Составление программы реализации КИХ-фильтра
При выполнении задания 3 необходимо перед составлением программы повторить материал лекций и просмотреть литературу. Для программной реализации КИХ-фильтра можно использовать любой из сигнальных процессоров семейства TSM320 фирмы Texas Instruments. Составить программу для реализации КИХ-фильтра на сигнальном процессоре серии TMS320 фирмы Texas Instruments с подробным описанием выполняемых… Читать ещё >
Составление программы реализации КИХ-фильтра (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Введение
Расчетная часть Заключение Список литературы
программа фильтр сигнальный процессор
TMS320С5х — сигнальные процессоры, которые базируются на модифицированной Гарвардской архитектуре. В этой архитектуре используются два пространства памяти — для программ и для данных со своими шинами адреса и данных. По шине данных памяти программ из программной памяти пересылаются коды команд и непосредственные операнды. По шине данных памяти данных пересылаются данные от разнообразных модулей процессора в память данных и наоборот. Имеются команды обмена данными между памятью программ и памятью данных.
В процессорах TMS320C5х поддерживается высокий уровень параллелизма. Так, пока данные обрабатываются в арифметико-логическом устройстве (ALU), в арифметическом устройстве вспомогательных регистров может производиться инкремент или декремент содержимого этих регистров.
Структурная схема процессора TMS320C50 представлена на рисунке 7, из которой видно, что процессор выполняет арифметические команды, используя 32-х разрядные ALU и аккумулятор (ACC). ALU — универсальный арифметический модуль, который оперирует 16-ти разрядными операндами (непосредственными или из памяти) или/и 32-х разрядными из умножителя или аккумулятора. Аккумулятор используется для хранения результатов, поступающих из ALU, а также для ввода второго операнда в ALU. 32-х разрядный ACC разделен на старшее слово (ACCH) — биты 31:16 и младшее — (ACCL) c битами 15:0. Для быстрого временного сохранения содержимого аккумулятора имеется 32-х разрядный буфер аккумулятора (ACCB).
В дополнение к основному ALU имеется параллельный логический модуль (PLU), который выполняет логические операции над данными, не оказывая влияния на содержимое аккумулятора. PLU упрощает поразрядную установку, очистку и тестирование, требуемое при управлении и при операциях над регистрами состояния.
Аппаратный умножитель выполняет перемножение двух 16-ти разрядных слов с получением 32-х разрядного результата за один командный цикл. Умножитель состоит из трех элементов: собственно умножителя (multiplaer), регистра результата PREG (product register) и временного регистра TREG0. 16-ти разрядный TREG0 хранит множитель, 32-х разрядный PREG содержит результат умножения. В зависимости от используемых команд значение множителя может быть загружено из памяти данных, памяти программ, или непосредственно из команды
Задание
Составить программу для реализации КИХ-фильтра на сигнальном процессоре серии TMS320 фирмы Texas Instruments с подробным описанием выполняемых действий. Частота дискретизации обработки сигнала Fд и другие параметры приведены в таблице 1.
Таблица 1
N варианта | |||||||||||
Порядок фильтра N | |||||||||||
Xn Порт № | |||||||||||
Yn Порт № | |||||||||||
Fд, кГц | |||||||||||
Начальный адрес ПЗУ | 0E | 0F | 1B | 0F | 0C | 0B | 0A | 0D | |||
Расчетная часть
Вариант индивидуального задания определяется по последней цифре номера зачетной книжки студента. Мой вариант — 3,№З.К -12 363
При выполнении задания 3 необходимо перед составлением программы повторить материал лекций и просмотреть литературу [5,6]. Для программной реализации КИХ-фильтра можно использовать любой из сигнальных процессоров семейства TSM320 фирмы Texas Instruments.
В качестве примера рассмотрим фрагменты программирования процессора TSM 320С10, который способен выполнять 5 млн. опер/с. Такая высокая производительность является результатом разработки эффективной системы команд и высокоразвитой конвейерной архитектуры.
