Тема: «Реализация КИХ- фильтра на сигнальном процессоре серии TSM320».
Выполнил: м-т гр. МПРЭТ–15
Ф.И.О.
Принял: доц. Байкенов Б.С.
Алматы 2015
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 3
ЗАДАНИЕ.. 4
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ.. 4
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 9
ВВЕДЕНИЕ
Компании Texas Instruments принадлежит более половины всего мирового объема продаж цифровых сигнальных процессоров (DSP). Эффективные средства отладки, библиотеки исходных текстов, мощная информационная поддержка - все это делает DSP компании TI привлекательными для потребителей. DSP-процессоры нашли широкое применение в сотовых телефонах, карманных компьютерах, бытовой электронике и множестве других устройств. Компанией TI финансируется Университетская программа TI, направленная на подготовку специалистов в области применения сигнальных процессоров.
Выпускаемые TI интегральные микросхемы пользуются спросом не только у поставщиков компьютеров или телекоммуникационного оборудования, но и у производителей автомобилей, аудиотехники, видеотехники, систем контроля и автоматизированного управления.
Обработка сигналов может осуществляться с помощью различных технических средств. В последнее десятилетие лидирующее положение занимает цифровая обработка, которая по сравнению с аналоговой имеет следующие преимущества: малую чувствительность к параметрам окружающей среды, простоту перепрограммирования и переносимость алгоритмов.
Использование цифровых автоматов на основе FPGA в системах с цифровой обработкой сигнала (ЦОС) вместо DSP и специализированных микросхем, как правило, связано с необходимостью получения высокой производительности, труднодостижимой на другой элементной базе.
Одной из распространённых операций ЦОС является фильтрация. Вид импульсной характеристики цифрового фильтра (ЦФ) определяет их деление на ЦФ с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтры) и ЦФ с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтры).
Широкое применение цифровых КИХ-фильтров вызвано тем, что свойства их хорошо исследованы. Использование особенностей архитектуры ПЛИС FPGA позволяет проектировать компактные и быстрые КИХ-фильтры с использованием так называемой распределённой арифметики . В случае использования ПЛИС фирмы Xilinx программный модуль генерации параметризованных и оптимизированных под конкретную архитектуру модулей CORE Gen делает использование таких фильтров очень простым. Большой выбор настраиваемых параметров в CORE Gen позволяет быстро сгенерировать фильтр с оптимальными для данного приложения характеристиками (такими как плотность упаковки, степень параллелизма вычислений и др.). Недостатком КИХ-фильтров можно считать быстрый рост порядка фильтра с ростом отношения частоты дискретизации к частоте среза (и, соответственно, потребляемых фильтром ресурсов FPGA), а также рост потребляемых ресурсов с понижением степени распараллеливания вычислений (при повышении частоты дискретизации). Этот факт является существенным при необходимости проектирования цифровых фильтров с высокими частотой дискретизации и крутизной АЧХ, с большим отношением частоты дискретизации к частоте среза.
Наиболее быстрыми фильтрами являются КИХ-фильтры, у которых частота дискретизации совпадает с тактовой частотой. Они же являются наиболее дорогостоящими в смысле ресурсов.
Задание
Составить программу для реализации КИХ- фильтра на сигнальном процессоре серии TMS320 фирмы Texas Instruments с подробным описанием выполняемых действий. Частота дискретизации обработки сигнала и другие параметры приведены в Таблице 1.
Условие задачи и исходные данные
Для реализации КИХ- фильтра можно использовать любой из сигнальных процессоров семейства TSM320 фирмы Texas Instruments.
КИХ- фильтр описывается разностным уравнением вида
где x(n) –отсчеты воздействия;
y(n) –отсчеты реакции;
|bi|<1 –вещественные коэффициенты, полностью определяющие свойства цифрового фильтра;
|x(n-i)|<1 –отсчеты воздействия, задержанные на i периодов дискретизации T соответственно.
Таблица 1. Исходные данные для варианта № 0
Nварианта
Порядок фильтра
Xn→Порт №
Yn→Порт №
Fд, кГц
Начальный адрес
0E
ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ
Составить программу для реализации КИХ- фильтра на сигнальном процессоре серии TMS320. По условию варианта:
Коэффициенты фильтра b0…b4 можно хранить в ячейках памяти с адресами 0… 4, а отсчеты x(n)… x(n-4) в ячейках 14…18.
Программа работы фильтра записывается в ПЗУ программ с адреса 0Е16 =1410
b0→[0] x(n)→[14]
b1→[1] x(n-1)→[15]
b2→[2] x(n-2)→[16]
b3→[3] x(n-3)→[17]
b4→[4] x(n-4)→[18]
Описание
Адрес
Команда
Описание
Примечание
0Е
IN 14,0
Ввод данных из порта.
[14]←(порт 0)
0F
LARK AR0,4
Загрузка указанного в команде вспомогательного регистра, непосредственной 8- разрядной положительной константной
Содержимое ячейки памяти умножается на содержимое регистра Т(косвенная адресация)
P←(T)×[(AR0)]= =x(n-4)· b4,
AR1- текущий
LTD *-,0
LTD = LT+APAC+DMOV;
LT- Загрузка регистра Т;
APAC-сложение содержимого регистра Р с содержимым аккумулятора;
DMOV –Содержимое заданной ячейки памяти пересылается в следующую ячейку с большим адресом.