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    信号与信息处理综合实验报告(DSP 部分)

    实验二报告

    学院: 信息与通信工程学院 班级: 姓名: 学号: 联系方式:

    题目二 FFT 实现以及 SDRAM 读写实验
    第一部分: 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、FFT 实现
    1.FFT 简介 DFT(离散傅里叶变换)是信号处理中的一种变换,可以将一个时域信号变 换到频域。 有些信号在时域上是很难看出什么特征的,但是如果变换到频域之后,就很 容易看出特征了,而且更容易处理。 直接计算 DFT 的计算量与变换区间长度 N 的平方成正比,当 N 较大时,计算 量太大,直接用 DFT 算法进行谱分析和信号的实时处理是不切实际的。 FFT(快速傅里叶变换)是 DFT 的快速算法,FFT 的发现使得信号实时的谱分 析和处理成为了可能。 2.基 2FFT 算法 直接计算 DFT:长度为 N 的有限长序列 x(n)的 DFT 为:
    kn X (k ) ? ? x(n)WN , k ? 0,1, ???, N ? 1 n ?0 N ?1

    考虑 x(n)为复数序列的一般情况,对某一个 k 值,直接按上式计算 X(k)值需 要 N 次复数乘法、(N-1)次复数加法。 FFT 算法是不断地把长序列的 DFT 分解成几个短序列的 DFT, 并利用旋转因子 的周期性和对称性来减少 DFT 的运算次数。在基 2 快速算法中,频域抽取法 FFT 是一种常用的快速算法。 设序列 x(n)长度为 N=2M, 将序列 x(n)前后对半分为 x1(n)、 x2(n)两组序列, 用 2 个 N/2 点 DFT 来完成一个 N 点 DFT 的计算。
    N /2- 1

    X (k ) =

    ?

    n= 0

    k kn 轾 x(n) + (- 1) x(n + N / 2) WN 犏 臌

    , k = 0,1,.....N - 1

    ? ? x1 (n) ? x(n) ? x(n ? N / 2) 令? n ? ? x2 (n) ? ? x(n) ? x(n ? N / 2)? WN

    n ? 0,1,..., N 2 ? 1 , 根 据 图 18 的 蝶 形 运 算 得 到

    N / 2 ?1 ? nr X ( k ) ? X (2 r ) ? x1 (n)WN ? /2 ? 1 ? n ?0 ,将一个 N 点 DFT 分解为 2 个 N/2 点 DFT 来计算。 ? N / 2 ?1 nr ? X (k ) ? X (2r ? 1) ? x ( n ) W ? 2 2 N /2 ? n ?0 ?

    三、流程图

    开始

    初始化相关变量以及相关库函 数

    输入序列, 计算盘旋因子

    计算 FFT 以及重新排序表

    FFT 结果输出

    四、实验结果
    查看变量,由 View->Variables 可以查看各个变量的值:

    使用图形显示工具显示图形如下:

    由于是 64 位实数 FFT,所以图像关于 32 对称。

    第二部分: 一、实验目的
    CCS 使用 CCSv5,目标板为 TMS320C6416T DSK。 配置 EMIFA 来控制 SDRAM 的读写。 实验目标: 在 CCS 上编写一个工程, 通过 EMIF 接口向 SDRAM 中写入 0x40000 个数据,再将它们读出来并验证与原数据是否相同。如果相同则点亮 LED0~2, 否则点亮 LED3。

    二、 程序功能
    本程序的基本要求是:将 FFT 结果写入 SDRAM 后,并读取出来。

    三、流程图

    开始

    初始化 EMIFA 总线的 12 个借口寄存器配置值

    指定数据段空间

    写入 EMIFA 寄存器配置

    执行 FFT,将其结果写入 SDRAM

    结果显示 LED 灯

    成功 三个灯亮 即成功

    四、实验结果
    运行程序之后 Registers 查看寄存器的值:

    控制台显示:

    加载完后退出 CCS 可以看到 LED0~2 被点亮,即证明数据在 SDRAM 中读写正确:

    五、调试过程中的主要问题及难点
    1.在运行 FFT 计算的程序时,断点的位置设置错误,导致程序不能正常运行。

    解决方法:将断点的位置设在程序的最后 2.在合并 FFT 与 SDRAM 程序时不能编译通过,这是由于没有添加 FFT 程序中的 lib 文件。 解决方法:完整添加 lib 文件 3. 实验中图像显示不出来,无论如何调试,图像的显示命令显示的都是灰色不 可选状态。 解决方法:重新启动软件。

    六、实验总结
    与第一次的 DSP 实验相比, 这次的实验比较复杂。尤其是将两个程序组合到 一起。而且通过这次试验我更加深入的了解了 DSP 芯片的功能、知识,同时也了 解了一些代码优化的方法。个人感觉 DSP 比 FPGA 功能更加的强大,但是有点复 杂。总之,这次实验使我受益匪浅。


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