北科大信号系统与信号处理综合实验Word文件下载.docx

1、3. 熟悉 DDR2 SDRAM 的读取操作。实验内容1. 系统初始化；2. 外部接口的初始化；3. DDR2 SDRAM 的读写操作。实验报告要求1. 将 ddr 工程运行结果截图。2. 分别在 ddr_test.c 中的第 20 行、21 行设置断点，将 memory browser 窗口截屏，地址栏为 0x80000000。3. 分析第 ddr_test.c 中的 20 行、21 行代码的作用，将 memory browser 窗口截屏。第20行代码：retcode |= memaddr32（ddr_base, ddr_size ）;作用：memaddr32函数分为读操作和写操作两个部分

2、，/*WritePattern*/for（i=start;end;+=4）*（volatileUint32*）ii;写入部分操作是将操作数i存入寄存器中。Readif!errorcount+;printf（address%xiserrorn,start+i）;break;读操作中有变量errorcount用于记录写入寄存器中的数值错误个数。读操作用于检验寄存器中的值是否和写入寄存器的值是一样的，如果不一样，返回发生错误的次数。第21行代码：retcode |= meminvaddr32（ddr_base, ddr_size ）;i;写入部分操作是将操作数i取反后存入寄存器中。i读操作中的err

3、orcount用来记录写入寄存器中的数值错误个数。读操作用于检验寄存器中的值是否和写入的值是一样的，如果不一样，返回发生错误的次数。2、实验名称（自选）：RS232实验1. 了解 UART 工作原理；2. 熟悉 UART 接口的配置；3. 掌握 UART 的操作。1. DSP 初始化；2. UART 配置。1. 将串口调试助手截图；2. 简述 UART 控制器的工作原理。UART首先将接收到的并行数据转换为串行数据。消息帧以低起始位开始，后面依次是58个数据位、可用奇偶校验位和一个或多个高位停止位。当接收器找到起始位时，它知道数据已准备好发送，并试图与发射机时钟频率同步.。如果校验选中，UAR

4、T的后面是一个奇偶校验位。奇偶校验可以用来帮助错误检查.。在接收过程中，UART去掉起始位和结束位从消息框，校验输入的字节，并将字节数据从并行到串行。UART也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如，如果发生奇偶校验错误，UART设置奇偶校验标志。3、实验名称（自选）：Audio 音频实验1. 了解 TLV320AIC23B 音频 Codec 芯片；2. 熟悉 TMS320DM6446 McASP 接口；3. 掌握 TMS320DM6446 I2C 接口。2. 音频 Codec AIC23B 的寄存器设置；3. 音频的采集与回放。实验报告要求：1. 画出程序流程图2. 简述 TLV320A

5、IC23B 的控制口与 TMS320DM6446 工作模式。（1）TLV320AIC23B 的控制口：TLV320AIC23B 的控制接口有两种工作方式，分别为：2-Wire 的 I2C（MODE 为低）3-Wire 的 SPI 方式（MODE 为高）。在 SEED-DVS6446 系统上采用 I2C 方式控制 TLV320AIC23B。MODE I ：控制口模式选择引脚。低电平时控制口配置成两线I2C模式，高电 平时配置成三线SPI模式。:控制口锁存/地址选择引脚。控制口工作在SPI模式时，作为数据输 入锁存引脚；控制口工作在I2C模式时，作为I2C器件的地址选择引脚。SDIN:AIC23B

6、 控制口串行数据输入；SCLK：AIC23B 控制口的位时钟；TMS320DM6446 支持多种存储器和外设的接口，包括：1）支持 NOR Flash、SRAM 连接的异步 EMIF 接口；2） NAND Flash 接口；3）ATA/CF 接口；（2）TMS320DM6446 工作模式：TMS320DM6446 为系统音频应用需求集成了 ASP 控制器以实现同音频设备的连接。而TMS320DM6446的工作模式取决于芯片TLV320AIC23B的工作接口。TLV320AIC23B 与微处理器的接口有二个，一个是控制口，用于设置 AIC23B 的工作参数，另一个是数据口，用于传输 AIC23B

7、 的 A/D、D/A 数据。SEED-DVS6446 系统上将TMS320DM6446 的 ASP 与 TLV320AIC23B 接口； 使用 I2C 总线与 TLV320AIC23B 的控制接口。TLV320AIC23B 的数据口有四种工作方式，分别为：Right justifiedLeft justifiedI2S ModeDSP Mode其中后两种可以很方便的与 DSP 的 McBSP 串口相连接。2-Wire 的 I2C（MODE 为低）；3. 写出 TLV320AIC23B 的 LRCIN、LRCOUNT 及 BCLK 的输入信号来源。BCLK：数据口位时钟信号，当 AIC23B 为

