信号与信息处理综合实验报告DSP实验二报告（FFT实现）.doc

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1、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：1、FFT程序（实现基本功能）：（1）FFT部分：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。void DSP_radix2(int n, short *restrict xy, const short

2、*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。 void bitrev_index(short *index, int n)：计算得到重新排序表，n 为序列长度。 void DSP_bitrev_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

3、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。#pragma DATA_SECTION(sdram_data,.off_ram)；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

4、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(double)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+) x

5、i*2+1=(-xi*2+1); DSP_radix2(nx,x,w); for(i=0;i32;i+) xi=xi/nx; DSP_bitrev_cplx(x,index,nx);注：输入序列均为实数，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（2）

6、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。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

7、, 0FFT结果（序列）：FFT结果（图象）：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：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、执行IFFT时，结果出错。出现这

8、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