多尺度小波算法的DSP快速实现解读.docx

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多尺度小波算法的DSP快速实现解读

第５期２００９年ｌＯ月

微处理机

ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲＳ

ＮＯ．５

Ｏｃｔ．．２００９

多尺度小波算法的ＤＳＰ快速实现・

陈丽安，陈志英

（厦门理工学院电子与电气工程系，厦ｆ１３６１０２４）

摘要：

研究了基于ＴＩＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘ数字信号处理器（ＤＳＰ—Ｄｉｇｉｔａｌ

Ｓｉｇｎａｌ

Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）的多尺度

三次Ｂ样条小波分解算法快速实现的关键性技术，主要包括乘加指令的灵活应用、指针的调整、辅助寄存器的合理配置、循环寻址的应用等。

所提出的方法应用于配电系统短路故障早期检测中，取得较好的效果。

关键词：

多尺度小波；数字信号处理器；快速实现中图分类号：

ＴＰ３９１；０２４４

文献标识码：

Ａ

文章编号：

１００２—２２７９（２００９）０５—０００９—０４

ＲａｐｉｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ

ＷａｖｅｌｅｔＡｌｇｏｒｉｔｈｍ

ｏｎ

ＤＳＰ

ＣＨＥＮＬｉ—ａｎ。

ＣＨＥＮＺｈｉ—ｙｉｎｇ

（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

ＴｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｔｈｅｒａｐｉｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｃｕｂｉｃＢｓｐｌｉｎｅｗａｖｅｌｅｔｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ

ａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘＤｉｓｔａｌＳｉｇｎａｌ

Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ

ｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭＡＣｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ

ｐｒｏｐｅｒ

ａｄｊｕｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｐｏｉｎｔｅｒｓ，ｔｈｅ

ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅａｕｘｉｌｉａｒｙｒｅｇｉｓｔｅｒｓａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｒａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ

ｍｅｔｈｏｄｈａｖｅ

ｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｉｎ

ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ

ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄ

ｅａｒｌｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｓｈｏｒｔ—ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｉｎｐｏｗｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

Ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅｗａｖｅｌｅｔ；ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌ

Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ）；Ｒａｐｉｄ

ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ

１引言

于：

①因上一尺度小波分解的输出值是下一尺度小

波分解的输入值，故对每一尺度的输入输出均需采

小波变换广泛应用于电力系统谐波分析及配电

系统短路故障早期检测等领域［１。

３】。

在对输入信号进行多尺度小波分解计算时，运算工作量较大。

为

用循环寻址；②对每一尺度的输出结果均需设置两个不同指针，一个指向存放分解信号的内存单元，另一个指向为同一尺度计算提供输入值的内存单元。

由于ＴＭＳ３２０Ｃ５４０２ＤＳＰ内部仅提供八个辅助寄存

确保程序执行的实时性，其核心算法在ＤＳＰ中采用汇编语言编写，这对编程员的要求较高，不仅要求深

入了解ＤＳＰ器件的指令系统，同时要求熟悉ＤＳＰ器件的硬件结构。

ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘＤＳＰ是美国Ⅱ公司推出的新一代高性能定点ＤＳＰ，它以独有的高性能、低功耗及低价位等优势成为流行的ＤＳＰ产品，广泛应用于众多实时处理领域Ｈ。

