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1、DSP课程设计精品文档目录1引 言31.1 课程设计的目的31.2 课程设计的要求32基本原理32.1 DSP系统简介32.2设计平台CCS简介52.3 TI5416实验板及硬件配置103 实现过程163.1 程序流程图163.2 算法的实现173.3 软件仿真、调试及结果194 出现的问题及解决方法235 结束语246参考文献24附录25基于TI VC5416的YUV彩色图像处理之汉字 叠加算法实现学生姓名：罗赢 指导老师：高明摘 要 本课程设计主要是在TMS320VC5416 DSP芯片上完成编程，软件编程主要采用模块化的设计思想，把程序细化成易于实现的小模块，编程的语言主要C语言编写程序
2、。在CCS仿真平台上通过汉字叠加算法最终成功实现YUV彩色图像处理。通过最后的仿真结果可知，TMS320VC5416 芯片已完成了YUV彩色图像处理并可用于解决一些实际性的问题。关键词 汉字叠加算法；CCS3.3；TI VC5416；YUV彩色图像处理Abstract This course is designed primarily to complete the TMS320VC5416 DSP chip programming, software programming and primarily uses a modular design, easy to implement the
3、program refined into a small module, the main programming language C programming language. Simulation platform in the CCS by Chinese characters superimposed on the algorithm to achieve the ultimate success of YUV color image processing. Finally, the simulation results we can see through, TMS320VC541
4、6 chip color image processing has been completed and can be used to solve some practical problems.Key words Character overlay algorithm; CCS3.3; TI VC5416; YUV color image processing1引 言数字信号处理就是利用专用或通用的数字信号处理器(DSP-Digital Signal Processor)以数字运算的方式对信号进行分析、提取、变换等处理。当今, 数字信号处理已经发展成为一个新的技术领域和独立的学科体系。现代通
5、信的特点是信号数字化, 因此,DSP在推动当代信息处理数字化方面正发挥着越来越大的作用, 并且随着通信技术的发展, DSP将发挥更大的作用。1.1 课程设计的目的科技的进步带动了DSP技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，DSP技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计，其目的在于：（1）熟悉掌握DSP及DSP硬件器（TI VC5416 DSP芯片）的结构、各部件基本工作原理。（2）熟悉CCS集成开发环境，并能较熟练的对CCS的开发系统进行使用。（3）熟悉使用C语言编程DSP源程序。（4）掌握工程设计的流程及方法，
6、学习DSP程序的调试及编写，及运用观察变量的方法查看程序的运行情况。（5）了解和熟悉YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现的基本原理和实验过程1.2 课程设计的要求（1）综合运用DSP基本技术和信号系统设计方法设计本系统。（2）学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。（3）通过课程设计培养严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。（4）对算法的原理进行详细的描述。给出算法的流程图及核心代码。（5）软仿真、调试及结果。在CCS3.3开发环境下进行软仿真，调试，给出截图并简单叙述过程。2基本原理2.1 DSP系统简介一个完整的数字信号处理系统它有三部分（1）数据加工。（2）数据传输。（3）数
7、据存储。这三部分是一个典型的数字系统中不可缺的，而数据转换则是数字信号系统所特有的。DSP领域的七层结构如图2.1所示：DSP ICDSP 硬件平台DSP BIOSDSP OSDSP FunctionDSP APIDSP SYSTEM图2.1 DSP领域的七层结构图DSP软件方案选型：（1）全汇编方案，这种方案只适用于比较小的程序。（2）全高级语言，这种方案的优点是结构性, 可维护性很好, 但代价是效率很低, 主要是C语言编译器的效率太低。（3）混合语言编程，主程序全部用C语言编写, 这样结构性很好; 需要提高速度的地方, 用汇编写, 来调用. 这是目前主要使用的编程方式。（4）模块化设计。（