КИХ-фильтр описывается разностным уравнением вида
где — отсчеты воздействия;
— отсчеты реакции;
1 - вещественные коэффициенты, полностью определяющие свойства цифрового фильтра;
1 - отсчеты воздействия, задержанные на периодов дискретизации соответственно.
Таблица 2 — Реализация КИХ-фильтра при помощи программы
1B | IN10, 6 | |
1C | LARK_AR0,2 | |
1D | LARK_AR1,12 | |
1E | ZAC | |
1F | LARP1 | |
LT_*_, 0 | ||
MPY_*_, 1 | ||
LTD_*_, 0 | ||
MPY_*_, 1 | ||
LTD_*, 0 | ||
MPY_* | ||
APAC | ||
SACH6, 1 | ||
OUT6, 7 | ||
1С | ||
1B | ||
Таблица 3 — Комментарии к фрагменту программы
Команда | Комментарий | |
IN _10,6 | [10]< Порт 6 | |
LARK_AR0,2 | AR0<2H (адрес b2) | |
LARK_AR1,12 | AR1 <12h (адрес x (n-2)) | |
ZAC | ACC < 0, очищаем | |
LARP1 | AR1 — текущий | |
LT_*_, 0 | T<[(AR1)]=[12]; AR1 | |
MPY_*_, 1 | P<(T)*[(AR0)]=[12]*[2]=x (n-2)*b2;AR0 | |
LTD_*_, 0 | T<[(AR1)]=[11]; [(AR1)-1]=[12] <[(AR1)]=[11]; DMOV ACC<(ACC)+(P)=0+x (n-2)b2;AR1<(AR1)-1=11−1=10,AR0- текущий | |
MPY_*_, 1 | P<[11]*[1]=x (n-1)*b1,AR0=1−1=0;AR1- текущий | |
LTD_*, 0 | T<[10]; [11]<[10];ACC | |
MPY_* | P<[10]*[0]=Xn*b0; | |
APAC | ACC<(ACC)+(P)=x=x (n-2)*b2+x (n-1)*b1+xn*b0 | |
SACH6, 1 | [6] <(ACC)+z' | |
OUT6, 7 | Порт (7) < вывод Y (n) | |
1C | ||
1B | РС<1B | |
Время выполнения этого фрагмента — 16 тактов по 200 нс, т. е. 3,2 мкс. Для реализации заданного фильтра, 20-го порядка требуется выполнить приведенный фрагмент 20 раз, при этом время выполнения будет
Tвып = 3,2*20 = 64 мкс.
При заданной частоте дискретизации, равной 25 кГц каждый отсчет поступает на вход цифрового фильтра через:
Тд = 1 / 25 = 0,04 мс = 40 мкс.
Программа работы фильтра записывается в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) программ с адреса, заданного соответствующим вариантом таблицы 3.
Заключение
В ходе выполнения данной расчетно-графической работы, я составила программу для реализации КИХ-фильтра на сигнальном процессоре серии TMS320 фирмы Texas Instruments с подробным описанием выполняемых действий, предварительно изучив конспект лекций и соответствующую литературу.
1. Сперанский В. С. Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммуникаций и электроники. Учебное пособие для вузов. — М.: Горячая линия — Телеком, 2008. — 168 с.
2. Солонина А. И., Улахович Д. А., Яковлев Л. А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов — СПб: БХВ — Петербург, 2001. — 464 с.
3. Э. Айфичер, Б. Эммануил Цифровая обработка сигналов: практический подход. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — 992 с.
4. Лэй Э. Цифровая обработка сигналов для инженеров и технических специалистов: практическое руководство. — М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. — 336 с.
5. Гольденберг Л. М. и др. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. Задачи и упражнения: учебное пособие.-М.: Радио и связь, 1992.-256 с.
6. Петрищенко С. Н. Сигнальные процессоры. Конспект лекций для бакалавров специальности 5В71 900 — Радиотехника, электроника и телекоммуникации. — Алматы, 2012. — 38 с.