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实验一 CCS使用及DSP 基本数学运算一、实验目的：1、熟悉CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法；2、熟悉SEED-DTK5416实验环境；3、掌握CCS 集成开发环境的调试方法；4、了解数在计算过程中的定标，掌握数的定点、浮点表示方法，定点、浮点基本运算以及定点、浮点间的相互转换。
二、实验内容：1、 DSP源文件的建立；2、 DSP程序工程文件的建立；3、编译与链接的设置，生成可执行的DSP 文件；4、进行DSP 程序的调试与改错；5、学习使用CCS 集成开发工具的调试工具；6、观察实验结果；三、实验知识背景：在DSP 编程过程中，数以二进制、十进制、与十六制表示均可。
在定点DSP 的运算过程中，数一般采用二进制与二进制补码的形式进行运算的。
其中二进制数只能代表正数不能代表负的数，而二进制补码记数系统弥补了这一缺点。
它的构成如下；在二进制的基础上，加一符号位。
符号位位于二进制数的最高位当为正数时，符号位为0，为负数时，符号位为1当采用二进制补码进行数的运算时，具有如下的两个优点：可以将加法与减法统一成加法运算符号位可以进行扩展，而其数值不变，这可以使一个比较小的数存放到比较大的寄存器当中例：1×2 + 0×1 = -2 （11110）2 = 1×（-16）+ 1×8 + …… +当将其符号位扩展三位，放入一8位的寄存器中1×2 + 0×1 = -2 （11111110）2 = 1×（-128）+ 1×64 + …… +这将为运算提供极大的方便，因而在定点的DSP 中，大多数情况采用二进制补码形式。
C5000系列的DSP 硬件只支持定点运算，浮点运算要通过软件来实现。
其运算字长为16位，也就是说，DSP 所能表示的整数的范围也就决定了，其范围为－32768到32767。
而在很多情况下，数学运算过程中不一定是整数，而且动态范围也不是固定不变的。
实验一 CCS使用及DSP 基本数学运算一、实验目的：1、熟悉CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法；2、熟悉SEED-DTK5416实验环境；3、掌握CCS 集成开发环境的调试方法；4、了解数在计算过程中的定标，掌握数的定点、浮点表示方法，定点、浮点基本运算以及定点、浮点间的相互转换。
二、实验内容：1、 DSP源文件的建立；2、 DSP程序工程文件的建立；3、编译与链接的设置，生成可执行的DSP 文件；4、进行DSP 程序的调试与改错；5、学习使用CCS 集成开发工具的调试工具；6、观察实验结果；三、实验知识背景：在DSP 编程过程中，数以二进制、十进制、与十六制表示均可。
在定点DSP 的运算过程中，数一般采用二进制与二进制补码的形式进行运算的。
其中二进制数只能代表正数不能代表负的数，而二进制补码记数系统弥补了这一缺点。
它的构成如下；在二进制的基础上，加一符号位。
符号位位于二进制数的最高位当为正数时，符号位为0，为负数时，符号位为1当采用二进制补码进行数的运算时，具有如下的两个优点：可以将加法与减法统一成加法运算符号位可以进行扩展，而其数值不变，这可以使一个比较小的数存放到比较大的寄存器当中例：1×2 + 0×1 = -2 （11110）2 = 1×（-16）+ 1×8 + …… +当将其符号位扩展三位，放入一8位的寄存器中1×2 + 0×1 = -2 （11111110）2 = 1×（-128）+ 1×64 + …… +这将为运算提供极大的方便，因而在定点的DSP 中，大多数情况采用二进制补码形式。
C5000系列的DSP 硬件只支持定点运算，浮点运算要通过软件来实现。
其运算字长为16位，也就是说，DSP 所能表示的整数的范围也就决定了，其范围为－32768到32767。
而在很多情况下，数学运算过程中不一定是整数，而且动态范围也不是固定不变的。
DSP技术及其应用实验实验题目：CCS软件基本运算实验人：学号：班级：实验地点：一. 实验目的1．学习DSP算术指令的使用；2．学习并掌握DSP的基本寻址方式。
二. 实验器材1.CVT－DSP实验箱、DSP仿真器。
