DSP课程设计
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dsp简单课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握DSP(数字信号处理器)的基本原理和应用,培养学生对DSP技术的兴趣和热情。
知识目标:使学生掌握DSP的基本概念、工作原理和主要性能指标;了解DSP 在不同领域的应用,如通信、音视频处理、工业控制等。
技能目标:通过实践操作,培养学生使用DSP芯片进行程序设计和系统应用的能力;使学生能够运用DSP技术解决实际问题,提高创新能力。
情感态度价值观目标:培养学生对新技术的敏感度,增强其对DSP技术的自信心和责任感;激发学生对电子科技和自动化的兴趣,培养其积极向上的学习态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括DSP的基本原理、DSP芯片的结构与工作原理、DSP程序设计方法和DSP应用实例。
1.DSP基本原理:介绍DSP的定义、分类和发展历程,使学生了解DSP技术的基本概念。
2.DSP芯片结构与工作原理:详细讲解DSP芯片的内部结构、工作原理和主要性能指标,以便学生能够深入理解DSP的运作方式。
3.DSP程序设计方法:教授DSP的编程语言、程序设计流程和调试技巧,使学生具备实际的编程能力。
4.DSP应用实例:分析DSP技术在通信、音视频处理、工业控制等领域的应用实例,帮助学生了解DSP技术的广泛应用。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握DSP的基本原理和应用。
2.讨论法:学生就DSP技术的相关问题进行讨论,培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法:分析DSP技术在实际应用中的案例,帮助学生更好地理解DSP技术的价值和应用前景。
4.实验法:安排学生进行DSP实验,锻炼学生的动手能力,提高其对DSP技术的实际应用能力。
四、教学资源为了保证教学效果,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的DSP教材,为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书:提供相关的DSP技术参考书籍,丰富学生的知识储备。
dsp语音信号处理课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解语音信号处理的基本概念,掌握数字信号处理(DSP)在语音信号处理中的应用;2. 学会使用DSP技术对语音信号进行预处理、特征提取和识别;3. 掌握语音信号的时域、频域分析及其在语音增强、降噪等方面的应用。
技能目标:1. 能够运用编程软件(如MATLAB)进行语音信号的采集、处理和分析;2. 能够独立完成一个简单的语音信号处理项目,包括设计、实现和调试;3. 培养实际操作能力,提高解决实际语音信号处理问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对语音信号处理领域的兴趣,培养探索精神和创新意识;2. 培养学生团队协作能力,学会与他人共同分析问题、解决问题;3. 强化质量意识,注重实践操作规范,培养学生严谨、务实的科学态度。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。
通过本课程的学习,使学生能够掌握语音信号处理的基本知识和技能,培养实际操作和创新能力,同时注重培养学生的团队协作和严谨的科学态度。
课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 语音信号处理基础理论:- 语音信号的数字化表示;- 语音信号的时域、频域分析;- 语音信号的加窗、分帧处理;- 语音信号的预处理技术。
2. 语音信号特征提取:- 基本特征参数(如:短时能量、短时平均幅度、短时过零率);- 频域特征(如:梅尔频率倒谱系数、线性预测系数);- 高级特征提取方法(如:深度学习)。
3. 语音信号处理应用:- 语音增强与降噪;- 语音识别与合成;- 说话人识别与情感分析;- 语音信号处理在实际应用中的案例分析。
4. 实践项目:- 使用MATLAB进行语音信号处理实验;- 设计并实现一个简单的语音识别系统;- 分析并改进现有语音信号处理算法。
