基于C6000的隨機(jī)信號相關(guān)計(jì)算程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、DSP應(yīng)用課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書基于C6000的隨機(jī)信號相關(guān)計(jì)算程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)起止日期： 2013年 12 月 2 日 至 2013年 12 月 13 日學(xué)生姓名班級學(xué)號成績指導(dǎo)教師(簽字)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2013年 12 月 30 日課題名稱基于C6000的隨機(jī)信號相關(guān)計(jì)算程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)人 數(shù)9組 長同組人員課題的主要內(nèi)容和要求一、 基本要求熟悉隨機(jī)信號相關(guān)計(jì)算的原理與方法，掌握其DSP程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。二、設(shè)計(jì)任務(wù)主要內(nèi)容：（1） 編寫程序。（2）程序要完善、優(yōu)化與仿真，能演示輸入輸出數(shù)據(jù)的完整圖形，顯示結(jié)果，并對程序或相關(guān)設(shè)計(jì)予以解釋。主要任務(wù)：1、 算法設(shè)計(jì)； 2、程序設(shè)計(jì)； 3、程序

2、的調(diào)試與各項(xiàng)性能的測試。三、設(shè)計(jì)工作量2周完成具體任務(wù)算法設(shè)計(jì)時(shí)間安排與完成情況12月2日 分組、任務(wù)分配、課題理解12月3日-12月6日 功能分析、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)12月9日-12月13日 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和考核12月16日 總結(jié)、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、設(shè)計(jì)目的通過該設(shè)計(jì)，熟悉隨機(jī)信號相關(guān)算法的原理，掌握其DSP程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，以及程序的調(diào)試技巧。是對DSP應(yīng)用技術(shù)理論學(xué)習(xí)的總結(jié)和補(bǔ)充，為DSP應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)原理 廣義平穩(wěn)隨機(jī)信號 x(n)和 y(n)的相關(guān)函數(shù)的定義為： 如果 x(n),y(n)是各態(tài)遍歷的，則上式的集合平均可以由單一樣本序列的時(shí)間平均來實(shí)現(xiàn)，即 如果觀

3、察的點(diǎn)數(shù) N 為有限值，則求 r(m)估計(jì)值的一種方法是由于 x(n)只有 N 個(gè)觀察值， 因此對于每一個(gè)固定的延遲m,可以利用的數(shù)據(jù)只有 N-1-|m|個(gè)，且在 0N-1 的范圍內(nèi)，xN（x）=x(n)，所以在實(shí)際計(jì)算中上式變?yōu)榈拈L度為 2N-1，這是有偏估計(jì)。無偏估計(jì)為三、設(shè)計(jì)所需儀器與設(shè)備1、PC微機(jī)1臺(tái)，安裝CCS3.02、DSP仿真器TDS510-USB2.0，1套四、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、編寫程序。 2、程序完善、優(yōu)化，面向C6000開發(fā)調(diào)試。3、能演示輸入輸出數(shù)據(jù)的完整圖形，顯示結(jié)果，并對程序或相關(guān)設(shè)計(jì)予以解釋。五、設(shè)計(jì)步驟1、開電，運(yùn)行 CCS 軟件，創(chuàng)建項(xiàng)目文件，編譯運(yùn)行并下載。按照以

4、下步驟創(chuàng)建一個(gè)新工程：1.1 如果CCS安裝在C:CCStudio_v3.1，在C:CCStudio_v3.1myprogects文件下新建一個(gè)practice文件夾。1.2. 把C:CCStudio_v3.1tutorialtargetconsultant文件夾下的內(nèi)容復(fù)制到新建的文件夾里。目標(biāo)與當(dāng)前CCS的配置有關(guān)。在使用CCS前必須進(jìn)行配置，CCS里沒有默認(rèn)的配置。關(guān)于CCS配置的詳細(xì)介紹請參照第三章。1.3. 選擇Project->New。1.4. 在Project Name框里輸入工程名：(例如:practice)。1.5. 在Location框里輸入或者瀏覽第一步創(chuàng)建的文件夾