8、从模式时，该时钟由 DSP 产生；AIC23B 为主模式时，该时钟由 AIC23B 产生；LRCIN：数据口 DAC 输出的帧同步信号。在 DSP 模式下，必须连接 DSP 的帧同步信号；LRCOUT：数据口 ADC 输入的帧同步信号；4、结论及思考（概述CCS 平台的功能及应用场合，对实验结果及实验中遇到的问题进行较全面的对比分析）CCS 平台的功能：（1）具有集成可视化编辑界面，用户可通过其界面直接编写C、汇编、.cmd文件等；（2）含有集成代码生成工具，包括编辑器、优化C编译器、链接器，将代码的编辑、编译、链接和调试等诸多功能集成到一个软件环境中；（3）高性能编辑器支持汇编文件的动态语法

9、加亮显示，使用户很容易阅读代码，发现语法错误；（4）工程项目管理工具可对用户程序实行项目管理。在生成目标程序和程序库的过程中，建立不同程序的跟踪信息，通过跟踪信息对不同的程序进行分类管理；应用场合： 工业研究与开发。 工程和科学学科方面的教学与研究。 高校、研究所、公司等进行开发与研究。实验结果分析：（1）DDR2 SDRAM 实验：SEED-DVS6446 外部存储器 DDR2 SDRAM：MS320DM6446 内部集成了 DDR2 存储器控制器，数据总线宽度可配置为 16 或 32位。DDR2 总线利用内部 PLL 主频高达 166MHz，双边情况下可达 325MHz，其刷新由DaVin

10、ci 芯片自动实现。该存储空间主要用于程序、数据和视频的存储。（2）RS232 实验1.UART 工作原理：UART 控制器可以从外设接收数据以完成数据的串并转换和从 CPU 接收数据发送以完成并串数据转换功能，CPU 可以通过随时读取 UART 的状态寄存器来确定数据的发送与接收。2.UART 接口的配置：UART 控制器包含一个可编程的波特率发生器，分频输入的 UART 时钟，为内部发送和接收单元产生一个 16x 的参考时钟。SEED-DTK6446 配置 UART0 为 RS232 模式，UART1 为 RS485 模式。（3）Audio音频实验TLV320AIC23B 音频 Codec

11、 芯片：TLV320AIC23B 是 TI 推出的一款高性能的立体声音频 Codec 芯片，内置耳机输出放大器， 支持 MIC 和 LINE IN 两种输入方式（二选一）， 并且输入和输出都具有可编程增益调节。 实验中遇到的问题分析：上电后供电不正常，SEED-DVS6446 板卡的 D6电源指示灯亮，D8指示灯不亮，可知板子上的5V供电不正常。解决方法：将 J2、J17、J23、J24 跳线短接。二、Linux 平台实验1、入门实验1熟悉 linux 开发环境，学会基于 SEED-DTK6446 平台 linux 开发环境的配置和使用；2学会使用 arm_v5t_le-gcc 编译工具；3学

12、会基于 NFS 方式的程序调试方法。1基于 linux 环境的源程序的建立；2简单的 Makefile 的编写；3基于 NFS 方式的目标程序的调试。1. 将实验结果截图；2. 简述“#setenv bootargs mem=60M console=ttyS0,115200n8 root=/dev/hda1 noinitrd rw ip=192.168.253.183:255.255.255.0:192.168.253.1 video=dm64xxfb:output=pal”与“#setenv bootargs mem=60M console=ttyS0,115200n8 root=/dev/

13、nfs noinitrd rw ip=192.168.253.150:192.168.253.1:255.255.255.0 nfsroot=192.168.253.18:/opt/nfs video=dm64xxfb:output=pal”的区别。（1）开发板的 ip 配置不同：第一个开发板的 ip 为：192.168.253.183，子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.253.1 。第二个开发板的 ip 为：192.168.253.150，子网掩码为192.168.253.1，默认网关为255.255.255.0 。（2）启动方式不同：第一个指令是系统配置为从L

14、inux虚拟机中的第一块盘的第一分区（即hda1）中启动。第二个指令是系统配置为从 NFS 根文件系统启动。 视频采集回放实验1. 学习基于 Codec Engine 机制的编程；2. 学习使用 XDC 编译工具；3. 学习基于 v4L2 采集驱动与 FBdev 显示驱动的应用程序的编写。1基于 Codec Engine 机制的编程；2基于标准视频采集驱动 v4L2 与视频显示驱动 FBdev 的应用程序的编写。1. 简述基于 Codec Engine 机制的编程；应用工程师通过调用 Codec Engine 的 API 来调用和运行符合 xDAIS58的算法。在 Davinci 软件中，符合