１。

器ＡＲ０一ＡＲ７，且能够用于循环寻址的辅助寄存器仅为ＡＲ０一ＡＲ５，因此对多个采样数据连续进行小波分解计算时，应采用独特的功能及处理方法，具有

很强的技巧性。

２

多尺度三次Ｂ样条小波分解算法

Ｂ样条小波是对称的半正交小波，它具有显式

对输人信号进行单尺度小波变换计算，编程比较

简单。

但实际应用中常需将输入信号进行多尺度小

波分解，如文【３１通过大量仿真计算，证明了第四尺度

小波变换细节分量在反映故障信息的同时可有效剔除噪音干扰的影响，所以可作为短路故障的判据。

解析式，算法简洁，支撑集短等特点，可以进行快速分解与重构。

文【６１证明了三次Ｂ样条对大多数实

际应用是渐进最优的，其分解的快速递推算法为：

．ｓ２『八ｎ）＝∑ｋ岛一一火，ｌ一∥叫ｋ）

用ＤＳＰ实现多尺度小波分解计算时，其难点在

●基金项目：

厦门市科技局科技计划指导性项目（小波理论在电力系统谐波分析中的应用研究，３５０２２２００６００６）作者简介：

陈丽安（１９６６一）．女。

福建省龙岩市人。

教授，博士，主研方向：

智能电器。

收稿日期：

２００８一０８—０ｒ７

万方数据

・１０・

微处理机

２００９矩

彤０以儿）＝乏ｇ。

Ｓ甜一ｔｆＣ凡一２７一’ｋ）

（１）式（１）中ｓ抓／／，）与ｗｊ（ｒ／．）分别为各尺度下小

波分解的甲滑分量和细节分鼍。

ｈ。

与ｇ。

为与小波

函数对应的带通及低通滤波器系数，具体值为：

１

１

ｈ

ｌ＝ｈ２。

亩，ｈ。

＝ｈ１２寺ｇｏ＝＿２，ｇｌ＝一２

将系数代入式（Ｉ）可得各尺度下三次Ｂ样条小波分解平滑分量及细节分量的表达式。

式（２）给出了第一至第三尺度下平滑分量的迭代公式，式（３）为第四尺度细节分量的迭代公式。

是，八几）＝ｈ一１Ｓ２０以凡＋１）＋ｋｓ２０八，１）＋

ｈｌＳ２０ｆ（，ｌ—１）＋ｈ２Ｓ２０八ｎ一２）

ｓ２２以，１）＝ｈ—ｌＳ２ｌ八ｎ＋２）＋危ｏｓ２ｌ八ｎ）＋

ｈ。

Ｓ２・以ｎ一２）＋＾２ｓ２・八ｎ－４）

（２）

￥２３八几）＝ｈ．１Ｓ２２八凡＋４）＋＾ｏＳ２２以凡）＋

ｈｌＳ２２厂（／／，一４）＋ｈ２￥２２八ｒ／，一８）

职一八ｎ）＝ｇｏ￥２３八凡）＋ｇｌＳ２３八，ｌ一８）＝

一２（ｓ：

，以ｎ）一ｓ：

，八ｒ／，一８）

（３）３．１灵活使用ＤＳＰ的乘加指令

由式（２）、（３），与多数数字信号处理方法类似，对信号进行多尺度三次Ｂ样条小波变换，其快速递推算法主要是进行乘加运算。

ＤＳＰ有乘加指令ＭＡＣ．速度极快，可在一个指令周期内完成一次乘加运算。

根据式（２），可得如下计算式：

ｓ２－以Ｏ）＝ｈ２Ｓ２０厂（一２）＋ｈ１Ｓ２０八一１）＋

＾。

Ｊｓ：

ｏ八０）＋＾．。

Ｓ２０以１）

（４）

由式（４）可见小波分解光滑分量的运算，实为四个带通滤波器系数与四个输人数据分别相乘后再求和。

若用一般的单片机实现，因执行一条乘法指

令便需要若干微秒，因而无法保证实时性。

而ＤＳＰ执行一次乘加运算仅需一个指令周期（对