三. 实验内容1．编写程序，实现数据的算术运算；四. 基础知识1．DSP寻址方式简介在上一个实验中我们仅仅使用了一些寄存器，或者说是使用了寄存器寻址，DSP的寻址方式很多，可以分为以下几类：立即数寻址、绝对寻址、累加器寻址、直接寻址、间接寻址、存储器映射寄存器寻址、堆栈寻址，以及一些特殊的寻址比如：位倒序寻址、循环寻址。
下面简单的说明一下立即数寻址和直接寻址。
1）立即数寻址这种寻址方式最简单，指令里包括了立即操作数。
在一条指令中可对两种立即数编码。
一种是短立即数（3、5、8或9bits），另一种是16bits的长立即数。
立即数可包含在单字或双字指令中。
3-，5-，8-或9-bit值在单字指令中，16-bit值在双字指令中。
比如LD 指令允许使用3、5、8、9、16比特的立即数，FRAME指令只允许使用8比特的立即数，RPT允许使用8、16比特的立即数，而象ADD、ADDM、OR、ORM等只能使用16比特的立即数。
以下是一些立即数寻址的指令例子：2）直接寻址在直接寻址中，指令代码包含了数据存储器地址的低七位。
这7-bit作为偏移地址与数据页指针（DP）或堆栈指针（SP）相结合共同形成16-bit的数据存储器实际地址。
如下图所示。
其中CPL=0时：与9-bit的DP相结合形成数据存储器地址。
而9-bit的DP指向的是数据存储空间的512个数据页中的一页。
比如下面的程序：当CPL=1：加上SP基地址形成数据存储器地址。
示例略。
注：处理器复位后CPL默认值为0。
提示：实验算术指令由于不需要外部资源，可以不需要仿真器和实验箱。
我们可以平时自己用软件仿真，多多实验。
但是复杂的算法最好还是在线仿真，因为程序是流水线执行，软件仿真有时与实际硬件执行结果有所不同。
实验一 CCS 的使用及DSP 基本数学运算一、实验目的1、熟悉CCS 集成开发环境，掌握工程的生成方法；2、熟悉SEED-DEC2407 实验环境；3、掌握CCS 集成开发环境的调试方法；4、了解数在DSP 中的基本计算过程。
二、实验原理TI 公司为TMS320系统的集成与调试所提供的工具包括：标准评估模块Evaluation Module （EVM ）、扩展开发系统eXtenfed Development System （即硬仿真器，如XDS510）、集成开发环境Code Composer Stdio（CCS ）。
标准评估模块（EVM ）是TI 或TI 的第三方为TMS320 DSP 的使用者设计生产的一种评价DSP 的硬件平台，其外观和布局结构如图1.1。
扩展开发系统（XDS ）是功能强大的全速仿真器，用以系统级的集成与调试。
PC 机与XDS 及EVM 板的连接方式如图1.2。
图1.1 标准评估模块（EVM ）外观及布局图1.2 DSP 开发调试环境硬件连接示意图发布的Code Composer Studio开放型集成DSP 开发环境（IDE ）功能强大、直观、易用。
具有编程、编译、链接、在线调试等功能。
CCS2.0开发调试软件的主界面如图1.3。
图1.3 CCS2.0开发调试软件的主界面DSP 的中央处理单元CPU 是内部总线上的核心模块，负责完成数据处理的任务。
即取数，逻辑运算，送回数据。
由三部分组成：输入比例部分（定标器）、中央算术逻辑部分（CALU ）、乘法器。
TMS320LF240x 系列CPU 模块的内部功能结构如图1.4。
图1.4 CPU 模块的内部功能结构TMS320LF240x 系列DSP 有2个16位的状态寄存器ST0和ST1，含有状态位和控制位。
ST0和ST1可以被保存到数据存储器（SST ）或从数据存储器中加载（LST ），从而可以保存和恢复子程序的机器状态（现场保护）。
北京联合大学智慧城市学院实验报告课程名称：DSP 技术与应用实验名称： CCS设置和常用指令班级：通信14姓名学号：2017 年 10 月 21 日实验一 CCS 设置和常用指令一、实验目的熟悉CSS设置方法；会建立汇编语言源文件；会建立工程项目；会将文件加入到工程；会使用汇编、链接命令；会加载、运行程序。
二、实验内容1、编写汇编语言常用的装入和存储指令、算术指令、逻辑指令、程序控制指令50句。
2、使用汇编命令检查所编写的汇编语言源语句格式是否正确，如果有错误则找出并改正，直到没有错误为止。
三、实验设备每组PC 机一台；CCS-DSP 集成开发环境。