15、xDAIS 的音视频编解码算法（即 xDM 算法）的调用是通过 Codec Engine 的 VISA API 完成的。Codec Engine 通过这套 API 为算法的执行提供了一个标准的软件架构和接口，体现在以下几个方面：通过 Codec Engine API 调用的算法可以运行在本地（ARM 侧）或者远端（DSP 侧）；Codec Engine 可以基于 ARMDSP、DSP 或 ARM 上运行；无论 Codec Engine 运行在 ARM 还是 DSP 上，对应的 Codec Engine API 都是完全一致的；Codec Engine 的 API 与操作系统无关。 比如 Lin

16、ux、 VxWorks 和 WinCE 环境下的 CodecEngine API 都是完全一致的。Codec Engine 是介于应用程序和具体算法之间的软件模块，其中的 VISA API 通过 stub和 skeleton 访问 Engine SPI 最终调用具体的算法。因此，Codec Engine 的工作是通过完成VISA API 的任务来体现的。 VISA API 分为四部分 VISA create/control/process/delete， 我们以codec 算法运行在 DSP 为例，通过 VISA API 的执行过程了解 Codec Engine 的工作原理。在调用 VISA

17、API 之前需要在应用程序中通过 Engine_open（）这个 Engine API 把 DSP 的可执行程序加载到 DSP 的 memory，同时把 DSP 从复位状态释放，这时 DSP 开始运行 DSPServer 的初始化程序在 DSP 端创建一个优先级最低的任务 RMS（Remote ManagementServer），RMS 负责管理和维护对应到具体 codec 算法的 Instances。如下图所示，应用程序调用 VISA create API，相应的 VISA create 函数到 Engine SPI 中的 Codec table 中查到这个codec 运行在远端 DSP 侧

18、。接着 Engine SPI 通过 OSAL（Operating System Abstraction Layer）、DSP Link 把 VISA create 的命令传到 DSP 侧的 RMS。RMS 通过 DSP 侧 Engine SPI 的codec table 找到要调用的 codec 算法后，就会在 RMS 中创建一个相应的 Instance（即一个DSP/BIOS 系统中的任务）。VISA create 会返回一个 Instance 的 Handle， 以便于给这个Instance 做后续的 VISA control/process/delete 提供信息。 VISA delet

19、e 和 VISA create 原理类似，只是 RMS 删除掉相应的 codec 算法的 Instance 和执行 codec 算法 的任务。2. 简述 DaVinci 的软件开发过程；DaVinci 的软件开发通常需要四个步骤（1）工程师需要基于 DSP 利用 CCS 开发自己的音视频编解码算法，编译生成一个编解码算法的库文件*.lib。如果要通过 Codec Engine 调用这个库文件中的算法函数，那么这些算法实现需要符合 xDM（xDAIS（eXpress DSP Algorithm Interface Standard） for DigitalMedia）标准；Codec Engin

20、e 机制下不符合 xDM 标准的算法实现需要创建算法自己的 Stub和 Skeleton。（2） 生成一个在 DSP 上运行的可执行程序*.x64P（即.out 文件）， 也就是 DSP Server。（3）根据 DSP Server 的名字及其中包含的具体的音视频编解码算法创建 CodecEngine 的配置文件*.cfg。这个文件定义 Engine 的不同配置，包括 Engine 的名字、每个Engine 里包括的 codecs 及每个 codec 运行在 ARM 还是 DSP 侧等。（4）应用工程师收到不同的 codec 包、DSP Server 和 Engine 配置文件*.cfg，把

21、自己的应用程序通过编译、链接，最终生成 ARM 侧可执行文件。3. 图像显示截图。OSD图像叠加实验1了解 davinci 视频处理子系统的 OSD 模块2学习基于 Davinci 平台的 OSD 开发。基于标准视频显示驱动 FBdev 的 OSD 编程。1. 程序运行结果截图；2. 简述 OSD 模块的主要功能及工作方式； OSD 模块的主要功能是混合视频数据与显示数据（图片、字幕等数据） ，然后以 YCbCr 格式传送给视频编码器（VENC）进行编码输出。TMS320DM6446 视频处理子系统（VPSS）的视频处理后端（VPBE）支持背景窗颜色， 两个视频窗口，两个 OSD 窗口，一个指