教学内容依据课程目标制定,涵盖语音信号处理的基础理论、特征提取、应用及实践项目。
教学大纲明确教学内容的安排和进度,与教材章节相对应,确保内容的科学性和系统性。
dsp大学课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握数字信号处理(DSP)的基本理论、算法和实现方法。
通过本课程的学习,学生应能够:1.知识目标:–理解数字信号处理的基本概念、原理和数学基础。
–熟悉常用的数字信号处理算法,如傅里叶变换、离散余弦变换、快速算法等。
–掌握DSP芯片的基本结构、工作原理和编程方法。
2.技能目标:–能够运用DSP算法进行实际问题的分析和解决。
–具备使用DSP开发工具和实验设备进行软硬件调试的能力。
–能够编写DSP程序,实现数字信号处理算法。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的创新意识和团队合作精神,提高解决实际问题的能力。
–增强学生对DSP技术的兴趣和热情,为学生进一步深造和职业发展奠定基础。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.数字信号处理基础:包括信号与系统的基本概念、离散信号处理的基本算法等。
2.离散余弦变换和傅里叶变换:离散余弦变换(DCT)和快速傅里叶变换(FFT)的原理和应用。
3.数字滤波器设计:低通、高通、带通和带阻滤波器的设计方法和应用。
4.DSP芯片和编程:DSP芯片的基本结构、工作原理和编程方法,包括C语言和汇编语言编程。
5.实际应用案例:包括音频处理、图像处理、通信系统等领域的实际应用案例分析。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握数字信号处理的基本概念和原理。
2.讨论法:通过分组讨论和课堂讨论,培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法:通过分析实际应用案例,使学生了解数字信号处理在工程中的应用。
4.实验法:通过实验操作,使学生掌握DSP芯片的基本编程方法和实验技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:《数字信号处理》(或其他指定教材)。
2.参考书:提供相关的参考书籍,供学生自主学习和深入研究。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等,以丰富教学手段和提高学生的学习兴趣。
dsp期末课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数字信号处理(DSP)的基本原理,掌握相关的数学公式和算法。
2. 学生能够运用所学知识,分析并解决实际的数字信号处理问题。
3. 学生能够描述并比较不同DSP算法的特点和适用场景。
技能目标:1. 学生能够熟练运用编程软件(如MATLAB)进行数字信号处理的相关操作。
2. 学生能够独立设计并实现简单的数字信号处理系统,如滤波器、傅里叶变换等。
3. 学生能够通过实际操作,解决数字信号处理中遇到的问题,并优化算法。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到数字信号处理在现代社会中的广泛应用和重要意义,激发对相关领域的学习兴趣。
2. 学生在课程学习过程中,培养合作精神、创新思维和问题解决能力。
3. 学生能够树立正确的科学态度,尊重事实,严谨求证,勇于探索。
课程性质:本课程为电子信息类专业DSP课程的期末课程设计,旨在巩固和拓展学生所学知识,提高学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的数字信号处理理论基础,掌握基本的编程技能,具有较强的学习能力和实践欲望。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实际操作和问题解决能力的培养。
课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效指导和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 数字信号处理基础理论回顾:包括采样定理、离散时间信号与系统、Z变换等基本概念和原理。
- 教材章节:第一章至第三章- 内容列举:采样定理、离散信号、线性时不变系统、Z变换等。
