45096

Программирование КИХ-фильтра на языке ассемблера процессора ADSP-2181

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Разработка программы КИХ-фильтра заданного типа и с заданными характеристиками на языке ассемблера ADSP-2181. Изучение характеристик спроектированного фильтра с использование программы DFT.ASM. Изучение преобразований типовых дискретных сигналов при прохождении через КИХ-фильтры.

Русский

2013-11-15

569.5 KB

29 чел.

Федеральное агентство образования РФ

РГРТУ

Кафедра РТС

 

Лабораторная работа № 4

по дисциплине «Техника цифровой обработки сигналов»

Программирование КИХ-фильтра на языке ассемблера процессора ADSP-2181

                                                                                                        Выполнил:

студент 514 группы                                                                                                      Андреев Р.Н.                                                                                                         Проверил:

Сальников Н.И.

Рязань 2009

Цель работы:

         Разработка программы КИХ-фильтра заданного типа и с заданными характеристиками на языке ассемблера ADSP-2181. Изучение характеристик спроектированного фильтра с использование программы DFT.ASM. Изучение преобразований типовых дискретных сигналов при прохождении через КИХ-фильтры.

Подготовка к работе.

Вариант №1:

         Для синтеза фильтра используем пакет расширения MATLAB. Получим коэффициенты фильтра, а также АЧХ/ФЧХ и импульсную характеристику:

АЧХ и ФЧХ:

Импульсная характеристика:

Текст программы.

/*___________________________________________________________________

DFT.ASM         ADSP-2181 Дискретное преобразование Фурье

 Программа выполняет преобразование

 исходной дискретной последовательности input(n) длиной N

 отсчётов в дискретный спектр real(k)+j*imag(k) длиной N

 спектральных отсчётов в соответствии с формулой

 

                  N-1

 real(k)+j*imag(k) = SUM input(n)[C - j*S]; k=0 to N-1,

                     n=0

 где C=cos(2*pi*k*n/N), S=sin(2*pi*k*n/N), j=sqrt(-1)

 

___________________________________________________________________*/

#define N 64               // Определение символической константы N,

     //количество входных отсчётов N=64        

.section/data data1;    // DM, начало секции данных,

     // data1 - раздел, который содержит данные

//.VAR input[N]="test64_02.dat";    // Организовать в DM входной буфер с символи-

.VAR input[N]="1bp24.txt";        // ческим  именем input длиной N и загрузить

             // в буфер содержимое файла инициализации

 // "test ... .dat". Файл инициализации содержит

 // исходную последовательность отсчётов

         

.VAR real[N];   // Организовать в DM выходные буферы длиной N 

.VAR imag[N];    // для хранения вычисленных программой спект-

.VAR spectr[N];   // ральных отсчётов: real - для действительных

    // составляющая спектра, imag - для мнимых

     // составляющих, spectr - для амплитудных

     // значений дискретных спектральных отсчётов  

              

.section/pm   pm_da;    // PM, начало секции данных,  

     // pm_da - раздел, который содержит данные   

.VAR sine[N]="sine64_00.dat";  // Организовать в PM  буферы длиной N         

.VAR cos[N]="cos64_00.dat";  // c символическими именами sine и cos и за-  

          // грузить в них файлы инициализации

          // "sine64_00.dat" и "cos64_00.dat". Файлы

           // инициалиции содержат таблицы дискретных

           // значений синусов и косинусов              

           

.section/pm interrupts;    // PM, начало секции  для хранения

      // векторов прерываний                        

__reset:JUMP start; rti; rti; rti;  // 0x0000: reset                           

           rti; rti; rti; rti;  // 0x0004: IRQ2                            

           rti; rti; rti; rti;  // 0x0008: IRQL1                    

              rti; rti; rti; rti;  // 0x000c: IRQL0                           

              rti; rti; rti; rti;  // 0x0010: SPORT0 tx                       

              rti; rti; rti; rti;  // 0x0014: SPORT1 rx                       

              rti; rti; rti; rti;  // 0x0018: IRQE                            

              rti; rti; rti; rti;  // 0x001c: BDMA                            

              rti; rti; rti; rti;  // 0x0020: SPORT1 tx or IRQ1               

              rti; rti; rti; rti;  // 0x0024: SPORT1 rx or IRQ0               

              rti; rti; rti; rti;  // 0x0028: timer                           

              rti; rti; rti; rti;  // 0x002c: power down                      

.section/pm seg_code;       // PM, начало секции программного кода        

start:  M0=1;        // Содержимое регистров модификации, обеспе-   M1=1;                                     // чивающее последовательное обращение к со-  