四、实验步骤1）CCS 设置及源文件编写、汇编、链接、加载、运行过程1、仿真器驱动的安装2、打开CCS，双击Setup CCS 环境设置3、连接试验箱系统4、建立新工程Project New5、建立新文件，编写源文件、链接命令文件6、加新建的文件到项目7、汇编源、链接文件8、加载、运行程序2）编写常用汇编语言指令装入和存储指令、算术指令、逻辑指令、程序控制指令共计50 句。
使用汇编命令菜单Project-Compile file，检查语句，如果有错误改正之，直到汇编没有错误为止。
五、实验报告1、CCS 工作环境设置过程：要有截图和说明。
新建工程并建立工作区建立ASM文件并保存2、编写的汇编语言语句和程序，要有截图。
3、汇编、链接、运行的结果：要有截图和说明。
4、实验结论通过本次实验，我熟悉了CCS的集成开发环境和运行环境，同时熟悉了CSS设置方法，在编译器里面进行源文件的编写，将文件添加到工程，最后经行加载、运行程序。
今天的这次实验让我对DSP的汇编语言有了更深一步的了解，在编译的过程中，我们组遇到了很多问题，但是最后通过查书和其他组的帮助，将问题一一解决。
及时地完成了任务。
附录：SUBB 1,B;从累加器中减去带借位减操作数DELAY 16;储存器单元延迟ADDC 1000h,A;带进位的加法SUBC 1000h,A;有条件减法SQUR 1000h,A;1000位置的数字的平方加到累加器A中DADD 12,A;双精度12加到累加器AADD 1H,A ; 操作数1加至累加器AADD 2H,2,A ; 操作数2移位后加至累加器AABS A;取绝对值CMPL A;累加器取反EXP A;求累加器中数据的指数MAX A;求累加器A最大值MIN B;求累加器B最小值NORM A;归一化SAT A;累加器饱和运算SUB #30,A;从累加器中减去30ADD #10,B;10加到累加器BMPY #20,A;20和累加器相乘MAC #10,#40,A;10和40相乘放到累加器A中SUB 3,A ;从累加器A中减去操作数3ROR B;累加器B经过进位位循环右移OR #1,B;1和累加器B相或XOR 10,A;10和累加器相异或RETE;开中断，从中断返回RETF;开中断，从中断快速返回ROL A;累加器A经过进位位循环左移SFTC A;累加器A条件移位BITT 1;测试由T寄存器指定的位AND 14,A ;操作数14与累加器A相与AND #1,A;1与累加A相与CMPM 1,#1k;储存单元与长立即数比较BACC A;按累加器规定地址转移PSHD 1;将1压入堆栈CALA A;按累加器的地址调子程序RPT #10;重复执行下调指令11次FRAME 1;堆栈指针偏移一个立即数值LD 31,16,A ;操作数左移16位后加载至累加器。
实验一 TI DSP集成开发环境CCS的使用CCS是TI公司推出的用于开发DSP芯片的集成开发环境，它采用Windows 风格界面，集编辑、编译、链接、软件仿真、硬件调试以及实时跟踪等功能于一体，极大地方便了DSP芯片的开发与设计，是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。
一、CCS简介CCS是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下，采用图形接口界面，提供环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具。
CCS有两种工作模式：1、软件仿真器模式：可以脱离DSP芯片，在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制，主要用于前期算法实现和调试。
2、硬件在线编程模式：可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。
本次实验主要采用软件仿真器模式。
二、CCS系统配置采用标准配置文件进行系统配置的步骤：步骤1：启动CCS配置程序。
双击桌面上的Setup CCS快捷图标，弹出系统配置界面。
步骤2：选择与目标系统相匹配的配置文件（若已有别的目标系统配置文件，清除以前定义的配置，再进行选择）。
将所选中的配置文件加入到系统配置中。
步骤3：保存系统配置。
单击“Save”按钮，出现如下窗口，将系统配置保存在系统寄存器中，完成CCS的系统配置。