22、针（cursor）窗口。它们以优先级递增的顺序排列：第二个 OSD 窗口（OSDWIN1）可以配置成属性窗口来控制视频窗口和第一个 OSD 窗口（OSDWIN0）的混合（如透明度） 。OSD 窗口可以配置成接收 RGB565 或者 bitmap 数据。在达芬奇处理器上提供了配置成 RGB565 或者 bitmap 的选项。当 OSD 窗口配置成接 收 bitmap 数据，它就使用 256 条目的颜色查找表（CLUT） 。这意味着最大颜色深度是8bit（4，2，1bit 的也支持） 。当 OSD 窗口配置成接收 RGB565 数据，CLUT 就不需要的了， 因为 RGB 数据在外部存储器中先转换

23、成 YCBCR；RGB565 使用 16bit/pixel，因此能接收 64k 颜色。两个窗口都可以同时配置成接收 bitmap 数据。然而，只有一个 OSD 窗口可以配置成接收 RGB565 数据而不能两个同时都配置成接收 RGB565 数据。因此，如果第二个 OSD 窗口用作属性窗口，第一个 OSD 窗口最好使用 RGB565 模式，主要因为它可以存取 16bits（64k 颜色） 。（概述Linux平台的功能及应用场合，对实验结果及实验中遇到的问题进行较全面的对比分析）Linux平台功能：（1）Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。（

24、2）命令、硬件和软件设备、操作系统、进程等等对于操作系统内核而言，都被视为拥有各自特性或类型的文件。（3）Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680x0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种嵌入式操作系统，可以运行在掌上电脑、机顶盒或游戏机上。Linux应用场合：高端服务器领域可以各种网络服务。例如提供VPN网，或充当路由器或者网关。桌面应用领域、嵌入式应用领域（1）熟悉了linux 开发环境，学会基于 SEED-DTK6446 平台 linux 开发环境的配置和使用；（2）使用 XDC 编译工具：xDC（Express DSPComponent）。和 g

25、make 类似，xDC 根据一套 build 指令 build 生成可执行文件。xDC 同时也会 build 依赖文件，并且可以一次 build 多个目标对象的可执行文件（如下图 hello.x64P是 DSP 的可执行文件，hello.x470MV 是 ARM 的可执行文件）。xDC 的源文件可以是 C 程序、 C+程序、汇编程序和库文件等。三、自主设计实验1、实验目的（问题的提出，可以解决通信系统中的什么问题）边缘检测是图像处理和计算机视觉中的基本问题，边缘检测的目的是标识数字图像中亮度变化明显的点。图像属性中的显著变化通常反映了属性的重要事件和变化。 这些包括（i）深度上的不连续、（ii

26、）表面方向不连续、（iii）物质属性变化和（iv）场景照明变化。 边缘检测是图像处理和计算机视觉中，尤其是特征提取中的一个研究领域。边缘信息是图像的一种紧描述，是图像最基本的特征，所包含的也是图像中用于识别的有用信息。所谓边缘是指其周围像素灰度有阶跃变化或屋顶变化的那些像素的集合，为人们描述或识别目标以及解释图像提供了一个有价值的和重要的特征参数，其算法的优劣直接影响着所研制系统的性能。长期以来，人们已付出许多努力，设法利用边界来寻找区域，进而实现物体的识别和景物分析，由于目标边缘、图像纹理甚至噪声都可能成为有意义的边缘，因此很难找到一种普适性的边缘检测算法，现有诸多边缘检测的方法各有其特点，

27、同时也都存在着各自的局限性和不足之处，因此图像的边缘检测这个领域还有待于进一步的改进和发展。2、实验内容（包括硬件结构图、程序流程图，详细介绍实验使用的关键技术、核心代码及说明）基于css平台下和Linux平台下的图像边缘检测算法开发及图像处理。Linux平台：硬件结构图：视频处理后端（VPBE）中包含了 OSD 模块。该 OSD 模块的主要功能是混合视频数据与显示数据（图片、字幕等数据），然后以 YCbCr 格式传送给视频编码器（VENC）进行编码输出。程序流程图：核心代码与关键技术： ARM 端源代码与视频采集回放实验完全一致。package.xdc该文件中定义了该 codec 包的静态属性， 如 codec 名称和关联包。 如下面代码定义了 该 codec 包 的 名 称 为 codecs.vidsobeledge ， 包 含 了 1 个 简 单 的 算 法 叫VIDSOBELEDGE。package codecs.vidsobeledge module VIDSOBELEDGE;VIDSOBELEDGE.xs该文件内容是模块的实现，文件名称 VIDSOBELEDGE 必须和 package.xdc 文件中定义的模块名称一致。文件中包含了 VIDSOBELEDGE.xdc 中声明的方法的实现