 M2=1;        // седним ячейкам буферов                     

 M3=1;

 M7=1;

 I0=input;       // В индексном регистре адрес ячейки входного

         // буфера input, адрес входного отсчёта       

 L0=64;              // Длина входного буфера input, буфер

         // циклический                                

 I1=imag;       // В индексном регистре адрес ячейки выходного

         // буфера imag, адрес выходного отсчёта       

 L1=0;        // Выходной буфер нециклический               

 I2=real;       // В индексном регистре адрес ячейки выходного

         // буфера real, адрес выходного отсчёта       

 L2=0;         // Выходной буфер нециклический               

 I3=spectr;       // В индексном регистре адрес ячейки выходного

         // буфера spectr, адрес выходного отсчёта     

 L3=0;         // Выходной буфер нециклический               

 

dft:             I6=sine;             // В индексном регистре адрес ячейки буфера

     // sine, адрес дискретного значения синуса    

 L6=64;   // Длина буфера sine, буфер циклический       

 I7=cos;     // В индексном регистре адрес ячейки буфера

     // cos, адрес дискретного значения косинуса   

 L7=64;     // Длина буфера cos, буфер циклический        

 

 I5=0;

 L5=0;    

          

 CNTR=N; DO outre UNTIL CE; // Внешний цикл вычисления real (k)

                                                       // по изменению k                           

 

 

 M6=I5;               // Содержимое регистра модификации перемен-

                            // ное для реализации чтения таблицы cos

                            // с прореживанием при изменении k          

                               

 MR=0;               // Сброс выходного регистра МАС             

 

 CNTR=N; DO calcre UNTIL CE; // Внутренний цикл вычисления  real (k) по

                                                        // изменению n                             

 MX0=DM(I0,M0); MY0=PM(I7,M6);

calcre:               MR=MR+MX0*MY0(SS);

   

 DM(I2,M2)= MR1;            // Сохранение  real (k) в буфере              

 

outre:                MODIFY(I5,M7);          // Подготовка адреса таблицы cos 

                                                                  // в следующем внутреннем цикле             

 I5=0;

 L5=0;    

          

 CNTR=N; DO outim UNTIL CE; // Внешний цикл вычисления imag (k)

                                                        // по изменению k                           

 

 M6=I5;

 

 MR=0;

 

 CNTR=N; DO calcim UNTIL CE; // Внутренний цикл вычисления imag (k)

                                                         // по изменению n                          

 

 MX0=DM(I0,M0); MY0=PM(I6,M6);

calcim:               MR=MR-MX0*MY0(SS);

 

 DM(I1,M1)= MR1;                        // Сохранение  imag (k) в буфере           

  

outim:                MODIFY(I5,M7);                     // Подготовка адреса таблицы sine

                                                                             // в следующем внутреннем цикле            

 

 I1=imag;

 I2=real;    

 I3=spectr;  

 

 CNTR=N; DO outsp UNTIL CE; // Цикл вычисления spectr(k)= [real(k)]^2 +

                                                       // + [imag(k)]^2                            

 MR=0;

 MX0=DM(I1,M1); MY0=MX0;

 MR=MX0*MY0(SS);                   // Получение  [imag(k)]^2                   

 

 AX0=MR1;

 MX0=DM(I2,M2); MY0=MX0;

 MR=MX0*MY0(SS);                   // Получение  [real(k)]^2                   

 

 AY0=MR1;

 AR=AX0+AY0;

 

outsp:               DM(I3,M3)=AR;                           // Сохранение [real(k)]^2 + [imag(k)]^2

                                                       // в буфере spectr                          

               

                               

end:                     IDLE;                                     // Перевод в состояние ожидания прерывания,

                                                                          // в режим с малым потреблением

Выполнение работы.

5) Отредактированный файл, содержащий коэффициенты заданного фильтра, выглядит так:

6) Получим спектр импульсной характеристики проектируемого фильтра с помощью программы ДПФ:

После модификации в программе изменилась только одна строка:

//.VAR input[N]="test64_02.dat";   // старое значение

.VAR input[N]="1bp24.txt";        //новое

График окна input:

Содержимое окна input полностью соответствует импульсной характеристике, подсчитанной ранее, но т.к. коэффициентов было 25, а размер input соответствует 64, то оставшиеся заполняются нулями.

Графики построенные симулятором:

Реальная часть спектра:

C=cos(2*pi*k*n/N)

Мнимая часть спектра:

S=sin(2*pi*k*n/N)

Спектр  рассчитывается по формуле:

[real(k)]^2 + [imag(k)]^2

7-9) Откроем файл проекта LR4.dpj. Добавим к файлам инициализации файл с рассчитанными коэффициентами КИХ-фильтра из папки Exemple5. Вызовем пограмму FIR.asm и произведём её трансляцию. Далее выполним программу до её конца.

