1、北邮信息工程信号与信息处理综合实验DSP实验二报告FFT实现北邮信息工程信号与信息处理综合实验DSP实验二报告（FFT实现）信息与通信工程学院 信号与信息处理综合实验报告 (DSP部分) 班 级: 姓 名: 学 号: 序 号: 日 期: 信号与信息处理综合实验报告 实验二 FFT实现 一、实验目的 进一步熟悉CCS v5的开发环境，掌握调试的要素，并理解FFT的过程。 二、 程序功能 1、基本功能 本程序的基本要求是:将FFT结果写入SDRAM后，并读取出来。 2、拓展功能 (1)其他点数的FFT; (2)FFT后再进行IFFT，验证是否与原数据一致。 三、程序基本信息 (一)、程序模块描述:
2、 1、FFT程序(实现基本功能): (1)FFT部分: 1?主函数(main):初始化输入序列、旋转因子、FFT点数，负责其它功能函数的调用，并完成一些基本操作。 2?void DSP_radix2(int n, short *restrict xy, const short *restrict w):完成FFT运算(基2频域抽选)。 参数说明: n是输入序列的长度，short xy是输入序列(复数)，const short w为旋转因子。 3? void bitrev_index(short *index, int n):计算得到重新排序表，n 为序列长度。 4? void DSP_bitr
3、ev_cplx(int *x, short *index, int nx):根据bitrev_index计算的排序表，把FFT输出的复数序列x重新排序为自然顺序。 DSP_bitrev_cplx: (2)SDRAM配置与写入部分: 主函数(main):负责其它功能的调用，执行SDRAM写入、读取和检测，并点亮对应的LED。 EMIFA_config(&MyEmifaConfig):实现对EMIFA总线的12个接口寄存器的配置。具体配置信息在MyEmifaConfig结构体中。 第1页 信号与信息处理综合实验报告 #pragma DATA_SECTION(sdram_data,.off_ram)
4、;数据段定义，定义要写入的数据位置，需要在CMD文件中建立对应的section。 C641x_SDRAM.cmd文件;描述物理存储器的管理、分配和使用情况，用于DSP 代码的定位。 2、拓展功能: 拓展功能包括任意点数FFT和IFFT，它们都是基于FFT程序(FFT部分)修改的，以下只列出拓展(修改)的部分。 (1) 任意点数FFT: 要实现任意点数FFT，则输入序列和旋转因子都要根据点数N自动生成。下面就是实现这一功能的代码段: for (i=0;iN/2;i+) w12*i = 32767*(-cos(double)i*delta); w12*i+1 = 32767*(-sin(doubl
5、e)i*delta); for (i=0;iN;i+) x12*i = (short)(cos(PI*i/20.0)+cos(PI*i/10.0)+cos(PI*i/5.0)*0x80); x12*i+1 = 0; 接下来调用DSP_radix2函数进行FFT即可。 (2) IFFT: IFFT的实现基于如下算法: 流程: 对应代码段: for(i=0;i16;i+) xi*2+1=(-xi*2+1); DSP_radix2(nx,x,w); 第2页 信号与信息处理综合实验报告 for(i=0;i32;i+) xi=xi/nx; DSP_bitrev_cplx(x,index,nx); 注:输
6、入序列均为实数，为了节省执行时间，该程序没有进行第二次共轭。另外输出为乱序，需要第二次重排。 2、程序流程: (1)FFT(任意点数FFT、IFFT): 某些流程只会在拓展功能中出现，会加以标注，另IFFT具体流程上面已给出，这里不再重复。 开始 初始化变量及相关库函数 根据点数初始化输入序列，计算旋转因子(任意点数FFT) 计算FFT 计算重新排序表 根据排序表重新排列结果序列 FFT结果输出 计算IFFT(IFFT) 结束 第3页 信号与信息处理综合实验报告 (2)SDRAM配置、写入与检测 开始 初始化EMIFA总线的12个接口寄存器配置值 指定数据段空间(DATA_SECTION)为
7、SDRAM 写入EMIFA寄存器配置 执行FFT程序以获得要写入的结果 把FFT结果写入 到SDRAM中 读取刚才写入的值并与要写入的值(FFT结果)比较，根据结 果显示LED灯 结束 四、功能测试记录 1、FFT: 任意点数的FFT由于变化较多，这里无法给出执行结果。 第4页 信号与信息处理综合实验报告 输入序列:0, 0, 10, 0, 20, 0, 10, 0, 0, 0, -10, 0, -20, 0, -10, 0, 0, 0, 10, 0, 20, 0, 10, 0, 0, 0, -10, 0, -20, 0, -10, 0 FFT结果(序列): FFT结果(图象): 第5页 信号
8、与信息处理综合实验报告 IFFT结果: 由上图可见，和原始输入序列相比，IFFT的结果略有误差。 2、SDRAM: 正确执行的结果: 第6页 信号与信息处理综合实验报告 检测错误时的结果(如把写入的结果与全0数组比较): 五、调试过程中的主要问题及难点 1、FFT无法得到正确结果。 解决:原先的输入数据可能产生溢出，更换新数据后解决。 2、编译SDRAM程序时出错。 为了实现把FFT结果写入SDRAM中，FFT程序必须嵌入到SDRAM程序中，否则执行后获得的FFT结果会丢失。但是由于FFT程序中包含了对C64xDSPLIB的函数调用，因此需要在属性窗口中添加库文件dsp64x.lib。 3、执
9、行IFFT时，结果出错。 第7页 信号与信息处理综合实验报告 出现这一错误的原因是选择了错误的IFFT函数，因为许多DSP库函数对输入都是有限制的，如果事先没有对输入参数进行转换以符合库函数的要求，结果就会出错。 4、调试IFFT程序时，提示“不支持该芯片，程序没有加载”。 开始设计IFFT程序时，由于C64x的DSP函数库中没有合适的IFFT函数，因此我打算采用C64x+DSPLIB中的函数DSP_ifft16x16t实现IFFT，结果就出现了以上错误。虽然在基于C64x内核的DSP芯片上执行为基于C64x+的DSP设计的库函数或许不会出错，但这种行为是CCS不允许的。 六、实验总结 和第一次DSP部分的实验相比，这次实验相对来说要复杂一些。实现基本功能时，就要把两个程序组合到一起，而实现拓展功能时，更需要自己设计相应的算法。然而，这也是第一次真正利用DSP芯片DSP方面的强大优势实现一些真正的数字信号处理操作，让我见识到了DSP芯片在某些运算上的功能强大。在这次实验中，我还接触到了许多DSP芯片的知识，如EMIF寄存器，更重要的是了解了代码优化的概念，并掌握了一定的优化方法，这对我的编程思想也是一次极大地提升。这次实验真正让我获益匪浅。 第8页
