實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 FFT的DSP實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱FFT的DSP實(shí)現(xiàn)課程名稱高速DSP原理與應(yīng)用任課老師劉建國姓名郭乾學(xué)號(hào)2009300817班級(jí)3491日期2012年6月19日

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步熟悉C28X的匯編指令2、加深對(duì)FFT算法的理解，體會(huì)利用的周期性和對(duì)稱性來減少DFT的運(yùn)算次數(shù)的原理。二、實(shí)驗(yàn)要求用匯編語言實(shí)現(xiàn)FFT算法，并畫流程框圖。三、實(shí)驗(yàn)原理設(shè)序列x(n)的長度為N，且滿足,M為自然數(shù)。利用旋轉(zhuǎn)因子的周期性和對(duì)稱性來減小DFT運(yùn)算次數(shù)，可以得到快速算法（FFT）。點(diǎn)的FFT共進(jìn)行M級(jí)運(yùn)算，每級(jí)由N/2個(gè)典型運(yùn)算組成。同一級(jí)中，每一個(gè)蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)只對(duì)計(jì)算本蝶形運(yùn)算有用，而且每個(gè)蝶形運(yùn)算的輸入、輸出數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)又同在一條水平線上，這就意味著計(jì)算完一個(gè)蝶形運(yùn)算后，所得輸出數(shù)據(jù)可立即存入原輸入數(shù)據(jù)所占用的存儲(chǔ)單元。這樣，經(jīng)過M級(jí)運(yùn)算后，原來存放輸入序列數(shù)據(jù)的N個(gè)存儲(chǔ)單元（數(shù)組A）中便依次存放X（k）的N個(gè)值。N點(diǎn)DIT-FFT運(yùn)算流圖中，每級(jí)有N/2個(gè)蝶形。每個(gè)蝶形都要乘以因子，稱其為旋轉(zhuǎn)因子，p為旋轉(zhuǎn)因子的指數(shù)。但各級(jí)的旋轉(zhuǎn)因子和循環(huán)方式都有所不同。N點(diǎn)序列的DFT和IDFT變換定義式如下：編程思想:第L級(jí)中，每個(gè)蝶形的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)相距B=個(gè)點(diǎn)；每級(jí)有B個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)因子；同一旋轉(zhuǎn)因子對(duì)應(yīng)著間隔為點(diǎn)的個(gè)蝶形?？偨Y(jié)上述運(yùn)算規(guī)律，可采用下述運(yùn)算方法。先從輸入端開始，逐級(jí)進(jìn)行，共進(jìn)行M級(jí)運(yùn)算。在進(jìn)行第L級(jí)運(yùn)算時(shí)，依次求出B個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)因子，每求出一個(gè)旋轉(zhuǎn)因子，就計(jì)算完它對(duì)應(yīng)的所有個(gè)蝶形。這樣我們可以用如下的三重循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)DIT-FFT運(yùn)算。DIT-FFT運(yùn)算流程框圖另外，DIT-FFT算法運(yùn)算流圖的輸出X（k）為自然順序，但為了適應(yīng)原位運(yùn)算，其輸入序列不是安x（n）的自然序列排列，這種經(jīng)過M次偶奇抽選后的排列成為序列x（n）的倒序。因此，在運(yùn)行M級(jí)蝶形之前應(yīng)先對(duì)序列x（n）進(jìn)行倒序。四、實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟件環(huán)境：CCS3.3硬件環(huán)境：N五、實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)記錄、處理及結(jié)論用matlab產(chǎn)生一個(gè)單頻信號(hào)的1024點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)程序段如下：clearall;clct=1:1:1024;y=500*sin(t);y=fix(y);sprintf('.word%d\n',y)然后作為FFT的輸入信號(hào)的時(shí)域波形輸入信號(hào)的頻譜:FFT的結(jié)果六、討論FFT（快速傅里葉變換）是《數(shù)字信號(hào)處理》課程的一個(gè)核心內(nèi)容。有一次，數(shù)字信號(hào)處理課老師在課堂上布置了預(yù)習(xí)時(shí)域抽取算法FFT原理的作業(yè)。我通過畫8點(diǎn)DFT的三次時(shí)域抽取分解運(yùn)算流圖，加深了自己對(duì)蝶形運(yùn)算的理解。在這個(gè)基礎(chǔ)上通過推導(dǎo)，我比較了用FFT和DFT計(jì)算長度的序列的乘法和加法次數(shù)，直觀的明白了DIF一FFT算法相對(duì)于DFT算法在計(jì)算速度上的優(yōu)越性。七．附錄（原程序代碼）程序代碼如下： .sect".sd"var_x:.copy"VAR.asm" .data .globalmystart,_c_int00M:.byte00hL:.byte9hB:.word00hJ:.word00hP1:.word00hK:.word00hSAVE_Y:.copy"FFT_Input.asm"YINZI:.copy"YINZI.txt".text_c_int00:mystart:SETCOBJMODEC28ADDR.C28_AMODEN.set1024YZ.set512 MOVLXAR2,#FirstIn MOVLXAR3,#VAR_FIRST MOV@AR0,#N MOVAR1,#N-1 NOP*,ARP2SETCAMODE .LP_AMODELOOP: MOVAL,*++,ARP3MOV*BR0++,AL,ARP1 XBANZLOOP,*--,ARP2LOOP1: MOV@@L,#1 ;addar1,#1 MOVAL,#2;;b=2l-1 MOVT,@@L-1LSLAL,T MOV@@B,ALLOOP2:MOV@@J,#0 MOVAL,@@M SUBAL,@@L MOVT,AL MOVAL,#2 LSLAL,T MOVT,AL MPYACC,T,@@J MOVL@@P1,ACCLOOP3:MOVAL,@@JMOV@@K,AL MOVLXAR3,#VAR_FIRST MOVLXAR1,@@K MOVAL,*+XAR1[AR1] MOVAH,@@K ADDAH,@@B MOVAR1,AH MOVAH,#0 ;;movlxar3,#VAR_FIRST MOVLXAR0,@@P1 MOVLXAR2,#YINZI MOVT,*+XAR2[ar0] MPYP,T,*+XAR3[ar1] SUBLACC,P MOV*+XAR3[AR1],ACC MOVAL,AR1 SUBAL,@@B MOVAR1,AL MOVACC,@P ADDL*+xar3[AR1],ACC MOVAH,@@B LSLAH,#1 ADD@@K,AH MOVAH,@@K CMPAH,@@N-1