，进入CCS开发环境界面选择“是”，进入CCS开发环境界面。
三、CCS 中常用文件名和应用界面1、常用文件名*.cmd —— 链接命令文件；*.obj —— 由源文件编译或汇编后所生成的目标文件；*.out —— 完成编译、汇编、链接后所形成的可执行文件，可在CCS 监控下调试和执行。
2、应用界面四、实验举例1.创建新工程利用CCS创建一个新工程，然后向该工程中添加源代码文件和库文件。
2.向工程中添加文件一个工程项目包括源程序、库文件、链接命令文件和头文件等。
3.察看源代码在工程视图中volume.c上双击，就可在CCS右边窗口中察看源代码。
实验一 CCS使用及DSP基本数学运算
一、实验目的：
1、熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法；
2、熟悉SEED-DTK5416实验环境；
3、掌握CCS集成开发环境的调试方法；
4、了解数在计算过程中的定标，掌握数的定点、浮点表示方法，定点、浮点基本运算
以及定点、浮点间的相互转换。
二、实验内容：
1、 DSP源文件的建立；
2、 DSP程序工程文件的建立；
3、编译与链接的设置，生成可执行的DSP文件；
4、进行DSP程序的调试与改错；
5、学习使用CCS集成开发工具的调试工具；
6、观察实验结果；
三、实验知识背景：
在DSP编程过程中，数以二进制、十进制、与十六制表示均可。
在定点DSP的运算过程中，数一般采用二进制与二进制补码的形式进行运算的。
其中二进制数只能代表正数不
能代表负的数，而二进制补码记数系统弥补了这一缺点。
它的构成如下；
在二进制的基础上，加一符号位。
符号位位于二进制数的最高位
当为正数时，符号位为0，为负数时，符号位为 1
当采用二进制补码进行数的运算时，具有如下的两个优点：
可以将加法与减法统一成加法运算
符号位可以进行扩展，而其数值不变，这可以使一个比较小的数存放到比较大的寄
存器当中
例：
（11110）2 = 1×（-16）+ 1×8 + …… + 1×2 + 0×1 = -2
当将其符号位扩展三位，放入一8位的寄存器中
（11111110）2 = 1×（-128）+ 1×64 + …… + 1×2 + 0×1 = -2 这将为运算提供极大的方便，因而在定点的DSP中，大多数情况采用二进制补码形式。
C5000系列的DSP硬件只支持定点运算，浮点运算要通过软件来实现。
其运算字长为
16位，也就是说，DSP所能表示的整数的范围也就决定了，其范围为－32768到32767。
而在很多情况下，数学运算过程中不一定是整数，而且动态范围也不是固定不变的。
如何解决这个问题？对于只支持定点运算的CPU来说，在硬件上并没有提供小数点定位的机制。
只有靠软件中人为地假设将小数点放在16位数据中的不同位置，就可以表示不同大小与不
同精度的数据了，这就是数的定标。
数的定标有Q与S两种表示方法。
在Q表示法中，Q代表（Quantity of Fractional Bits）数中尾数部分的位数，即小数点右边的位数。
而S表示法中，S代表数中整数部分的位数，
即小数点左边的位数。
实用中一般用Q表示法，例：Q0表示小数点在第0位的右边，即为整数。
Q15表数小数点在第15位的右边，即为小于1的小数（以二进制补码表示，第15位为符号位）。
下表给出了16位数的16种不同的Q表示法。
并列出了它们所能表示的十进
制数的范围。
Q表示法S表示法十进制数表示的范围
Q15 S0.15 -1≤x≤0.9999695
Q14 S1.14 -2≤x≤1.9999390
Q13 S2.13 -4≤x≤3.9998779
Q12 S3.12 -8≤x≤7.9997559
Q11 S4.11 -16≤x≤15.9995117
Q10 S5.10 -32≤x≤31.9990234
Q9 S6.9 -64≤x≤63.9980469
Q8 S7.8 -128≤x≤127.9960938
Q7 S8.7 -256≤x≤255.9921875
Q6 S9.6 -512≤x≤511.9804375
Q5 S10.5 -1024≤x≤1023.96875
Q4 S11.4 -2048≤x≤2047.9375
Q3 S12.3 -4096≤x≤4095.875
Q2 S13.2 -8192≤x≤8191.75