2. 数字信号处理算法:重点学习傅里叶变换、快速傅里叶变换(FFT)、滤波器设计等算法。
- 教材章节:第四章至第六章- 内容列举:傅里叶变换、FFT算法、IIR滤波器设计、FIR滤波器设计等。
3. 数字信号处理应用案例:分析并实践数字信号处理在音频、图像、通信等领域的应用。
- 教材章节:第七章至第九章- 内容列举:音频处理、图像处理、通信系统中的应用案例。
dsp的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字信号处理(DSP)的基本概念,掌握其基本原理;2. 掌握DSP系统的数学模型和基本算法;3. 了解DSP技术在现实生活中的应用。
技能目标:1. 能够运用数学工具进行DSP相关计算;2. 能够运用编程语言实现简单的DSP算法;3. 能够分析并解决简单的实际问题,运用DSP技术进行优化。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对DSP技术的兴趣,激发其探索精神;2. 培养学生严谨、客观的科学态度,提高其分析问题和解决问题的能力;3. 培养学生的团队协作意识,提高其在团队中的沟通能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:DSP课程具有较强的理论性、实践性和应用性,要求学生具备一定的数学、编程和电路基础知识;2. 学生特点:高中年级学生,具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力,对新技术和新知识充满好奇;3. 教学要求:注重理论与实践相结合,以实际问题为引导,激发学生的学习兴趣,提高其分析问题和解决问题的能力。
课程目标分解:1. 知识目标:通过本课程的学习,使学生掌握DSP的基本概念、原理和算法;2. 技能目标:通过实践操作,使学生能够运用数学工具和编程语言实现DSP 算法;3. 情感态度价值观目标:通过团队合作和实际问题解决,培养学生对DSP技术的兴趣,提高其科学素养和团队协作能力。
二、教学内容1. 数字信号处理基本概念:信号的定义、分类及特性;离散时间信号与系统;傅里叶变换及其性质。
2. DSP数学基础:复数运算;欧拉公式;离散傅里叶变换(DFT)及其快速算法(FFT)。
3. 数字滤波器设计:滤波器类型;无限长冲击响应(IIR)滤波器和有限长冲击响应(FIR)滤波器设计方法;滤波器的实现与优化。
4. DSP算法实现:快速傅里叶变换(FFT)算法;数字滤波器算法;数字信号处理中的数学优化方法。
5. DSP应用案例分析:语音信号处理;图像信号处理;通信系统中的应用。
dsp课程设计音乐播放器一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解数字信号处理(DSP)的基本概念,掌握音乐播放器中DSP 技术的应用原理。
2. 学生能够掌握音乐播放器中音频信号的采样、量化、编码等基本知识。
3. 学生能够了解不同音频格式对音乐播放效果的影响,并学会选择合适的音频格式。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计并实现一个简单的音乐播放器。
2. 学生能够熟练使用相关软件工具进行音频信号的处理和分析。
3. 学生能够通过编程实现音乐播放器的功能,如播放、暂停、停止等。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字信号处理技术的兴趣,激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生的团队协作意识和创新精神,使他们能够在项目实践中相互学习、共同进步。
3. 培养学生关注音乐播放器在实际生活中的应用,提高他们将所学知识应用于解决实际问题的能力。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,以项目为导向,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的编程基础,对音乐播放器有一定的了解,但对DSP技术及其在音乐播放器中的应用尚不熟悉。
教学要求:教师应结合学生特点,采用理论教学与实践操作相结合的方式,引导学生主动探索、积极实践,确保课程目标的达成。