ＤＳＰ，ｆ＝１００ＭＨｚ，Ｔ＝ＩＯｎｓ），速度极

快，且较易实现。

假设寄存器ＡＲ２为指向系数ｈ。

的指针；寄存

器ＡＲ３为指向输人数据ｓｏ．以ｎ一２Ｊ—ｋ）的指针，若

进行第一尺度小波变换，即当＿『＝ｌ时，待分解的输

入数据便为输入信号值Ｓ：

ｏｆ；寄存器ＡＲ４为指向输出数据Ｓ：

，的指针。

用ＤＳＰ完成（４）式计算有两种方式，其代码分别如下：

代码一：

ＬＤ柏，Ａ；累加器清零

万方数据

ＲＰＴ群３；乘加运算的次数为３＋１＝４ＭＡＣ宰ＡＲ２＋，木ＡＲ３＋，Ａ；进行乘加运算

ＳＴＨＡ，，Ｉｃ

ＡＲ４＋；将计算结果存于ＡＲ４所指向

的存储ｔ誊元

代码二：

ＭＰＹ，ｌ‘ＡＲ３＋。

木ＡＲ２＋，Ａ；第一项乘积结果存人寄存器Ａ

ｌ｛Ｐ１’｛Ｉ｝２；乘加运算的次数为２＋ｌ＝３ＭＡＣ，Ｉ‘ＡＲ３＋，宰ＡＲ２＋，Ａ；进行乘加运算

ＳＴＨ

Ａ，霉ＡＲ４＋；将计算结果存于ＡＲ４所指向

的存储单元

通过对比可发现，代码二比代码一少运行一次赋值运算ＬＤ加，Ａ。

另外代码二在采用循环寻址方式时，指针定位问题也较容易处理。

因此采用代码二实现多项乘加运算。

３．２滤波器系数指针ＡＲ２及输入数据指针ＡＲ３的

调整

仍以第一尺度小波变换光滑分鼍为例。

假设在以上代码二执行前，寄存器ＡＲ２、ＡＲ３及ＡＲ４的指针分别指向如图ｌ实线所示的位置（＠Ｏ）。

代码＝的四条指令执行后，寄存器ＡＲ２、ＡＲ３及ＡＲ４的指针分别指向如图ｌ虚线所示的位置（＠

１），这时第一尺度小波分解的光滑分量值Ｓ：

以０）可以计算出来。

此刻ＡＲ４指向了正确的存储单元（因

为执行完指令ＳＴＨＡ，宰ＡＲ４＋之后，ＡＲ４加ｌ。

即自动指向下一个存储单元）。

但ＡＲ２及ＡＩｔ３指针需分别进行调整。

ＡＲ２应回跳四个存储单元（因为系数ｈ支撑长度为４），而ＡＲ３应回跳三个存储单元，

如图１中点划线所示（＠２），可用如下指令完成（＃一３及＃一４为指针调整值，负值表示回跳）：

ＭＡＲ凇＋ＡＲ２（样一４）ＭＡＲ承＋ＡＲ３（＃一３）

系数

输入数据

输出数据

强翻蹰

图１

寄存器ＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４的指针示意图

同理可求解第一尺度下ｎ＝２．３．４…等各离散

点的小波分解的光滑分量。

第二、第三尺度小波分解光滑分量的计算与ｔ

３几项关键性技术

ＴＭＳ３２０Ｃ５４０２

陈丽安等：

多尺度小波算法的ＤＳＰ快速实现

・１１・

述方法相似，不过在对ＡＲ３指针进行调整时，调整值不是一３而应分别为一５及一１１。

另外，输人数据不再是从连续存储单元中取值，而分别是基二ｊ二二的向下抽样及基于四的向下抽样值。

３．３辅助寄存器的合理分配

为以后说明问题方便，将输入信号值、第一尺度小波分解光滑分鼍、第二尺度小波分解光滑分量、第三尺度小波分解光滑分赞及第四尺度小波分解细节分量分别记为ｘ，ｓｌ，ｓ２，ｓ３及ｄ４。