5、。1.6. 工程類型默認(rèn)為可執(zhí)行的(.out)文件，目標(biāo)設(shè)置為CCS當(dāng)前的配置。1.7. 點(diǎn)擊 Finish ，CCS創(chuàng)建一個(gè)叫做practice.prj的工程文件。文件里存儲(chǔ)了工程配置和工程所需要的各種相關(guān)文件。1.8. 選擇 Project->Add files to Project，把文件加到工程里。你也可以在左邊的工程視圖窗口里右擊工程，選擇 Add files to Project。1.9. 從你所創(chuàng)建的文件夾里添加main.c, DoLoop.c, 和lnk.c(映射內(nèi)存的連接命令文件)。瀏覽C:CCStudio_v3.1c6000cgtoolslib目錄，為所配置的目標(biāo)添加

6、相應(yīng)的rts.lib。1.10. 你不必手工添加包含文件到工程里，因?yàn)榫幾g程序的時(shí)候，程序會(huì)自動(dòng)找到它們。在編譯一個(gè)工程后，包含文件會(huì)出現(xiàn)在工程視圖里。2、設(shè)置斷點(diǎn)，再點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，如下圖所示。這里的相關(guān)算法是在程序中編寫的。選擇Debug->Go main開始Main函數(shù)的執(zhí)行。執(zhí)行到Main函數(shù)出暫停，此時(shí)程序指針（黃色箭頭）停在Main函數(shù)的左邊空白處。這個(gè)區(qū)域被稱為選擇區(qū)域(select margin)。可以在這個(gè)區(qū)域設(shè)置斷點(diǎn)（break point），探針(probe)等把光標(biāo)置于所需行上，按F9設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)。此外，你還可以通過選擇Toggle Breakpoint工具條按

7、鈕創(chuàng)建斷點(diǎn)。設(shè)置斷點(diǎn)后，一個(gè)紅色圖標(biāo)將出現(xiàn)在選擇空白區(qū)。再按F9或Toggle reakpoint按鈕將除去斷點(diǎn)。main.c中，在DoLoop行設(shè)置斷點(diǎn)(Input1, Input2, Weights, Output, LOOPCOUNT) 當(dāng)程序暫停在Main函數(shù)處時(shí)，通過按F5，選擇Debug->Run，或者選擇Run工具條來運(yùn)行程序。一旦程序運(yùn)行到斷點(diǎn)出，程序?qū)炱稹?、點(diǎn)擊View>Graph>Time/Frquence打開圖形屬性對話框，如下設(shè)置。采用雙綜觀察2路信號輸入變量x_real 和y_real。觀察點(diǎn)數(shù)為128點(diǎn),類型為float型。輸出窗口默認(rèn)定位在屏

8、幕下部，也可以通過View->Output Window來訪問。默認(rèn)情況下，printf函數(shù)的輸出顯示在Output窗口，顯示Stdout的內(nèi)容和構(gòu)建日志之類的信息。4、再設(shè)置單綜觀察 1 路信號的輸出 r_real.觀察的點(diǎn)數(shù)為 255 點(diǎn)，類型為 float 型。內(nèi)存映射關(guān)系可以告訴調(diào)試器它能訪問內(nèi)存的哪個(gè)區(qū)域。內(nèi)存映射關(guān)系可以隨具體應(yīng)用而改變。當(dāng)一個(gè)內(nèi)存映射關(guān)系定義并且內(nèi)存映射建立，調(diào)試器按照內(nèi)存映射關(guān)系挨個(gè)檢查內(nèi)存入口。調(diào)試器不能進(jìn)入被設(shè)置為保護(hù)狀態(tài)的內(nèi)存區(qū)域。調(diào)試器按照軟件內(nèi)存映射關(guān)系檢查內(nèi)存入口而非按照硬件。調(diào)試器并不能阻止你的程序訪問不存在的存儲(chǔ)區(qū)域。5、點(diǎn)擊“OK”后，可

