МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет "Львівська політехніка" Кафедра ЕОМ Курсовий проект з курсу “ Методи, алгоритми, засоби цифрової обробки сигналів та зображень” на тему: "Розробка алгоритму ДКП на процесорі TMS320C50" Варіант №9 Львів 2005 Анотація В даному курсовому проекті описується один із алгоритмів ДКП, а саме 8192-х точкове ДКП. Проводиться розрахунок параметрів алгоритму ДКП та на їх основі будується граф обчислення ДКП. Далі виконується синтез проекту на мікропроцесорі TMS320C50 та оцінка отриманих результатів. Зміст Вступ 4 Теоретичний розділ 5 Характеристики процесора TMS320C50 5 Дискретне Косинусне Перетворення 8 Швидкі прямі алгоритми дискретного косинусного перетворення з косинусннми множниками 8 Аналітичний огляд 9 Алгоритм ДКП 9 Побудова графу обчислення ДКП 10 Двійково-реверсна перестановка вихідних даних 13 Розрахунковий розділ 13 Розрахунок часових параметрів 13 Часові діаграми вхідних сигналів 14 Розрахунок об’єму мікросхем пам’яті 14 Розробка функціональної схеми 15 Розробка структурної схеми пристрою 15 Розробка пристрою керування 15 Опис роботи функціональної схеми 16 Розробка програми виконання заданої функції 16 Програма Дискретного Косинусного Перетворення 17 Висновки 19 Література 20 Вступ Для зменшення надлишковості подання цифрових сигналів та зображень використовуються лінійні унітарні ортогональні дискретні перетворення. Відомо, що за критерієм середньоквадратичної похибки серед всіх ортогональних перетворень оптимальним є перетворення Карунена-Лоева, але для нього не існують швидкі алгоритми. Порівняно з іншими дискретними перетвореннями з швидкими алгоритмами ДКП найефективніше концентрує енергію сигналу в невеликій частині його спектральних елементів і тим забезпечує досягнення великого коефіцієнта ущільнення даних. Крім того ДКП може ефективно використовуватись при обчисленні ДПФ та ДКПФ. На даний час розроблені два методи побудови алгоритмів швидкого косинусного перетворення (ШКП). Перший з них ґрунтується на алгебраїчній структурі матриці ДКП. Основний недолік відомих алгоритмів цього підходу полягає у використанні косекансних множників, які негативно впливають на точність перетворення, і в надлишковості за кількістю операцій переміщення даних. Другий метод - побічний (непрямий), він передбачає використання інших дискретних перетворень та їх швидких алгоритмів. Серед останніх найчастіше вживаються алгоритми ДКП і ШПХ . Тут використовуються косинусні множники, які покращують характеристики точності, але при цьому алгоритми першого підходу мають менші обчислювальні затрати. У даному розділі синтезовані алгоритми прямого методу ШКП з косинусними множниками, рівноцінні за обчислювальними затратами з відомими алгоритмами з косекансними множниками, і проведена їх структурна оптимізація. Вона дозволяє зменшити кількість операцій переміщення даних і реалізувати основні обчислення за схемою алгоритму ДКП Кулі-Тьюкі за основою два, включаючи його варіант з постійною структурою графа на кожному з етапів перетворення. Одержані також алгоритми побічного методу на основі алгоритмів ШПХ і проведений порівняльний аналіз двох методів. Завдання до курсового проекту. Варіант№9 Розробити та синтезувати на процесорі TMS320C50 пристрій для обчислення 8192-ти точкового ДКП. Розрядність вхідних даних складає 16 біт, такт поступлення вхідних даних складає 30 нс, час обробки становить 18,0мс. Теоретичний розділ Характеристики процесора TMS320C50 • Високопродуктивна плаваюча крапка цифрового сигнального процесора (DSP) - TMS320C50 Час циклу інструкції 20-,25-,35- нс при 5 В напруги Час циклу інструкції 25-,40-,50- нс при 3 В напруги • 16-розрядний високопродуктивний CPU • 16*16-біті дії (множення/додавання) над цілим числом і плаваючою крапкою відповідно • Інтегрований 2K,4К, 8К,16К, 32К х16-розрядний ПЗП з одинарнимним доступом • Інтегрованй один 1K, 3К, 6К, 9К х16-розрядна ОЗП з одинарнимним доступом (SARAM) • Інтегрованй один 1K, 3К, 6К, 9К х16-розряд...