Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
ІКТА
Кафедра ЕОМ
Курсовий проект
з дисципліни
«Методи, алгоритми та засоби цифрової обробки сигналів та зображень»
на тему:
«Розробка процессора ШПФ»
Львів-2007
Завдання
Варіант №
Розробити процесор ШПФ з такими вхідними даними:
Тип процесора
ADSP-21060
Кількість точок
256
Основа ШПФ
4
Прорідження
часове
Розрядність вхідних даних
32
Такт поступлення вхідних даних
20 нс
Час обробки
0.5 мс
Анотація
В даному курсовому проекті розглянуто спосіб реалізації алгоритму ШПФ за основою 4 для сигнального процессора ADSP-21060 для 32-розрядних вхідних даних з часовим прорідженням, детально описано механізми обчислення швидкого перетворення Фур`є за заданною основою, властивості та основні характеристики процесора, на якому планується реалізація, підраховано часові ресурси для виконання обчислення, створена функціональна схема системи та написана програма, що реалізує вказаний алгоритм ШПФ на заданому процесорі.
Зміст
. Вступ
5
1. Теоретичний розділ
6
1.1.Характеристики сигнального процесора ADSP-21060
6
1.2 Опис ШПФ
9
2. Аналіз блок-схеми виконання заданої функції обробки сигналів та зображень на заданому типі процесора
21
3. Розрахунковий розділ
23
4. Розробка функціональної схеми
25
5. Розробка програми виконання заданої функції
29
Висновки
32
Література
33
Вступ
Аналіз Фур'є закладає основи багатьох методів, що застосовуються в області цифрової обробки сигналів (ЦОС). По суті справи, перетворення Фур'є (фактично існує кілька варіантів таких перетворень) дозволяє співставити сигналу, заданому в часовій області, його еквівалентне представлення в частотній області, і навпаки, якщо відома частотна характеристика сигналу, то зворотне перетворення Фур'є дозволяє визначити відповідний сигнал у часовій області.
Крім того, ці перетворення корисні при проектуванні фільтрів. Частотна характеристика фільтра може бути отримана за допомогою перетворення Фур'є його імпульсної реакції. І навпаки, якщо визначена частотна характеристика сигналу, то необхідна імпульсна реакція може бути отримана за допомогою зворотнього перетворення Фур'є над його частотною характеристикою. Цифрові фільтри можуть бути створені на основі їхньої імпульсної реакції, оскільки коефіцієнти фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою (КІХ) ідентичні дискретній імпульсній реакції фільтра.
1.Теоретичний розділ
1.1. Характеристики сигнального процесора ADSP-21060
1.1.1.Призначення ADSP-21060.
ADSP-21060 SHARC – комп’ютер із супергарвардською архітектурою , що є високо продуктивним 32-розрядним цифровим сигнальним процесором для обробки прикладних програм мови, звуку, графіки і растрових зображеннь. SHARC є системою на кристалі, оскільки базується на ядрі сімейства ADSP-21000, додаючи двохпортову пам’ять на чипі SRAM, інтегровані зовнішні пристрої вводу-виводу з підтримкою розподілених шин вводу-виводу. Завдяки кешу інструкцій процесор може виконувати майже кожну команду в одному (окремому) циклі. Чотири незалежних шини для даних, команд та шин вводу-виводу плюс перехресні переключення між зв’язками пам'яті – все це включає супергарвардська архітектура ADSP-21060.
ADSP-21060 SHARC представляє собою новий стандарт інтегрування для цифрових сигнальних процесорів, комбінуючи високо ефективне з плаваючою крапкою ядро DSP з вбудованим інтерфейсом хост-процесора, контролером прямого доступу до пам’яті, послідовними портами, link-портами, та із загальнодоступними шинами в багатопроцесорному режимі.
1.1.2.Властивості ADSP-21060.
Чотири незалежних шини для вибірки даних, інструкції, і шини вводу-виводу.
32 бітні з рухомою комою обчислювальні блоки стандарту ІЕЕЕ, вузол множення, ALU, та зсувач.
Двопортова SRAM на кристалі та вбудований процесор вводу – виводу для периферії – складають System-оn-а-сhіp.
Вбудовані засоби мультиобробки.
40 MІPS, 25 ns цикл виконання інструкцій, ...