同时,注重分解课程目标为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字信号处理基础理论:- 介绍数字信号处理的基本概念,如采样、量化、编码等。
- 分析音乐播放器中音频信号的处理流程。
2. 音乐播放器原理与设计:- 讲解音乐播放器的基本工作原理,如播放、暂停、停止等功能实现。
- 引导学生了解不同音频格式及其特点,选择合适的音频格式。
3. 音频信号处理技术:- 介绍音频信号处理的相关算法,如数字滤波器、音量调节等。
- 指导学生运用相关软件工具进行音频信号的处理和分析。
4. 编程实践:- 制定详细的编程实践计划,分解音乐播放器的设计任务。
- 引导学生使用编程语言,如C/C++、Python等,实现音乐播放器的功能。
dsp软件课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握DSP软件的基本原理、方法和应用技能。
通过本课程的学习,学生将能够了解DSP软件的基本概念、熟悉DSP软件的开发环境、掌握DSP软件的基本算法和编程技巧,并能够运用DSP软件解决实际问题。
具体来说,知识目标包括:了解DSP软件的基本概念、熟悉DSP软件的开发环境和工具、掌握DSP软件的基本算法和编程技巧。
技能目标包括:能够熟练地使用DSP软件开发环境和工具、能够编写和调试DSP软件程序、能够运用DSP软件解决实际问题。
情感态度价值观目标包括:培养学生对DSP软件技术的兴趣和热情、培养学生团队合作和自主学习的意识、培养学生的创新精神和实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括DSP软件的基本原理、方法和应用。
具体安排如下:1.第一章:DSP软件概述。
介绍DSP软件的基本概念、发展历程和应用领域。
2.第二章:DSP软件开发环境。
介绍DSP软件的开发环境、工具和编程语言。
3.第三章:DSP软件的基本算法。
介绍DSP软件的基本算法,如数字滤波器、快速傅里叶变换等。
4.第四章:DSP软件的编程技巧。
介绍DSP软件的编程技巧,如数据存储、中断处理、指令优化等。
5.第五章:DSP软件应用实例。
介绍DSP软件在实际应用中的典型案例,如音频处理、图像处理等。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标,我们将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生了解和掌握DSP软件的基本概念、原理和算法。
2.讨论法:通过小组讨论,激发学生的思考,培养学生的团队合作和自主学习的能力。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解DSP软件在实际应用中的方法和技巧。
4.实验法:通过实验操作,使学生掌握DSP软件的开发环境和编程技巧,培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的DSP软件教材,为学生提供系统、全面的学习材料。
dsp综合课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在帮助学生掌握数字信号处理(DSP)的基本原理和应用技能,通过理论学习与实践操作相结合的方式,培养学生的技术创新能力和实际问题解决能力。
知识目标:学生将掌握数字信号处理的基本概念、算法和典型的DSP芯片应用。
具体包括:•数字信号处理的基础理论•常用数字滤波器的设计与分析•快速算法实现,如FFT、IFFT等•DSP芯片的工作原理及编程方法技能目标:通过课程学习和实践操作,学生将能够熟练使用DSP相关软件(如MATLAB等)进行算法仿真和系统设计,并具备一定的硬件操作能力,包括:•利用仿真工具对DSP算法进行验证•设计简单的数字信号处理系统•进行DSP芯片编程和硬件调试情感态度价值观目标:通过课程学习,培养学生对数字信号处理技术的兴趣和热情,增强其科技责任感和创新意识,激发学生将所学知识应用于工程实践和科研探索中,为我国信息技术产业的发展贡献自己的力量。
二、教学内容教学内容围绕数字信号处理的基本理论、算法实现、DSP芯片应用及系统设计展开。
1.数字信号处理基础:涵盖信号的采样与恢复、离散时间信号处理、离散时间系统特性等基本概念。
2.数字滤波器设计:包括常用滤波器(低通、高通、带通、带阻)的设计方法和理论。
3.快速算法:重点讲解快速傅里叶变换(FFT)、快速卷积等高效算法。