8、5）尽量购买现成的算法模块。例如：TI推出了一个Express DSP环境, 也就是在CCS(Code Computer Studio)环境下定义了一个算法标准, 对TI DSP算法的输入输出, 变量调用等规定了一个算法框架. 在写算法时都按照Express DSP框架, 有利于工艺上的应用. 购买成熟算法, 可以花钱买时间, 加快项目进度。DSP应用系统的一般开发流程：（1）概念分析与建立模型。（2）算法设计与仿真。（3）算法一直与软件编程。（4）DSP软件仿真。（5）DSP实时调试仿真。流程图如下图2.2所示：图2.2 DSP应用系统的开发流程图2.2设计平台CCS简介软件设计是基于CCS
9、开发环境的。CCS是TI公司推出的为开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境，是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。它采用Windows风格界面，提供了环境配置、源文件编译、编译连接、程序调试、跟踪分析等环节，并把软、硬件开发工具集成在一起，使程序的编写、汇编、程序的软硬件仿真和调试等开发工作在统一的环境中进行，从而加速软件开发进程。CCS（Code Composer Studio）代码调试器是一种合成开发环境。 它是一种针对标准TMS320调试器接口的交互式方法。CCS的发展如下图2.3所示工具集成 可重用性产品周期缩短、开发成本上涨研发测试 系统的成本%硬件、软件成本比较SWt极大的
10、提高产品推向市场的时间、提高了产品的质量图2.3 CCS的发展CCS的用户界面是CCS集成开发环境与用户的交流平台，一个典型的CCS集成开发环境用户界面如图2.4所示。图2.4 CCS用户界面由上图知整个用户界面由主菜单、工具栏、工程窗口、源程序编辑调试窗口、输出窗口等组成。工程窗口用来组织用户飞若干程序构成一个项目，用户可以从工程列表中选择需要编辑和调试的特定程序，可以在工程中添加文件。在源程序编辑窗口中用户可以编辑程序，又可以设置断点、探针调试程序。输出窗口显示编译信息、程序执行结果。CCS主菜单中共有12项，如图2.5所示，各项功能见表2.1。图2.5 CCS主菜单表2.1主菜单各项功能
11、简介菜单项功能File（文件）文件管理，载入执行程序，符号数据，文件输入/输出Edit（编辑）文字及变量编辑，如剪切、粘贴、撤销、字符串查找View（查看）工具栏显示设置，内存、寄存器和图形显示等Project（工程）工程管理及编译、构建工程等Debug（调试）断点、探针设置、单步执行、复位等Profiler（性能）包括时钟和性能断点设置等GEL（扩展功能）利用通用扩展语言设置扩展功能Option（选项）设置字体、颜色、键盘属性以及动画速度、内存映射Tools（工具）包括引脚链接、端口链接、命令窗口、链接配置DSP/BIOS（实时分析）用来辅助CCS环境实现程序实时调试Window（窗口）包括
12、窗口排列、窗口列表等Help(帮助)CCS在线帮助菜单，包括用户手册、入门指南等常用工具栏有CCS的一些常用命令组成，有6个工具栏，分别是： Standard Toolbar（标准工具条）、GEL Toolbar（GEL工具条）、Project Toolbar（工程工具条）、Debug Toolbar（调试工具条）、Edit Toolbar（编辑工具条）和Plug-in Toolbar（插件程序工具条）。这6种工具栏可在View菜单下找到，如图2.6所示，并可选择是否显示该工具栏。图2.6 View 菜单CCS的设置：（1）支持多CPU。（2）Save|load多个配置文件。（3）设置方便。图
13、2.7 CCS的配置图 CCS的IDE调试功能：（1）先进的断点设置功能。（2）基于C的条件断点设置。（3）C和汇编混合调制。（4）具有watch window可观察变量。（5）多DSP调试。（6）全局断点设置。（7）可同时控制32个以上的组。（8）对于相同的DSP可同进调试多个板卡。图2.8 CCS的IDE调试功能 总之，CCS的优点有：（1）DSP有许多可使用的集成开发工具：一功能强大的实时分析功能。二直观的数据图形显示功能。三能扩展系统的第三方支持模块（2）能极大地减少开发人员的研发时间。（3）使有效的资源得到最高效地利用。2.3 TI5416实验板及硬件配置TMS320VC5416的总
14、体系结构图如图2.9所示。其内部的高性能CPU拥有算术逻辑单元ALU、2个40位累加器ACCA和ACCB、40位桶行移位寄存器、乘累加单元以及寻址单元，算术逻辑单元包括1个40位的ALU，1个比较、选择和存储单元（CSSU）和1个指数编码器，具有高度的并行性。本文采用的TMS320VC5416芯片最大可寻址能力为192K字(包括64K字的程序空间、64K字的数据空间和64K字的I/O空间)，扩展寻址模式下有256K字8M字的扩展地址空间，并拥有一套高效灵活的指令集。其指令周期为6.25ns，执行速度最高可以达到160MIPS，完全可以满足实时处理的要求。 图2.9 TMS320VC5416总体
15、系统结构图TMS320VC5416的固定点数字信号处理器的数据手册如下：（1）引脚分配：图2.10所示为144引脚球栅阵列（BGA）封装的球的位置和定位信号名称及球栅数目。图2.10提供的引脚分配144引脚小外形四方扁平封装（LQFP）封装。图2.10 114引脚球栅阵列封装图2.11 114引脚小外形四方扁平封装（2）功能概述：如下图2.12所示图2.12 功能概述框图（3）电气规格：一绝对最大额定值，操作系统外壳温度超过指定的绝对最大额定值。强调超越那些“绝对最大额定值”，可能会造成永久性损坏设备。这些压力评级，并在这些设备的功能操作或超出这些指示的任何其他条件根据第5.2不是暗示。长时间工作在绝对最大额定条件下的曝光影响器件的可靠性。所有的电压值至DVSS。图5-1提供的测试负载电路为3.3 V设备的值。
