DSP系统结构
实验报告
姓名： 刘 成 专业： 电子与通信工程 班级： 35 班 学号： 2014170370 指导教师： 齐 美 彬 学院： 计算机与信息学院 时间： 2015-11
实验一 汇编语言程序设计
一、实验目的
1．熟悉DSP集成开发环境CCS 6000的使用方法。 2．熟悉TMS320C6437 DSP优化的3个层次。 二、实验条件
计算机(安装CCS3.3)、SEED-XDS510PLUS仿真器、DM6437实验平台 三、实验内容
以矢量点积算法为例，掌握C语言、线性汇编、并行汇编及软件流水汇编代码的优化原理、方法及步骤，并按实验步骤完成实验。
1、C语言代码
int DSP_dotprodc( const short *m, const short *n, int count) {
int i;
int prod, sum = 0; #ifndef NOASSUME
_nassert((int)m % 8 == 0); /* Double-word aligned */ _nassert((int)n % 8 == 0); /* Double-word aligned */ _nassert((int)m % 16 != (int)n % 16); /* In different banks */ #pragma MUST_ITERATE(4,,4); /* count >= 4, mult of 4 */ #endif
for (i = 0; i < count; i++) {
prod = m[i] * n[i]; sum += prod; }
return sum; } 2、线性汇编代码
.text
.global _DSP_dotprodsa
_DSP_dotprodsa: .cproc A_m, B_n, A_count .no_mdep
.reg A_reg1:A_reg0, B_reg1:B_reg0
.reg A_prod, B_prod, A_sum, B_sum, A_i ZERO A_sum ZERO B_sum
SHRU A_count, 2, A_i SUB A_i, 2, A_i .mptr A_m, x + 0, 8 .mptr B_n, x + 8, 8 loop: .trip 8
LDDW .1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 LDDW .2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 DOTP2 A_reg1, B_reg1, A_prod DOTP2 B_reg0, A_reg0, B_prod ADD A_sum, A_prod, A_sum ADD B_sum, B_prod, B_sum BDEC loop, A_i
ADD A_sum, B_sum, A_sum .return A_sum .endproc
.end
3、并行汇编代码 .sect \.global _DSP_dotprod64 _DSP_dotprod64:
*==============SYMBOLIC REGISTER ASSIGNMENTS ===================== * .asg A4, A_m ; pointer to vector m .asg B4, B_n ; pointer to vector n
.asg A6, A_count ; number of elements in each vector .asg A0, A_i ; loop count .asg A16, A_sum ; partial sum a
.asg A17, A_prod ; sum of products a[i]*b[i]+a[i+1]*b[i+1] .asg B16, B_sum ; partial sum b
.asg B17, B_prod ; product sum a[i+2]*b[i+2]+a[i+3]*b[i+3] .asg A9, A_reg1 ; elements a[i+3] a[i+2] .asg A8, A_reg0 ; elements a[i+1] a[i] .asg B7, B_reg1 ; elements b[i+3] b[i+2] .asg B6, B_reg0 ; elements b[i+1] b[i]
.asg A4, A_sumt ; total sum a + b returned to caller
* =============== PIPE LOOP PROLOG ============================= * B .S2 loop ; prime loop
|| LDDW .D2T2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 ; load b[i+3]...b[i] || LDDW .D1T1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 ; load a[i+3]...a[i]
B .S2 loop ; prime loop
|| LDDW .D2T2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 ; load b[i+3]...b[i] || LDDW .D1T1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 ; load a[i+3]...a[i] || SHRU .S1 A_count, 2, A_i ; calc loop count || ZERO .L1 A_prod:A_sum || ZERO .L2 B_prod:B_sum
B .S1 loop ; prime loop
||[A_i] LDDW .D2T2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 ; load b[i+3]...b[i] ||[A_i] LDDW .D1T1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 ; load a[i+3]...a[i] || ZERO .L1 A_prod:A_sum ; added for branch- || ZERO .L2 B_prod:B_sum ; target-not-span
[A_i] BDEC .S1 loop, A_i ; prime loop
||[A_i] LDDW .D2T2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 ; load b[i+3]...b[i] ||[A_i] LDDW .D1T1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 ; load a[i+3]...a[i] || ZERO .L1 A_prod:A_sum ; added for branch- || ZERO .L2 B_prod:B_sum ; target-not-span
