRC ;块重复4次RPTB NEXT-1RPTZ A,#3MAC *AR2+,*AR3+0%,A;X每次加1,Y每次加4STL A,*AR7 ;存储APORTW *AR7+,PA0;输出AMAR *+AR2(-4) ;AR2重新指向行首MAR *AR3+;AR3指向下一列NEXT: MAR *+AR2(4) ;AR2指向下一行MAR *+AR3(-4) ;AR3重新指向首列BANZ loop,*AR4-END: B END.endMatrix_Mul.cmd-x .\Debug\Matrix_Mul.obj-o Matrix_Mul.out-m Matrix_Mul.mapMEMORY{PAGE 0:EPROM: org=0E000h, len=1000hPAGE 1:SPRAM: org=0060h, len=1000h}SECTIONS{.text : > EPROM PAGE 0 .data : > EPROM PAGE 0 STACK : > SPRAM PAGE 1 MatrixB : > SPRAM PAGE 1 MatrixC : > SPRAM PAGE 1 MatrixA : > SPRAM PAGE 1 }。