4.DSP芯片介绍:详细讲解DSP芯片的结构、工作原理及编程环境。
5.实际应用案例:结合实际案例,使学生理解DSP技术在现代通信、音视频处理等领域的应用。
三、教学方法结合课程特点,采用多种教学方法激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:系统讲解理论知识,确保学生掌握扎实的基础。
2.案例分析法:通过具体案例,使学生理解DSP技术的应用。
3.实验法:安排实验课,让学生动手实践,加深对理论知识的理解。
4.小组讨论法:鼓励学生分组讨论,培养团队合作精神,提高问题解决能力。
四、教学资源为支持课程的顺利进行,将准备以下教学资源:1.教材:《数字信号处理》(或等同教材)2.参考书籍:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识视野。
dsp课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解数字信号处理(DSP)的基本概念,掌握其基本原理和算法;2. 学会使用数学工具进行信号的时域、频域分析,并能够解释分析结果;3. 掌握滤波器的设计方法,能够运用所学知识对实际信号进行处理。
技能目标:1. 能够运用DSP技术对实际信号进行采集、处理和分析,解决实际问题;2. 熟练使用DSP软件和硬件平台,进行算法的实现和验证;3. 培养创新意识和团队协作能力,通过小组合作完成综合性的DSP项目。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对数字信号处理技术的兴趣和热情,激发其主动探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合,提高问题解决能力;3. 增强学生的团队合作意识,培养沟通、交流和协作能力。
课程性质:本课程为专业选修课,旨在帮助学生掌握数字信号处理的基本理论和方法,提高实际问题解决能力。
学生特点:学生已具备一定的电子技术和数学基础,对信号处理有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生动手实践,培养解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够独立完成DSP相关项目的设计与实现。
二、教学内容1. 数字信号处理基础:信号与系统、离散时间信号与系统、线性时不变系统、卷积运算等;2. 离散傅里叶变换:傅里叶级数、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)等;3. 数字滤波器设计:滤波器原理、无限长冲激响应(IIR)滤波器设计、有限长冲激响应(FIR)滤波器设计等;4. 数字信号处理应用:数字信号处理在语音、图像、通信等领域的应用案例分析;5. 实践教学:使用DSP软件和硬件平台进行算法实现和验证,开展综合性的DSP项目。
教学大纲安排:第一周:数字信号处理基础第二周:离散时间信号与系统第三周:线性时不变系统与卷积运算第四周:离散傅里叶变换第五周:快速傅里叶变换第六周:数字滤波器设计原理第七周:IIR滤波器设计第八周:FIR滤波器设计第九周:数字信号处理应用案例分析第十周:实践教学与项目开展教学内容与教材关联性:本课程教学内容依据教材章节进行安排,涵盖数字信号处理的基本理论、方法和应用,确保学生系统掌握DSP相关知识。
淮阴工学院《DSP技术与应用》课程设计报告选题名称:基于DSP的MP3播放器设计系(院):计算机工程学院专业:计算机科学与技术(嵌入式系统软件设计)班级:计1073姓名:史艳学号: 1071306104指导教师:常波,马岱学年学期:2009 ~ 2010 学年第 2 学期2010 年 6 月12 日摘要:随着数字广播电视、网络流媒体、消费电子等业务的蓬勃发展,数字编解码及压缩技术的不断进步,多媒体应用越来越广泛,音视频处理领域也成了当前的热点之一。
音频编解码技术在其中扮演了重要的角色。
当前音频、语音编码在朝着高压缩比、高保真的方向发展,出现了多种编码格式,如MP3, AAC, DolbyAC-3, WMA 等。
其中,MP3几乎成了网络音乐的代名词,各种手持娱乐终端、消费类电子产品中更是支持MP3音频格式,风靡一时。
MP3播放器、随身听随处可见。
而在便携设备上实现MP3压缩编码器并不多见,它在数字广播、电话会议、IPTV、手机电视等方面都有广阔的应用前景。
基于此,本文提出了一种基于DSP的MP3播放器的设计和实现方案。