Q1 S14.1 -16384≤x≤16383.5
Q0 S15.0 -32768≤x≤32767
对于加法和减法运算来说，其运算结果并不会改变小数点的位置，也就是说，2个Q15的数相加或相减，其结果还是1个Q15的数。
而对于乘法运算则不然，2个Q15的数相乘，其结果将是1个Q30的数，符号位由1位扩展为2位。
如果保留高16位，舍弃低16位，则将得到1个带有2个符号位的Q14的数。
此时，要想将乘法结果与另1个Q15的数相加或相减，则需要对由乘法运算得到的带有2个符号位的Q14的数去掉一个符号位，规一化为
Q15的数，即要左移1位。
对于C5000系列，在数值运算中一般采用Q15数制。
这是由于C5000在进行乘法运算时，其乘法运算单元具有自动左移一位的功能。
这样可以将两个Q15相乘后得到一Q30的数据中的两个符号位去除一个，保证其结果的正确性。
下面举例进行说明：
十进制乘法 0.5×0.5 = 0.25
当二进制数相乘时 0.100000000000000 ；Q15
× 0.100000000000000 ；Q15
00.0100000000000000000000000000 = 0.25 ；Q30
↑符号位
两个Q15的定点数相乘后得到一个带2个符号位的Q30的数，在结果保存时一般只保存
与输入数据相同的精度的结果即可，也就是只保存高16位即可，但DSP乘法运算结果的高16位中包含了2个符号位，也即高16位是1个带有2个符号位的Q14的数，从而其精度将损失1位。
另外，若想用乘法结果与另1个Q15的数相加或相减，由于小数点没有对齐，将导致运算错误。
因此在保存乘法运算结果的高16位时，应将乘积左移一位，从而得到正
确的Q15结果。
而这一过程在C5000的DSP中可以自动来处理。
只需要设置ST1的FRCT 位就可以了。
在C5000系列中，若采用其它的Q数制时，就需要在软件中人为地对乘法运
算的结果进行相应的左移操作，才能确保数值运算的正确。
浮点数与定点数的转换关系可表示为：
浮点数A转换成定点数B： B =（int）A×2Q；
定点数A转换成浮点数B： B =（int）A×2－Q。
举例说明浮点数x ＝ 0.5，定标在Q15，则定点数为
X q＝ 0.5 × 32768 ＝ 16384
将定点数转换成浮点数也是一样。
由于定点数的表示范围是一定的，因此在进行运算时，其结果就有可能超出数的表示范
围的情况，这就是溢出。
溢出有大于最大表示值，叫上溢出，小于最小值叫下溢出。
在定点
运算时一定要考虑溢出的处理方法。
在DSP中可以设置溢出保护功能，当发生时，DSP自动将结果设置为最大值或是最小值。
四、实验程序结构说明：
在CCS使用及DSP的基本数学运算的实验中主要包括以下文件：
1、 math.c这个文件中包含了实验中关于DSP运算的主要函数。
主要包含有：
fixed_add(int x,int y)：定点加法运算；
fixed_sub(int x,int y)：定点减法运算；
fixed_mul(int x,int y)：定点乘法运算；
fixed_div(int x,int y)：定点除法运算；
float_add(double x,double y)：浮点加法运算；
float_sub(double x,double y)：浮点减法运算；
float_mul(double x,double y)：浮点乘法运算；
float_div(double x,double y)：浮点除法运算；
float_fixed(double x)：浮点转定点运算；
fixed_float(int x)：定点转浮点运算；
2、 math.cmd这是DSP的链接文件。
它的主要功能是将DSP的每段的程序链接到相
应的DSP的存贮区中。
3、 rts.lib这是一个库文件，主要包含了有关C的运行环境与相应的函数的代码。
五、实验步骤：
1、将DSP仿真器与计算机连接好；
2、将DSP仿真器的JTAG插头与SEED-DEC54xx单元的J8相连接；启动计算机，
当计算机启动后，打开SEED-DTK5416的电源。
观察SEED-DTK_IO单元的+5V、
+3.3V、+15V、-15V的电源指示灯是否均亮；若有不亮的，请断开电源，检查电
源。
3、打开CCS集成开发环境，进入CCS的操作环境。
4、新建源文件
创建一个未知名的源文件编写源代码并保存。
