Типовые алгоритмы DSP

Фильтр с конечной импульсной характеристикой

. (2.1)

Фильтр с бесконечной импульсной характеристикой

. (2.2)

Свертка

. (2.3)

Дискретное преобразование Фурье

. (2.4)

Дискретное косинусное преобразование

. (2.5)

Почти все алгоритмы Цифровой Обработки Сигналов содержат формулу суммы произведений (SOP). Два массива “данных” и “коэффициентов” умножаются попарно и суммируются вместе. В зависимости от типа данных входных массивов необходимо решать эти уравнения либо с плавающей точкой или в математике целого числа.

. (2.6)

Если воспользоваться ПЭВМ и программой, реализующей уравнение (2.6) на языке C, например для Microsoft Visual Studio то получим следующий текст программы:

#include <stdio.h>

int data[4]={1,2,3,4};

int coeff[4]={8,6,4,2};

int main(void)

{

int i;

int result =0;

for (i=0;i<4;i++)

result += data[i]*coeff[i];

printf("%i",result);

return 0;

}

Эта же программа SOP для микроконтроллера будет иметь вид:

Адрес Мнемоника Ассемблерные инструкции

10: for (i=0;i<4;i++)

00411960 C7 45 FC 00 00 00 00 mov dword ptr [i],0

00411967 EB 09 jmp main+22h (411972h)

00411969 8B 45 FC mov eax,dword ptr [i]

0041196C 83 C0 01 add eax,1

0041196F 89 45 FC mov dword ptr [i],eax

00411972 83 7D FC 04 cmp dword ptr [i],4

00411976 7D 1F jge main+47h (411997h)

11: result += data[i]*coeff[i];

00411978 8B 45 FC mov eax,dword ptr [i]

0041197B 8B 4D FC mov ecx,dword ptr [i]

0041197E 8B 14 85 40 5B 42 00 mov edx,dword ptr[eax*4+425B40h]

0411985 0F AF 14 8D 50 5B 42 00imul edx,dword ptr[ecx*4+425B50h]

0041198D 8B 45 F8 mov eax,dword ptr [result]

00411990 03 C2 add eax,edx

00411992 89 45 F8 mov dword ptr [result],eax

00411995 EB D2 jmp main+19h (411969h)

Эта же программа SOP для DSP будет иметь вид:

Адрес Мнемоника Ассемблерные инструкции

0x8000 FF69 SPM 0

0x8001 8D04 0000R MOVL XAR1,#data

0x8003 76C0 0000R MOVL XAR7,#coeff

0x8005 5633 ZAPA

0x8006 F601 RPT #1

0x8007 564B 8781 || DMAC ACC:P,*XAR1++,*XAR7++

0x8009 10AC ADDL ACC,P<<PM

0x800A 8D04 0000R MOVL XAR1,#y

0x800B 1E81 MOVL *XAR1,ACC

Обратите внимание на использование запоминающего устройства и число циклов выполнения. А DSP должен вычислять SOP в реальном времени.

Цифровой сигнальный контроллер (DSC) – новый вид микроконтроллеров, где в единственной микросхеме комбинируются вычислительная возможность Микропроцессора Цифровой Обработки Сигнала (DSP) и внешние устройства микроконтроллера. Для приложений работающих в реальном времени с большим количеством математических вычислений DSC – лучший выбор.