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卷积和(简称卷积)是信号处理中常用的算法之一。数字卷积运算通常采用两种方法:线性卷积和圆卷积。为了能使卷积运算在C54x系列DSP上的实现方法,首先要对数字卷积的基本概念作深入了解。使大家从根本上掌握卷积的实现方法,我们以模拟信号的卷积和数字信号的卷积为主,以及他们在C54x系列DSP上的实现方法。
1.卷积的基本原理和公式
卷积和:Y(n)= ∑X(m)H(n−m)=X(n)*H(n) m=−∞
对离散系统“卷积和”也是求线性时不变系统输出响应(零状态响应)的主要方法。
2.卷积和的运算在图形的表示
可分为四步:
A) 翻褶 现在亚变量坐标M上作出X(m)和H(m),将m=0的垂直轴为轴翻褶成H(-m)。
B) 移位 将H(-m)移位n,即得H(n-m)。当n为正整数时,右移n位。当n为负整数时,左移n位。
C) 相乘 再将H(n-m)和X(m)的相同m值的对应点值相乘。
D) 相加 把以上所有点的对应点的乘积叠加起来,即得Y(n)值。
依上法,取n=……,-2,-1,0,1,2,3,……各值,即可得全部Y(n)值。
设计总框图:
当程序成功运行通过后,通过仿真器(XDS510或者XDS560)与目标板连接,安装仿真器驱动,然后load program到目标板,运行,利用仿真器提供的RTDX可实时查看存储器和寄存器变化。
程序流程图
程序中函数
processing1(int *input2, int *output2)
调用形式:processing1(int *input2, int *output2)
参数解释:intput2、output2为两个整型指针数组。
返回值解释:返回了一个“TREN”,让主函数的while循环保持连续。
功能说明:对输入的input2 buffer波形进行截取m点,再以零点的Y轴为对称轴进行翻褶,把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT2指针开始的一段地址空间中。
processing2(int *output2, int *output3)
调用形式:processing2(int *output2, int *output3)
参数解释:output2、output3为两个整型指针数组。
返回值解释:返回了一个“TREN”,让主函数的while循环保持连续。
功能说明:对输出的output2 buffer波形进行作n点移位,然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT3指针开始的一段地址空间中。
processing3(int *input1,int *output2,int *output4)
调用形式:processing3(int *input1,int *output2,int *output4)
参数解释:output2、output4、input1为三个整型指针数组。
返回值解释:返回了一个“TREN”,让主函数的while循环保持连续。
功能说明:对输入的input2 buffer波形和输入的input1 buffer作卷积和运算,然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT4指针开始的一段地址空间中。
processing4(int *input2,int *output1)
调用形式:processing4(int *input2,int *output1)
参数解释:output1、input2为两个整型指针数组。
返回值解释:返回了一个“TREN”,让主函数的while循环保持连续。
功能说明:对输入的input2 buffer波形截取m点,然后把生成的波形上的各点的值存入以OUTPUT1指针开始的一段地址空间中。
程序代码
int in1_buffer[BUFSIZE];
int in2_buffer[BUFSIZE];
int out1_buffer[BUFSIZE];
int out2_buffer[BUFSIZE];
int out3_buffer[BUFSIZE];
int out4_buffer[BUFSIZE*2];
int size = BUFSIZE;
int ain = MINGAIN;
int zhy=0;
int sk=64;
/* Functions */
static int step1(int *output1, int *output2);
static int step2(int *output2, int *output3);
static int step3(int *input1,int *output2,int *output4);
static int step4(int *input2, int *output1);
static void dataIO1(void);
static void dataIO2(void);
void main()
{
int *input1 = &in1_buffer[0];
int *input2 = &in2_buffer[0];
int *output1 = &out1_buffer[0];
int *output2 = &out2_buffer[0];
int *output3 = &out3_buffer[0];
int *output4 = &out4_buffer[0];
puts("volume example started
");
while(TRUE)
{
/*
* Read input data using a probe-point connected to a host file.
* Write output data to a graph connected through a probe-point.
*/
dataIO1(); // break point
dataIO2(); // break point
step4(input2,output1);
step1(output1, output2);
step2(output2, output3);
step3(input1,output2,output4) ;
}
}
static int step4(int *input2,int *output1)
{
int m=sk;
for(;m>=0;m--)
{
*output1++ = *input2++ * ain;
}
for(;(size-m)>0;m++)
{
output1[m]=0;
}
return(TRUE);
}
static int step1(int *output1,int *output2)
{
int m=sk-1;
for(;m>0;m--)
{
*output2++ = *output1++ * ain;
}
return(TRUE);
}
static int step2(int *output2, int *output3)
{
int n=zhy;
size=BUFSIZE;
for(;(size-n)>0;n++)
{
*output3++ = output2[n];
}
return(TRUE);
}
static int step3(int *input1,int *output2,int *output4)
{
int m=sk;
int y=zhy;
int z,x,w,i,f,g;
for(;(m-y)>0;)
{
i=y;
x=0;
z=0;
f=y;
for(;i>=0;i--)
{
g=input1[z]*output2[f];
x=x+g;
z++;
f--;
}
*output4++ = x;
y++;
}
m=sk;
y=sk-1;
w=m-zhy-1;
for(;m>0;m--)
{
y--;
i=y;
z=sk-1;
x=0;
f=sk-y;
for(;i>0;i--,z--,f++)
{
g=input1[z]*output2[f];
x=x+g;
}
out4_buffer[w]=x;
w++;
}
return(TRUE);
}
static void dataIO1()
{
/* do data I/O */
return;
}
static void dataIO2()
{
/* do data I/O */
return;
}