该MP3播放器基于DSP技术,采用慢速大容量外存加高速小容量外存的组合方式,音乐文件先从慢速外存下载至高速外存再载入DSP的高速RAM,下载一部分处理一部分。
采用与PC机的串口通信方式实现文件的下载速度较慢,也可利用USB接口进行高速的通信。
另外系统中连接的电话线可充作电话的录音。
关键字:音频编解码技术;MP3播放器;DSP目录1 课题综述 (1)1.1 课题来源 (1)1.2 课题意义 (1)2 系统分析 (1)2.1 要达到的技术指标 (1)2.2 功能描述 (2)2.3 硬件要求 (2)2.4 软件要求 (3)2.5 基础知识 (4)3 系统设计 (4)4 软件及部分硬件的详细设计 (6)4.1 负责的硬件模块设计 (6)4.2 软件部分的详细设计 (6)4.3 编码模块的代码实现 (8)5 系统仿真与调试 (11)5.1 硬件调试 (11)5.2 软件调试 (11)总结 (12)参考文献 (13)1 课题综述1.1 课题来源随着数字广播电视、网络流媒体、消费电子等业务的蓬勃发展,数字编解码及压缩技术的不断进步,多媒体应用越来越广泛,音视频处理领域也成了当前的热点之一。
音频编解码技术在其中扮演了重要的角色。
当前音频、语音编码在朝着高压缩比、高保真的方向发展,出现了多种编码格式,如MP3, AAC, DolbyAC-3, WMA 等。
其中,MP3几乎成了网络音乐的代名词,各种手持娱乐终端、消费类电子产品中更是支持MP3音频格式,风靡一时。
MP3播放器、随身听随处可见。
而在便携设备上实现MP3压缩编码器并不多见,它在数字广播、电话会议、IPTV、手机电视等方面都有广阔的应用前景。
1.2 课题意义现在市场上推出了各种型号的MP3随身听,它们采用先进的智能控制技术,利用先进的芯片,不仅实现了MP3格式语音的播放,而且集多种功能于一身。
但这些精巧的随身听价格较昂贵,因此本文根据要求设计了一种廉价MP3播放器,利用硬件存储语音文件,并能够从PC 机下载,从而可随时更新MP3音乐。
2系统分析2.1 要达到的技术指标功能描述图2.2 MP3播放器的功能描述2.3 硬件要求预期的MP3播放器的目标系统硬件要求实现以下功能:(1)能够存储一定量的MP3码流文件,供解码系统使用。
在系统初步实现时,存储的码流长度至少要保证能够从主观上感受到音频信号解码的效果;(2)能够对MP3码流进行解码,从MP3格式恢复成PCM码流。
系统应该能够保证解码过程的正确性,并能够满足解码算法在实现过程中所需要的存储空间、计算速度等需求;(3)能够把解码后输出的PCM码流通过扬声设备,如耳机、音箱等播放出来,这样才能够从直观上判断解码的效果,并且方便后期在使用该系统方案时进行直观性能评价和直接应用;(4)能够满足系统的功率要求。
一般情况下,对于电子类便携式系统,或者嵌入式应用方案来说,系统的功耗要比较低,用电池供电能够满足系统的工作需要。
2.4 软件要求系统的软件应该能够实现以下功能:(1)能够从数据存储介质中读取MP3码流数据,要能保证数据读取的速度满足系统的需要;能够正确定位MP3文件数据的地址和文件长度,为后期进行歌曲选择打下基础;(2)能够正确对MP3码流进行解码,并且以所需要的格式和方式输出。
解码算法要在目标系统中实现,因此,不但要保证算法的正确性,也要保证算法的适应性,充分利用目标系统性能特性,并满足系统的运算速度要求;(3)能够正确协调硬件各个模块的工作,提供正确的芯片控制信号,这项软件功能是专门针对硬件的,需要根据目标系统的硬件需求来设计实现;基于以上指标、要求,该设计以通用数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)为核心,搭建相应的外部电路形成一个系统,解码功能通过对数字信号处理芯片编程来实现。
这种方案中,使用一定开发环境进行软件的设计实现和调试测试。
为了满足解码系统的需求,需要根据性能和技术要求,对通用的数字信号处理芯片进行外围电路扩充。
这种方案的优点是系统实现的灵活性高,功能的可扩展性强,系统成本可以通过对芯片的选择控制到相对较低的水平,而且对于同样使用数字信号处理芯片实现的系统来说,能最大程度地进行系统集成。
但是由于整个系统从硬件到软件都需要自行设计和搭建,系统实现的难度和复杂度比较高。
2.5 基础知识2.5.1 TMS320C6711 DSP芯片简介veloci结构使C6000 DSP成为高性能的DSP芯片。
典型的VLIW结构由多个并行运行的执行单元组成,这些单元在单个时钟周期内可执行多条指令。
