西北工业大学：《DSP软件编程与算法实现》 开发流程讲解

DsP软件编程与算法实现 西北工业大学

DSP软件编程与算法实现 西北工业大学

论题目录 ●DSP应用系统的一般开发流程 ●DSP与MCS51、PC硬件结构对算法的影响 针对不同的算法来选择DSP与编程语言 ●DSP常用算法简介 ●DSP算法的仿真 ●DSP算法的移植与实现

论题目录 ⚫ DSP应用系统的一般开发流程 ⚫ DSP与MCS51、PC硬件结构对算法的影响 ⚫ 针对不同的算法来选择DSP与编程语言 ⚫ DSP常用算法简介 ⚫ DSP算法的仿真 ⚫ DSP算法的移植与实现

DSP应用系统的一般开发流程 1.概念分析与建立模型 2.算法设计与仿真 3.算法移植与软件编程 4.DSP软件仿真 5.DSP实时调试仿真

DSP应用系统的一般开发流程 1. 概念分析与建立模型 2. 算法设计与仿真 3. 算法移植与软件编程 4. DSP软件仿真 5. DSP实时调试仿真

DSP应用 定义系统性能指标 选择DSP芯片 软件编程 硬件设计 软件调试 硬件调试 系统集成 系统测试和调试

MCS51单片机内核 累加器ACC 算术单元逻辑 Latch ALU ●堆栈指针SP ●指令计数器PC APROM ruction P4,0 排:巴

MCS51单片机内核 ⚫ 累加器ACC ⚫ 算术单元逻辑 ALU ⚫ 堆栈指针SP ⚫ 指令计数器PC

般处理器内核 ● Cache结构 ●CPU内总线 Power Mang CPUCLK PLL 6-Stage Integer Pipeline ●PCI总线桥 Instr. Cache Data Cache Branch Table ●流水线结构 Intemal Bus Interface Unit Timer(x2) ●PCI总线 32-bit CPU Internal Bus 32-bit Internal DMA bus GFX UART CAIO EDO/SDRAM DMA Parallel port Controller (x ge Controller Interface

一般处理器内核 ⚫ Cache结构 ⚫ CPU内总线 ⚫ PCI总线桥 ⚫ 流水线结构 ⚫ PCI总线

单内核DSP functional block diagram of the 54x intenal hardware IPTR 多总线结构 ●硬件乘法器 流水线结构 OAE 内部PLI IRaqis SAT RoU

单内核DSP ⚫ 多总线结构 ⚫ 硬件乘法器 ⚫ 流水线结构 ⚫ 内部PLL

多内核DSP ●分组FIE结构 Block diagram: TMS320C6201 VLⅠW指令结构 Program RAM/Cache Data RAM 32-Bit Address 32-Bif Address ●EMIF接口 256-Bit Data 8,16-,32 Bit Data EMIF 512K Bits RAN 512K Bits RAM Host Port 以 Buses 32 C6200 CPU Core Enhanced buffered Program Fetch (1/E1 Instruction Decode Serial Port Enhanced Buffered Emulation (T1/E1) 图M Serial Port N Timer

多内核DSP ⚫ 分组FILE结构 ⚫ VLIW指令结构 ⚫ EMIF接口

DSP内核特点对算法的影响 1)硬件上采用了多总线哈佛结构,提高 了数据的处理能力与速度。 我们可以利用块搬移指令在程序与数 据空间,两块数据空间之间实现快速 的数据块搬移 2)采用了独立的硬件乘加器,极大地提高 了数字信号处理算法的运行速度。 特别在实现FIR滤波器、相关器、卷积器 等数字信号处理算法时应当充分利用这个 特性

DSP内核特点对算法的影响 1）硬件上采用了多总线哈佛结构，提高 了数据的处理能力与速度。 我们可以利用块搬移指令在程序与数 据空间，两块数据空间之间实现快速 的数据块搬移。 2）采用了独立的硬件乘加器，极大地提高 了数字信号处理算法的运行速度。 特别在实现FIR滤波器、相关器、卷积器 等数字信号处理算法时应当充分利用这个 特性

权衡现有优化算法与算法的DSP优化间的利弊 注意现有优化算法不一定适合DSP的实现 3)DSP设有循环寻址、位反转寻址等特殊指令 循环寻址在实现滤波器,多采样率滤波器 上有很大好处。 位反转寻址加速了FFT算法的实现。 4)内部独立的DMA总线控制器,通过DSP器件中 组或多组独立的DMA总线,可以实现程序执 行与数据传输的并行工作 5)指令执行采用流水线结构,具有较高的指令执 行速度,我们在设计算法,特别是程序编写时 应特别注意一方面利用好流水线,另一方面有 效地防止流水线冲突

权衡现有优化算法与算法的DSP优化间的利弊 注意现有优化算法不一定适合DSP的实现 3）DSP设有循环寻址、位反转寻址等特殊指令 循环寻址在实现滤波器，多采样率滤波器 上有很大好处。 位反转寻址加速了FFT算法的实现。 4）内部独立的DMA总线控制器，通过DSP器件中 一组或多组独立的DMA总线，可以实现程序执 行与数据传输的并行工作。 5）指令执行采用流水线结构，具有较高的指令执 行速度，我们在设计算法，特别是程序编写时 应特别注意一方面利用好流水线，另一方面有 效地防止流水线冲突