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 № 33
Розробити процесор ШПФ з такими вхідними даними:
Тип процесора АDSP- Blackfin 535
Кількість точок N 1024
Основа ШПФ 4
Прорідження Частотне (F)
Вагова функція Пуасона
Час обробки 1,8 мс
Розрядність вхідних даних 24 (12 +12)
Тип зовнішнього інтерфейсу SPORT
Анотація
В даному курсовому проекті розглянуто спосіб реалізації алгоритму ШПФ за основою 4 для сигнального процессора ADSP-BF535 для 24-розрядних вхідних даних з частотним 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
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-BF535
1.1.1.Призначення ADSP-BF535.
Процесор ADSP-BF535 входить в склад сімейства процесорів Blackfin. Архітектура ядра процесора комбінує механізм подвійної МАС обробки сигналу. Має RISC-подібну систему команд, та одну команду для множення даних (SIMD), підтримує мультимедійні можливості в одному коді команди.
Blackfin процесори підтримують динамічне керування живленням, можуть змінювати як і напругу так і частоту, щоб забезпечити низьке енергоспоживання.
Процесор ADSP-BF535 використовує поняття ядро та система для опису власної архітектури:
• Ядро означає: процесор, пам'ять першого рівня L1, контролер подій, основний таймер, і регістри контролю продуктивності.
• Система означає: периферійну множину,шину PCI, контролер зовнішньої пам’яті (EBIU), контролер прямого доступу до пам’яті (DMA), і інтерфейси між цими компонентами в системі та зовнішні ресурси.
1.1.2. Ключові особливості ADSP-BF535:
високопродуктивне ядро процесора Вlackfin з частотою 350 МГц;
два 16-бітові акумулятори множення (МАС);
два 40-бітові АЛП;
40-бітовий регістр зсуву;
чотири 8-ми бітові відео АЛП;
два 40-бітові акумулятори;
RISC – подібна регістрова пам’ять та система команд, для зручного програмування та компіляції, потужна система відлагодження програм, контроль продуктивності ядра мікропроцесора, 1.0 V – 1.6 V з динамічним енергетичним управлінням;
напруга вводу виводу 3.3 V.
Пам’ять:
Мікропроцесор ADSP-BF535 має 4 Гбайт-ний адресний простір, який охоплює як пам’ять на кристалі так і зовнішню пам’ять, та карту пам’яі ресурсів вводу/виводу. 285 Мбайт пам’яті виділено для внутрішніх ресурсів процесора Рис. 1. У цей внутрішній простір входить декілька ти...