并行是突破传统设计而获得高性能的关键。
C6711处理器由三个主要部分组成:CPU内核、外设和存储器。
CPU中8个功能单元可以并行操作,这些功能单元被分成类似的两套,每套由4个基本功能单元组成。
CPU有两组寄存器,每组寄存器由16个32位寄存器组成。
由于在运行期间个做硬件数据相关性的检查,所以程序的并行性在编译时就被确定。
片内程序存储器的总线宽度为256的,使每个周期可取8条32位指令。
C6711芯片包括片内程序存储器和数据存储器,有些芯片将这些存储器作为高速缓冲存储器。
外设包括直接存储器访问(DMA)、低功耗逻辑、外部存储器接口、串口、扩展总线或主机口和定时器等。
具有以下特点:1 运行速度快。
指令周期为6ns,峰值运算能力为1336MIPS,对于单精度运算可达1G FLOPS,对于算精度运算可达250MFLOPS.2 硬件支持IEEE格式的32位单精度与64为双精度浮点操作。
3 继承了32*32bit的乘法器,其结果可为32或64bit.4 C6711的指令集在C62的指令集基础上增加了浮点执行能力,可以看作是C62指令集的超集。
与C62系列芯片一样,由于其出色的运算能力、高效的指令集、智能外设、大容量的片内存储器和大范围的寻址能力,这个系列的芯片适合用于基站数字波束形成、图像处理、语音识别等对运算能力和存储量有高要求的应用场合。
3系统设计MP3编解码算法要被用来实现MP3实时编解码适配器,所以必须通过硬件实现其算法。
本系统以DSP(TMS320VC6711)作为解码的主要部分,还包括音频A/D、CVSD编码、音频D/A转换,单片机的控制模块,电源系统,存储器模块等组成,图3.1给出了系统框图。
图3.1 系统框图MP3系统开发从模块上可以划分为硬件开发和软件开发两个部分,软件主要实现MP3解码算法,单片机实现存储器访问控制,MP3文件播放控制等功能。
系统总体的功能结构如图3.2所示。
图3.2 系统结构框图由于该设计分为软硬件的两部分的设计,我和我们组另一成员完成软件设计。
我完成的部分是该系统中录音功能的实现。
该部分功能完成语音的录入、语音的采样、量化等步骤,最终实现语音的编码功能,能够给MP3存储器中存入一定量的MP3码流文件,供解码系统使用。
还有LCD 扩展模块是由我设计完成的。
4软件及部分硬件的详细设计4.1 负责的硬件模块设计LCD 模块选择VPG240128TA-SC-HT-LED04,LCD工作电压与DSP的电压不匹配,需要做电平匹配,LCD电平转换芯片SN74LVC4245A ;LCD模块通过排线与单板连接。
图4.1 LCD扩展模块电路图4.2 软件部分的详细设计语音信号采用比较容易实现的CSVD编码,也即线性增量调制算法编码方法,实现对语音信号的编码以及相应的解码算法。
CVSD是一种量阶δ随着输入语音信号平均斜率大小而连续变化的增量调制方法。
他的工作原理是使用多个连续可变斜率的线段来逼近语音信号,当斜率为正时,对应的数字编码为1;当斜率为负时,对应的数字编码为0。
当CVSD工作于编码方式时,其系统框图如7.1,语音输入信号()f t经采样得到数字信号inf n与积分器输出信号()g n比较后输出偏差信号()f n,数字信号()()e n,偏差信号经判决后输出数字编码()y n,该信号同时作为积分器输出斜率的机型控制信号和积分器输出斜率逻辑的输入信号。
在每个时钟周期内,若语音信号大于积分器输出信号,则判决输出为1,积分器输出上升一个量阶δ;若语音信号小于积分器输出信号,则判决输出为0,积分器下降一个量阶δ。
图4.2 CSVD编码系统框图可见输入信号的波形上升越快,输出的连1码就越多,同样下降越快连0码越多,CVSD编码能够很好地反应输入信号的斜率大小。
为使积分器的输出能够更好地逼近输入语音信号,量阶δ随着信号斜率大小而变化,当信号斜率绝对值很大,编码出现3个连1或连0码时,则量阶δ加一个增量,当不出现上述码型时,量阶δ则相应地减小。
为了减小编码偏差,要求编码过程使用相同的时钟频率,而且采样频率应符合耐酸斯特采样定律。
CSVD通过不断改变量阶δ大小来跟踪信号的变化以减小颗粒噪声与斜率过程失真,量阶δ调整是基于过去的3个或4个样值输出。
具体编码程序流程图如图4.3。