其中ｘ为输入数据；ｄ４为输出数据；而ｓｌ，ｓ２，ｓ３既可为ｓ２，ｓ３及ｄ４的输入数据，也可为ｘ，ｓｌ，ｓ２，ｓ３的输出数据。

ＴＭＳ３２０Ｃ５４０２

ＤＳＰ内部除了具有两个通用寄

存器Ａ、Ｂ外，还有资源非常宝贵的八个辅助寄存器

ＡＲ０一ＡＲ７，如何合理使用以发挥它们的最大效能，是用汇编语言编程时需霞点考虑的问题。

将辅助寄存器主要做为指针存放带通及高通滤波器系数、各尺度小波分解的输入及输出值。

利用辅助寄存器ＡＲＩ—ＡＲ５（ＡＲ０存放地址递增的步长）还可方便地实现以下将介绍的循环寻址功能。

为计算第四尺度小波分解细节分量ｄ４，必须先求出第一至第三尺度小波分解光滑分量ｓｌ，ｓ２，ｓ３。

输入信号ｘ经带通滤波器得第一尺度小波分解光滑

分量ｓｌ，同理将ｓｌ，ｓ２，ｓ３做为输入，经小波分解可

分别获ｓ２，ｓ３，ｄ４。

对于这样一个级联式运算，各级输入均需辅助寄存器实现循环寻址。

若将四个不同的辅助寄存器做为指针分别分配给这四级输人值，再加卜滤波器系数、小波分解结果、中间结果等所占用的寄存器，八个辅助寄存器将不够分配。

解决的办法是四级输入值（ｘ，ｓｌ，ｓ２，ｓ３）共享一

个辅助寄存器做为指针。

一个尺度计算完毕将指针

法实现这一指针保护功能的。

所采用的方法足开辟

冲区保护起来，需要时再取出。

这样四级输入值

（ｘ，ｓｌ，ｓ２，ｓ３）可共用一个辅助寄存器做为指针，大

大节省了辅助寄存器的开销。

小波变换所需的输入信号不断地由模数转换器万方数据

硬件数据排队与更新方式可按数据窗的大小Ｎ设计一个首尾相连呈封闭结构的“循环存储区”，采样数据按时间顺序存放，只需用一个指针指向当前数据即可，如图２所示。

这种方式编程容易，但硬件结构复杂，并未得到广泛使用。

图２循环存储区示意图

软件数据排队与更新方式中，常用“双倍暂存区扩展法”将排队暂存区的空间扩大为需保存的数据所占空间的两倍（２木Ｎ）。

采样或计算得到的新数据同时放入这两个区段中间隔为Ｎ的对应位置上，当达到

需进行一次是否达到排队区末端的判断与两次最新利用ＤＳＰ所提供的一种特殊的间接寻址方式（循环寻址方式）对数据进行更新与排队。

简单地的最后一个单元时，ＡＲｘ＋ｌ便回指到数据窗的第一实践证明。

ＤＳＰ提供的循环寻址方法可很好地为了正确使用循环寻址功能，应注意如下几点：

排队暂存区的末端时，返回从首端开始。

因此该法只数据组存人内存的传数操作，所需的汁算机机时较

少，当内存容量充裕时是较理想的方法一Ｊ。

说，循环寻址的功能就是每当指针ＡＲｘ指向数据窗个单元。

这一循环寻址方式将ＤＳＰ的线性存储区

保护起来，转人下一个尺度计算；等回过头来再次计算该尺度时，再将地址恢复。

先进后出的堆栈是无模拟成如图２所示的循环存储区。

该循环存储区实

际上是一个滑动的数据窗，窗内包含最新的待处理数据。

当更新的数据来到时，原有的数据便被覆盖

若干个缓冲区，将各级输人值的指针存入不同的缓

掉。

这种循环存储区常用于卷积、ＦＩＲ滤波器等数

字信号处理算法。

解决多尺度小波分解算法中数据更新与排队问题。

并且，由于采用这种循环寻址方式可将有限序列的

３．４循环寻址在数据更新与排队中的应用

采样得到，并送到ＤＳＰ内存所开辟的缓冲区中。

由模数转换器得到的数字信号序列是无限的。

而ＤＳＰ的内存空间是有限的，这就需要对采样的数字信号进行更新与排队。

数据更新与排队的方式主要有硬件与软件两种。