9、以看到如下波形。應(yīng)用程序代碼分析是對影響程序效率因素的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和解釋的過程。應(yīng)用程序的調(diào)整就是修改代碼以此提高程序效率。DSP開發(fā)人員可以盡可能的分析和調(diào)整應(yīng)用程序，以此來滿足用戶、應(yīng)用區(qū)域和硬件所要求的效率。仿真分析工具允許用戶對事件、硬件斷點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定、監(jiān)視、計(jì)數(shù)等操作。CCS IDE可以通過各種方法把程序處理到的數(shù)據(jù)畫出來，包括時(shí)間/頻率，星座圖，眼圖和圖像等。選擇View-> Graph，可以得到這些圖，然后選擇需要的圖。這時(shí)候可以在圖屬性（graph property）的對話框中指定圖的屬性選項(xiàng)。下面的例子展示了一個(gè)單時(shí)刻(時(shí)間/頻率)圖表屬性對話框。六、程序框圖和程序con

10、st int MAXN=100;const double pi=acos(-1);const double eps=1e-6;struct C double r, i; C () C(double _r, double _i):r(_r),i(_i) inline C operator +(const C a)const return C(r+a.r, i+a.i); inline C operator - (const C a)const return C(r-a.r, i-a.i); inline C operator * (const C a)const return C(r*a.r-i

11、*a.i, r*a.i+i*a.r); aMAXN, bMAXN;int numMAXN, cntMAXN;int resMAXN, sumMAXN;void brc(C *y,int l) / 二進(jìn)制平攤反轉(zhuǎn)置換 O(logn) register int i,j,k; for(i=1,j=l>>1;i<l-1;i+) if(i<j) swap(yi,yj); / 交換互為下標(biāo)反轉(zhuǎn)的元素 / i<j保證只交換一次 k=l>>1; while(j>=k) / 由最高位檢索，遇1變0，遇0變1，跳出 j-=k; k>>=1; if(j&l

12、t;k) j+=k; void FFT(C *y,int l,int on) / FFT O(nlogn) / 其中on=1時(shí)為DFT，on=-1為IDFT register int h,i,j,k; C u,t; brc(y,l); / 調(diào)用反轉(zhuǎn)置換 for(h=2;h<=l;h<<=1) / 控制層數(shù) / 初始化單位復(fù)根 C wn(cos(on*2*pi/h),sin(on*2*pi/h); for(j=0;j<l;j+=h) / 控制起始下標(biāo) C w(1,0); / 初始化螺旋因子 for(k=j;k<j+h/2;k+) / 配對 u=yk; t=w*yk+

13、h/2; yk=u+t; yk+h/2=u-t; w=w*wn; / 更新螺旋因子 / if(on=-1) for(i=0;i<l;i+) yi.r/=l; / IDFTvoid correl(C *x, C *y, int lx, int ly, double *c)/ c 為相關(guān)系數(shù). int len=1;/len>=lx+ly-1 2kwhile(len<lx+ly-1)len<<=1;C *z;z=new Clen;for( int i=lx; i<len; + i )xi=C(0, 0);for( int i=ly; i<len ; + i)

14、yi=C(0, 0);FFT(x, len, 1);FFT(y, len, 1);for( int i=0; i<len; + i )zi=xi*yi;FFT(z, len, -1);for( int i=0;i<lx+ly-1; + i )ci=zi.r;delete z;七、心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，時(shí)代對于學(xué)生的綜合素質(zhì)要求將會(huì)越來越高，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，將有利于提高學(xué)生們綜合素質(zhì)的提高。 從本次課程設(shè)計(jì)的中心來看，課題是希望通過對隨機(jī)信號的相關(guān)性的算法進(jìn)行設(shè)計(jì),編寫這里就是指對程序的編寫，調(diào)試等。在這里我們只要編寫正確的程序，經(jīng)過調(diào)試，仿真硬件調(diào)試就