图4.3 CVSD的编码流程图4.3 编码模块的代码实现.title "CVSDcoder.asm".mmregsSTACK .usect "STACK",10h.global Init,BeginDeltaMax .set 1280hDeltaMin .set 65hBeta .set 99hDelta0CVSD .set 10h.dataTBL: .word 0,1,0.bss ThreeJudge,3.bss InData,1.bss OutData,1.bss DeltaCVSD,1.bss ValPreCVSD,1.textInit: S TM#ThreeJudge,AR5 ;将ThreeJudge的地址赋给AR5 RPT#3 ;重复执行以下指令3次MVPD TBL,*AR5+ ;将TBL的数据赋给AR5指定的地址空间STM#ThreeJudge,AR5 ;将ThreeJudge的地址赋给AR5 ST#20,*(DeltaCVSD) ;将立即数20赋给DeltaCVSD ST#0,*(ValPreCVSD) ;将立即数0赋给ValPreCVSD ST#100,*(InData) ;将立即数100赋给InData Begin: LD *(InData),A ;将InData的内容赋给A STLM A,AR1 ;将InData的内容赋给AR1LD *(ValPreCVSD),A ;将ValPreCVSD的地址赋给A STLM A,AR0 ;将ValPreCVSD的内容赋给AR0 CMPR LT,AR1 ;AR1-AR0,小于零置TC位为1BC DiffNeg,TC ;TC=1跳转到DiffNegSTM#1,*AR5+ ;ThreeJudgeCVSD[0]=1ST#1,*(OutData) ;OutData=1;判断三连码LD#1,AAND*AR5+,AAND*AR5+,ABC L1,ANEQ ;A不等于零,A=1(三连码)跳转到L1 STM#DeltaCVSD,AR6 ;将DeltaCVSD赋给ASTM#Beta,T ;将Beta赋给TMPY AR6,A ;DeltaCVSD*=Beta;B L2L1: LD#DeltaCVSD,A ;将DeltaCVSD赋给A STM#Delta0CVSD,AR3 ;将Delta0CVSD赋给AR3ADD AR3,A ;DeltaCVSD+=Delta0CVSD;;判断Delta是否超出最大值L2: STM#DeltaMax,AR0 ;将DeltaMax赋给AR0STL A,AR4 ;A的低16位赋给AR4CMPR LT,AR4 ;AR4小于AR0,没有超出最大值,置TC为BC L3,TC ;没有超出最大值,跳转LD AR0,A ;如果超出最大值,置A为AR0,即最大值;判断Delta是否超出最小值L3:STM#DeltaMin,AR0 ;将DeltaMin赋给AR0STL A,AR4 ;A的低16位赋给AR4CMPR GT,AR4 ;AR4大于AR0,没有超出最小值,置TC为BC L4,TC ;没有超出最小值,跳转LD AR0,A ;如果超出最小值,置A为AR0,即最小值L4:STL A,*(DeltaCVSD) ;将A的低16位值赋给DeltaCVSD STM#ValPreCVSD,AR4 ;将ValPreCVSD的地址赋给AR4ADD*AR4,A ;AR4所指向的内容与A相加STL A,*(ValPreCVSD) ;将A低16位值赋给ValPreCVSDB endingDiffNeg:STM#0,*AR5+ ;ThreeJudgeCVSD[0]=0;ST#0,*(OutData) ;OutData=0;判断三连码LD#0,AADD*AR5+,AADD*AR5+,ABC L5,ANEQ ;A不为零(非三连码)跳转到L5 LD#DeltaCVSD,ASTM#Delta0CVSD,AR3;ADD AR3,A ;DeltaCVSD+=Delta0CVSD;B L6L5:STM#DeltaCVSD,AR6STM#Beta,TMPY AR6,A ;DeltaCVSD*=Beta;L6:STM#DeltaMax,AR0STL A,AR4CMPR LT,AR4 ;AR4小于AR0,置TC为1BC L7,TC ;没有超出最大值LD AR0,AL7:STM#DeltaMin,AR0CMPR GT,AR4 ;AR4大于AR0,置TC为1BC L8,TC ;没有超出最小值LD AR0,AL8:STL A,*(DeltaCVSD)STL A,AR4STM#ValPreCVSD,AR6LD*(AR6),ASUB AR4,ASTL A,*(ValPreCVSD)ending:STL A,*(ValPreCVSD).END5 系统仿真与调试应用系统设计完成后,就要进行硬件调试和软件调试。