数据自动进行扩展，因此无需采用零插值法或周期

性扩展法将有限序列进行扩展，解决了数据窗边界

问题，相当于开辟了一个无限大的内存空间。

与

“双倍暂存区扩展法”相比，循环寻址方法无需进行是否达到数据窗尾端的判断，编程容易且节省机时。

・１２・

微处理机２００９拄

（１）循环存储区的长度Ｎ必须在第一次使用前（ＡＲ０＝１）。

因此，当操作数只有一个是间接寻址时，定义。

ＤＳＰ中的寄存器ＢＫ专门用于存放循环存储

可用两种循环寻址中的任一个；当两个操作均为间区的长度。

另外，循环存储区起始地址的最低有效

接寻址时，只能用宰ＡＲｘ＋Ｏ％方式进行循环寻址。

位ＬＳＢ至少有ｍ个零（这里２”＞Ｎ）。

例如，当

（３）由于循环寻址的指针总是指向多项式乘积

Ｎ＝３０时，ｍ＝５，循环存储区的首地址应为ｘｘ】【】【殛麟

的第一项，因此只有当该项达到缓冲区的尾部时，指ｘｘｘ０

００００。

为此，在．ｃｍｄ文件中应加入：

针才自动返同至缓冲区的开头处。

因此，当指针‘增ＳＥＣＴＩＯＮＳ

加至接近各缓冲区尾部时，部分数据无法从缓冲区

｛

（数据窗）内读取。

计算ｓ１时，指针指向Ｎ一１单

元，输入数据Ｘ的第一、二项从缓冲区内读取，而第

Ｘ

Ｉｏｃ：

＞ＤＡＲＡＭ

ａｌｉｇｎ（ｋ）ＰＡＧＥ

ｌ

三、四项从缓冲区外部读取，如图３所示。

同理，计算ｓ２，ｓ３，ｄ４时，指针指向Ｎ—ｌ单元，输入数据ｓｌ，｝

ｓ２，ｓ３的第一项从缓冲区内读取，而第二、三、四项从这里ｋ＝２“＞Ｎ。

缓冲区外部读取，使保存于缓冲区尾部的个别计算（２）ＤＳＰ５４０２提供的按地址递增的循环寻址有结果无法保证正确。

解决该问题的方法是。

将缓冲区头部的数据复制一份至与缓冲区尾部相连的外部区域中。

各尺度所需复制的数据个数不同，对输人

数据Ｘ而言，仅需复制２个数据（４—２＝２），即

第一尺度小波分解光滑分量的ＤＳＰ代码有两

Ｘ（Ｎ＋１）＝Ｘ（１），ｘ（Ｎ＋２）＝Ｘ（２）；ｓｌ需复制５个数据（７—２＝５）；ｓ２需复制１１个数据（１３—２＝１１）；ＭＰＹ宰ＡＲ３＋０％，木ＡＲ２＋。

Ａ

ｓ３需复制７个数据（９—２＝７）。

如果内存空间充

ＳＴＨＡ．水ＡＲ４＋％

裕，建议为每个输入数据Ｘ，ｓｌ，ｓ２，ｓ３开辟两倍的存

由于ＡＲ０＝１，程序员往往将第一条指令写为

储区，每采样或计算一个数，分别存人两个单元，这种方法虽然浪费部分内存空间，但不用根据尺度数

ｄｕａｌｍｅｍｏｒｙａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ。

判断复制数据的个数，用一个移动指令即可完成，程

Ａ，木ＡＲ４＋０％相同

序处理简单。

输八数据ｘ

系数ｈ

１

＊ＡＲ３（１）ｌ！

垒垦型１２１）

２・ＡＲ３（２）３・ＡＲ３（３）４

＊ＡＲ３（４）

Ｅ匝ｌ＊ＡＲ２（２）

・ＡＲ２（３）

Ｅ圃区＊Ａ匝Ｒ２（２—画Ｅ匝匹卿０

５・ＡＲ３（５）

６

●ＡＲ４（１）

Ｒ卿已

＊ＡＲ３（６）

一

，

＊ＡＲ４《２）

５ｔ

｝

ｐ

●

Ｈ

・ＡＲ３（Ｎ－４）

Ｎ一３

・ＡＲ３（Ｎ一３）

区卿匹圃Ｎ一２＊ＡＲ３（Ｎ一２）Ｎ＇－Ｉ

＊ＡＲ３（Ｎ－１）

图圈翮Ｉ＊ＡＲ２（１）Ｉ

Ｎ

・ＡＲ３（Ｎ１

．尾楫接赴

缝解

一…●Ｉ一一—一７一

Ｒ面硎二圃——

・ＡＲ２（２）・ＡＲ２（３）

