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

35 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

24518. Назначение и использование семафоров 46.4 KB
  Пусть буферный пул состоит из N буферов каждый из которых может содержать одну запись рис. Для решения задачи введем три семафора: e число пустых буферов; f число заполненных буферов; b блокирующая переменная двоичный семафор используемый для обеспечения взаимного исключения при работе с разделяемыми данными в критической секции. Использование семафоров для синхронизации потоков Здесь операции Р и V имеют следующее содержание: Ре если есть свободные буферы то уменьшить их количество на 1 если нет то перейти в состояние...
24519. Взаимные блокировки процессов. Методы предотвращения, обнаружения и ликвидации тупиков 35.63 KB
  Методы предотвращения обнаружения и ликвидации тупиков. Тупиковые ситуации надо отличать от простых очередей хотя и те и другие возникают при совместном использовании ресурсов и внешне выглядят похоже: процесс приостанавливается и ждет освобождения ресурса. Проблема тупиков включает в себя решение следующих задач: предотвращение тупиков; распознавание тупиков; восстановление системы после тупиков. Другой более гибкий подход динамического предотвращения тупиков заключается в использовании определенных правил при назначении ресурсов процессам.
24520. Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов. Преобразование адресов 40.26 KB
  Сама ОС обычно располагается в самых младших или старших адресах памяти. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти; выделение и освобождение памяти для процессов; вытеснение процессов из оперативной памяти на диск когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов и возвращение их в оперативную память когда в ней освобождается место; настройка адресов программы на конкретную область физической памяти. Программист при написании программы в общем случае обращается...
24521. Методы распределения памяти без использования диска (фиксированными, динамическими, перемещаемыми разделами) 83.87 KB
  Методы распределения памяти без использования диска фиксированными динамическими перемещаемыми разделами. Методы распределения памяти. Рассмотрим наиболее общие подходы к распределению памяти которые были характерны для разных периодов развития ОС. Классификация методов распределения памяти 5.
24522. Понятие виртуальной памяти, ее назначение. Свопинг 14.41 KB
  Понятие виртуальной памяти ее назначение. Понятие виртуальной памяти. Необходимым условием для того чтобы программа могла выполняться является ее нахождение в оперативной памяти. Уже давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в памяти программ размер которых превышает имеющуюся в наличии свободную память.
24523. Страничное распределение оперативной памяти 90.7 KB
  В общем случае размер виртуального адресного пространства не является кратным размеру страницы поэтому последняя страница каждого процесса дополняется фиктивной областью. Чтобы упростить механизм преобразования адресов размер страницы обычно выбирается равным 2n: 512 1024 и т. Смежные виртуальные страницы не обязательно располагаются в смежных физических страницах. Запись таблицы называемая дескриптором страницы включает следующую информацию: номер физической страницы в которую загружена данная виртуальная страница; признак...
24524. Сегментное распределение оперативной памяти 30.45 KB
  Сегментное распределение оперативной памяти.Сегментное распределение памяти. Рассмотрим каким образом сегментное распределение памяти реализует эти возможности рис. Во время загрузки процесса система создает таблицу сегментов процесса аналогичную таблице страниц в которой для каждого сегмента указывается: начальный физический адрес сегмента в оперативной памяти; размер сегмента; права доступа; признак модификации; признак обращения к данному сегменту за последний интервал времени и т.
24525. Странично-сегментное распределение оперативной памяти 42.01 KB
  Каждый сегмент в свою очередь делится на виртуальные страницы которые нумеруются в пределах сегмента. Оперативная память делится на физические страницы. Перемещение данных между памятью и диском осуществляется не сегментами а страницами. При этом часть страниц процесса размещается в оперативной памяти а часть на диске.
24526. Кэш-память. Принцип функционирования кэш-памяти 127.2 KB
  Кэшпамять. Принцип функционирования кэшпамяти. Кэширование данных. Кэшпамять.