[A_i] BDEC .S1 loop, A_i ; prime loop
||[A_i] LDDW .D2T2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 ; load b[i+3]...b[i] ||[A_i] LDDW .D1T1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 ; load a[i+3]...a[i] || ZERO .L1 A_prod:A_sum ; added for branch- || ZERO .L2 B_prod:B_sum ; target-not-span
* ================== PIPE LOOP KERNEL ============================= * loop:
ADD .L2 B_sum, B_prod, B_sum ; sum += productb || ADD .L1 A_sum, A_prod, A_sum ; sum += producta ||[A_i] LDDW .D2T2 *B_n++, B_reg1:B_reg0 ; load b[i+3]...b[i] ||[A_i] LDDW .D1T1 *A_m++, A_reg1:A_reg0 ; load a[i+3]...a[i] || DOTP2 .M2X A_reg0, B_reg0, B_prod ; a[0]*b[0]+a[1]*b[1] || DOTP2 .M1X A_reg1, B_reg1, A_prod ; a[2]*b[2]+a[3]*b[3] ||[A_i] BDEC .S1 loop, A_i ; iterate loop
* ================== PIPE LOOP EPILOG ============================= *
RETNOP.S2 B3, 4 ; Return to caller ADD .L1X A_sum, B_sum, A_sumt ; final sum
.end
四、实验步骤
（1） 开机：打开计算机电源，进入Win XP系统，双击桌面上的CCS3.3图
标，选择open——DM6437 Little Endian Simulator ,进入DSP软件集成开发环境，或者选择open——c6437 510 plus进入DSP硬件集成开发环境（使用实验箱做实验，先连接好实验箱及仿真器等方可开机）。
（2） 编辑文件：选择File－New—Source File菜单（或使用其它文本编辑器）
编辑好C程序文件（*.c）、汇编程序文件（*.asm）、头文件（*.asm）及链接命令文件（*.cmd）,并保存在D盘DSPLAB\\LAB1文件夹中。 （3） 创建工程项目：选择Project－New，出现—对话框，在project栏（第
一行）填写项目名称，并选定项目的位置（D:\\DSPLAB\\LAB1）,然后单击“完成”按钮，这样就新建了一个工程项目，该项目用来管理各种文件，便于编译、调试。
注意：路径、文件夹、文件名中不能含有汉字，且第一个字母不能是数字。
（4） 添加文件：将编辑好的三个文件添加到刚建好的工程项目中,选择
Project－Add Files to Project，出现一个对话框，选择文件夹（D:\\DSPLAB\\LAB1）并选中C文件、汇编程序文件、头文件、cmd文件，单击“打开”按钮就将这四个文件添加到该工程中了。 注：此步骤可一次加入四个文件，也可重复四次，每次加入一个文件。
（5） 编译汇编程序：选择Project—Compile File，分别编译主程序及头文件，
修改程序中的错误，再编译，直到无错误出现。编译后的文件为OBJ文件。
（6） 链接：选择Project—Build或Rebuild All，链接各OBJ文件，若有错误
出现应修改错误（错误应在cmd文件中），再链接，直到无错误出现。链接生成可执行的out文件。
（7） 下载out文件：选择File—Load Program，在debuge文件夹中选中out
文件（文件名与工程项目同名），单击“打开”按钮，这样out文件就下载到DSP中了。 （8） 调试：选择debuge—Step Into 单步执行代码或者选择debuge—Run连
续运行代码（debuge—Halt停止运行）。单步运行或运行结束后选择View－Memory和View－Registers－CPU Registers/Peripheral Regs查看存储器和寄存器中的数据。如果最后的结果有错误，则应查找原因修改程序并重复步骤5 ～ 步骤8，直到结果正确为止。
实验二 创新实验题（题目9）
一、实验任务及目的
任务：将yuv格式的图像数据转换到HSV中H空间，从而掌握C语言、汇编语言的优化。
目的：
1．熟悉DSP集成开发环境CCS 6000的使用方法。 2．熟悉TMS320C6437 DSP优化。
3．了解图像处理中将yuv格式的图像数据转换到HSV中H空间的方法，掌握yuv和HSV格式图像的组成原理，以及转化原理。 二、算法原理及程序优化方法 算法原理：
YUV 的格式是yuv420，若yuv的排列顺序如下：
Y1 Y2 Y3 Y4
Y5 Y6 Y7 Y8 U1 U2 V1 V2
则：还原出的RGB格式的像素为：y1+u1+v1->p1; y2+u1+v1->p2; y3+u2+v2->p3; y4+u2+v2->p4; y5+u1+v1->p5; y6+u1+v1->p6; y7+u2+v2->p7; y8+u2+v2->p8;
最后根据各p点的RGB值计算得出各个点的H分量值。 。 程序优化方法：修改原C语言程序中for循环语句中的算法实现部分，进行C语言的优化。 三、实验步骤
(1) 开机：打开计算机电源，进入Win XP系统，双击桌面上的CCS3.3图标，选择open——DM6437 Little Endian Simulator ,进入DSP软件集成开发环境，或者选择open——c6437 510 plus进入DSP硬件集成开发环境（使用实验箱做实验，先连接好实验箱及仿真器等方可开机）。
(2) 打开工程：选择project——open,将给定的工程打开。 (3) 根据.c文件编辑线性汇编文件保存（后缀为.sa） (4) 在主函数中调用线性汇编。
(5) 编译汇编程序：选择Project—Compile File，分别编译主程序及头文件，修改程序中的错误，再编译，直到无错误出现。编译后的文件为OBJ文件。
(6) 链接：选择Project—Build或Rebuild All，链接各OBJ文件，若有错误出现应修改错误（错误应在cmd文件中），再链接，直到无错误出现。链接生成可执行的out文件。
(7) 下载out文件：选择File—Load Program，在debuge文件夹中选中out文件（文件名与工程项目同名），单击“打开”按钮，这样out文件就下载到DSP中了。 (8) 调试：选择debuge—Step Into 单步执行代码或者选择debuge—Run连续运行
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