。

臣圃一一卜面ｉ酉。

—葡盯・ＡＲ３（Ｉ）＊ＡＲ３（２）

’““’”’一’’’ＡＲ４‘Ｎ一３）——ｒｉ五丽

＋ＡＲ２（４）

ｌ＊ＡＲ２（３）●ＡＲ４（Ｎ＇

图３环存储区展开图

（４）指令顺序的影响：

ＳＴＨ

Ａ，木ＡＲ４（＃３２）

代码一：

ＳＴＨＡ．木ＡＲ４＋％

ＳＴＨＡ．木ＡＲ４＋％这两组代码的作用均将计算结果Ａ同时存入ＳＴＨ

Ａ，木ＡＲ４（＃３１）

相隔Ｎ＝３２的两个存储单元中。

若不仔细推敲，似代码二：

乎两组代码执行结果一样。

（下转第１５页）

万方数据

两种：

水ＡＲｘ＋％及木ＡＲｘ＋Ｏ％。

前者地址递增的步长为１，而后者指针ＡＲｘ以ＡＲ０为步长增加，即每执行一次，指针ＡＲｘ将指向ＡＲｘ＋ＡＲ０的存储位置。

处用到循环寻址功能，即：

“ＭＰＹ牛ＡＲ３＋％，幸ＡＲ２＋，Ａ”，结果将出现编译错误：

［Ｅ０００４］Ｅｘｐｅｃｔｉｎｇ

而第二条指令与ＳＴＨ

５期李新等：

高精度低温度系数带隙基准电压源的设计

・１５・

在满足高电源抑制比的同时。

也有很好的温度特性。

１．２５０５

之

≥１．２４９５

－２５

５

３５

６５

９５

１２５

温度（℃）

图３电路仿真结果

图５电路版图

４结论

在对传统带隙基准电路分析的基础上，提出了新型的带隙基准电压源电路。

采用上华０．５Ｉ山ＣＭＯＳ工艺模型，进行温度特性和电源特性的仿真。

结果表明该设计在满足低频高电源抑制比的同时，也具有较好的温度特性。

适用ｆＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换器、比较器和电源管理等芯片中，具有广阔的应用前景。

图４

电源抑制比随频率变化关系

带隙基准的版图采用ＣＳＭＣ０．５斗ｍ两层金属两层多晶硅ＣＭＯＳ工艺设计规则布局，为了保证电路的高精度和高可靠性，版图设计尽量采用对称性设计，采用高匹配管减小失配带来的影响。

同时，在大尺寸器件周围添加保护环提高抗闭环能力。

电路版图如图５所示，版图面积为２８０１山ｍ×２９０Ｉ山ｍ。

（上接第１２页）

的确，当指针未达到循环存储区的末端时，上述两组代码执行的结果是完全一样的。

但当指针达到循环存储区的末尾时，执行结果则不同。

当代码一的第

参考文献：

【ｌＪＢｅｈｚａｒｄＲａｚａｖｉ．ＤｅｓｉｇｎｏｆＡｎａｌｏｇＣＭＯＳＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒ－

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Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２００４．［２］Ｐ

ＧＧｒａｙ，ＰＪＨｕｒｓｔ，ＳＨＬｅｗｉｓ，ＲＧＭｅｙｅｒ．Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄ

ＤｅｓｉｇｎｏｆＡｎａｌｏｇＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＩＭｊ．４ｔｈｅｄｉｔｉｏｎ．ＵＳＡ：

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ｏｆＳｏｌｉｄ—ＳｔａｔｅＣｉｒｃｕｉｔｓ，１９８３，ＳＣ一１８，Ｄｅｃｅｍｂｅｒｔ