10) Графики входного и выходного сигналов, полученные после выполнения программы: 

 

 

11) Получим характеристики выполненной программы (время выполнения, объём):

В ADSP-2181 при частоте внешнего кварцевого резонатора 50МГц и напряжении питания 5В время выполнения одного цикла команд составляет 25нс. Так как CYCLES=1A8F16=679910, то время выполнения программы равно tпр=25нс*6799=169 мс. Объём программы оценим по количеству команд, содержащихся в промежутке от метки start до метки end (информационное окно Disassembly). Объем программы равен 24 команд.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20487. Запити, типи запитів, обчислення в запитах 32 KB
  Запити дозволяють обраховувати підсумкові значення і виводити їх у компактному форматі а також виконувати обчислення над групами записів. Запити можна створювати самостійно і за допомогою майстра. Майстри запитів автоматично виконують основні дії залежно від відповідей користувача на поставлені питання.
20488. Засоби структурного аналізу та їх взаємовідносини 36 KB
  принципова схема технологічного процесу на складі; транспортнотехнологічна схема переробки вантажів на складі; технологічна карта роботи складу; технологічний графік роботи складу; опис стандартних процедур складського процесу; мережеві моделі складських процесів а також ряд інших засобів моделювання процесів; технологічні планування складів; карти організації праці окремих категорій працівників складу. Правильно організований технологічний процес роботи складу повинен забезпечувати: чітке і своєчасне проведення кількісного...
20489. Зведення системи лінійних рівнянь до зручного для ітерацій вигляду 78 KB
  Ітераційними називають такі методи які дають змогу знайти наближений розв'язок системи із заздалегідь указаною точністю шляхом виконання скінченої кількості арифметичних операцій хоч самі обчислення можуть проводитись і без округлень а коефіцієнти і вільні члени системи бути точними числами. Точний розв'язок системи за допомогою ітераційних методів можна знайти тільки теоретично як границю збіжного нескінченного процесу. Розв'язуючи системи рівнянь ітераційними методами крім похибок округлення треба враховувати також похибку методу....
20490. Обчислення в звітах 17.31 KB
  Щоб додати номер сторінки використовують властивості звіту Page і Pages містять номер поточної сторінки і загальна кількість сторінок у звіті. Для того щоб додати в колонтитул номер поточної сторінки введіть у текстове поле вираження= Сторінка [Page] з [Pages]Зазначимо що при створення звіту в режимі майстра це вираз додається автоматично.Так для того щоб провести будьякі обчислення в рядках таблиці звіту необхідно посилатися безпосередньо на поля цього звіту не таблиці або запиту. Щоб порахувати різницю між максимальним і...
20491. Знання, класифікація знань 29.5 KB
  Знання класифікація знань Знання́ форма існування і систематизації результатів пізнавальної діяльності людини. Знання класифікують за: За природою Знання можуть бути: декларативні процедурні Декларативні знання містять в собі лише уявлення про структуру певних понять. Ці знання наближені до даних фактів. Процедурні знання мають активну природу.
20492. Імпорт та експорт даних MySQL 17.71 KB
  Експорт та імпорт даних в MySQL зазвичай потрібно при перенесенні інформації з однієї бази даних MySQL в іншу і для здійснення резервного копіювання. Резервне копіювання даних носить чисто технологічний характер. Ми гарантуємо збереження самих даних а не їх резервних копій.
20493. Інтерполяційний многочлен Лагранжа 61.5 KB
  Для n 1 пар чисел де всі різні існує єдиний многочлен степеня не більшого від n для якого . Лагранж запропонував спосіб обчислення таких многочленів: де базисні поліноми визначаються за формулою: Очевидно що ljx мають такі властивості: Це поліноми степеня n при Звідси випливає що Lx як лінійна комбінація ljx може мати степінь не більший від n та Lxj = yj. Нехай для функції fx відомі значення yj = fxj у деяких точках. Тоді ця функція може інтерполюватися як Зокрема Значення інтегралів від lj не залежать від fx...
20494. Клітинні матриці. Дії над клітинними матрицями 49.5 KB
  Дана форма запису матриці має важливе теоретичне значення у лінійній алгебрі і при розв'язуванні систем диференціальних рівнянь. Наприклад матриця: Власними значеннями даної матриці A є λ = 1 2 4 4. Розмірність ядра матриці A − 4In дорівнює 1 отже A не допускає діагоналізації.