６３４—６４３．

波分解算法能够在ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘＤＳＰ硬件上准确快速地实现。

仿真及实验结果证实了该方法在配电系统短路故障早期检测应用中的可行性及实时性。

参考文献：

［１】任震，黄群古，黄雯莹，等．基于多频带小波变换的电

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［２］吴军基。

刘皓明，孟绍良，等．小波变换在电力系统谐

波检测中的应用【Ｊ］．电力系统及其自动化学报．

１９９９。

１１（５—６）：

５０—５４．

一条指令执行时，由于指针达到循环存储区的末尾，

因而指针返回至循环存储区首端，接下来执行第二条指令时，无法将结果存放于设计好的扩展存储区的位置上。

采用代码二，即存指针返回至首端之前，先将结果存放于扩展存储区的正确位置上，然后再返回至酋端，达剑了设汁目的。

［３］

陈丽安，张培铭，缪希仁．基于小波变换的低压系统短路故障的早期预测［Ｊ］．电工技术学报，２００３，１８（２）：

９１—９４．

４结束语

采用多种ＤＳＰ软件编程技术，包括乘加指令

ＭＡＣ的灵活使用、滤波器系数指针及输人数据指针的调整、辅助寄存器的合理配置、各尺度输入数据指

［４］ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘＤＳＰＤｅｓｉｇｎＷｏｒｋｓｈｏｐ

［Ｒ］．ＴＩＴｅｃｈｎｉｃａｌＴｒａｉｎｉｎｇ，ＤＳＰ５４一ＮＯＴＥＳ一４．０２，

Ｍａｙ２０００．

［５］Ｔｅｘａｓ

ｅｎｅｅ

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ＴＭＳ３２０Ｃ５４ＸＳｅｔ

ＣＰＵ

ＤＳＰＲｅｆｅｒ－

ａｎｄＰｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ［Ｒ］．ＬｉｔｅｒａｔｕｒｅＮｕｍｂｅｒ

ＳＰＲＵ１３１Ｆ．Ａｐｒｉｌ。

１９９９．

针的正确设置、循环寻址在数据更新与排队中的应

用等关键技术，巧妙地解决了多尺度小波分解算法在

［６］［７］

王玉平，龙公，蔡元龙．多尺度Ｂ样条小波边缘检测算子［Ｊ］．中国科学（Ａ辑），１９９５，２５（４）：

４２６—４３７．陈德树．计算机继电保护原理与技术［Ｍ］．北京：

水力

电力出版社，１９９２．

ＤＳＰ上实时实现的疑难问题，使多尺度三次Ｂ样条小

万方数据

多尺度小波算法的DSP快速实现

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷（期）：

被引用次数：

陈丽安，陈志英，CHENLi-an，CHENZhi-ying厦门理工学院电子与电气工程系,厦门,361024微处理机MICROPROCESSORS2009，30（5）0次

参考文献（7条）

1.任震.黄群古.黄雯莹基于多频带小波变换的电力系统谐波分析新方法2000（12）

2.吴军基.刘皓明.孟绍良小波变换在电力系统谐波检测中的应用1999（5-6）

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7.陈德树计算机继电保护原理与技术1992

相似文献（1条）

1.学位论文傅一平基于Gabor与小波的边缘检测理论、快速算法与实时应用研究2004

边缘检测是所有基于边界的图像分割方法的第一步.边缘往往携带着一幅图像的大部分信息,而边缘存在于图像的不规则结构和不平稳现象中,也即存在于信号的奇异点或突变处,这些点给出了图像轮廓的位置,这些轮廓则常常是在图像处理时所需要的非常重要的一些特征条件,这就需要对一幅图像检测和提取出它的边缘.传统的边缘检测方法,如微分算子法和边缘拟合算子法很难在精度与抗噪上达到一个折中,因此,边缘检测的效果并不理想,针对这个问题,该文研究用满足不确定准则下界的Gabor方法来检测边缘.虽然有人已经对这种方法有过阐述,但其只对一维阶跃边缘作了分析,该文在此基础上,提出了二维阶跃边缘的最佳Gabor滤波器设计方法,同时,提出了斜坡边缘模型,给出了一维斜坡边缘的最佳Gabor滤波器设计方法.传统的检测方法对清晰图像的边缘检测效果很好,但对噪声相对敏感,尽管Mal