郭万有DSP实验1.docx

实验一 VISUALDSP+的使用入门实验目的：本次实验主要目的是熟悉VISUALDSP+的开发环境。针对ADSPTS201，利用几个用C、C+和汇编语言写成的简单例子来描述VISUAL DSP+编程环境和调试器（debugger）的主要特征和功能。对于运行在其它类型TS20x处理器的程序只需对其链接描述文件（LDF）做一些修改，就可用于其它芯片或者ADSPTS201的硬件仿真。在软件的安装目录TSldf下有每种处理器类型的链接描述文件，可供参考。实验任务：u 实验1：熟悉使用Visual DSP+ 5.0开发环境，建立一个新工程，并新建一个C语言程序源代码文件，编译纠错，最后学习使用调试器，并评估代码的性能；u 实验2：调入指定的工程文件，并添加汇编语言程序源代码文件，编译纠错，进行调试，并评估代码的性能，最后与上一实验C语言程序的代码性能进行对比；u 实验3：利用调试器的绘图功能来图形显示一个FIR算法中的有关数据的波形；u 实验4：利用调试器的性能统计功能来检查练习3中FIR算法的效率。观察所收集到的性能统计数据就确定算法中最耗时的程序段。实验内容：l 实验1: C语言代码的性能评估实验l 实验步骤:1)打开VisualDSP+，并新建一个工程文件，命名为”test1_1”，保存路径选择”D:DSP”；2)新建C语言源程序文件,命名为” dotprod.c”;3)若工程中源程序文件夹（Sourse Files）中默认新建了.c文件，请先删除,然后再将新建的dotprod.c语言源程序文件添加到新建的工程文件中；4)编译C语言源程序文件，分析输出窗口的错误并纠正,直至文件编译通过，输出窗口显示“Build completed successfully”;5)新建一个调试会话（Session），按照下表进行调试会话的属性设置；域选择值Debug TargetADSP-TS20x Family SimulatorPlatformADSP-TS201 Rev.0.0 Single Processor SimulatorSession NameADSP-TS201 ADSP-TS201 Rev.0.0 Single Processor SimulatorProcessorADSP-TS201或域选择值ProcessorTigerSHARC-ADSP-TS201Connection TypeEZ-KIT Lite(评估板调试)，Emulator(仿真器仿真)，Simulator(软件仿真)PlatformADSP-TS201 Rev. 1.x/2.x Single Processor Simulator Session Name选择Platform后默认即可（也可修改）6)编译整个工程，（首次编译需要先选择调试会话（Session）对象，选择新建Session对象即可），输出窗口无错误信息提示则整个工程编译连接通过；7)在整个工程编译完成后，环境已经自动进入调试状态，选择运行(Run)工程, 程序将被执行，其输出结果在 Output window中显示。用VisualDSP+调试时，调试器会自动调入工程的dxe可执行文件,并打开相应的窗口（调试器的输出窗口、反汇编窗口和源代码窗口等），源代码窗口中，箭头所指为当前执行指令，红圆圈代表设定的断点位置。当调试器加载C程序时，会自动设置两个断点，分别在代码执行的开头和结尾。8)新建代码性能分析器（Linear Profiling）工具, 程序评估函数 a_doc_b, a_doc_c, a_doc_d 的性能。（注意在Linear Profiling窗口点击右键选择Properties然后在filter选项卡中设置要分析的程序段的起始地址或函数，在Linear Profiling窗口点击右键选择View Execution切换性能分析结果的显示方式（百分比或计数器）9)将Project Options中的编译器设置将代码优化功能选中(ProjectCompileGeneral选中Enable optimization)，重新编译和链接程序后，对上面的三个子函数的运行性能重新进行评估，对比优化前和优化后的区别，考虑其原因。（提示：显示结果要采用计数器的显示方式才能区分两者的差别）l 实验结果:(1).优化前三个子函数的性能分析结果:(2).优化后三个子函数的性能分析结果:l 实验结果分析:从实验结果可以看出，在执行了代码优化后，三个子函数的性能都得到了较高的提升。函数a_dot_a的执行步数由644降到了108，函数a_dot_c的执行步数由630降到了84，函数a_dot_d的执行步数由383降到了75。l 实验2: C语言与汇编语言混合编程代码的性能评估实验l 实验步骤:1)打开VisualDSP+，导入工程”test1_2”,工程路径为”D:DSPtest1_2”文件夹,并添加该文件夹下的dotprod.c和main.c文件；2)查看源程序代码并与实验1中的代码进行对比观察两者的不同之处，最后对文件进行编译纠错;3)编译整个工程，（首次编译需要先选择调试会话（Session）对象，选择已建立的Session对象或新建一个Session对象），输出窗口无错误信息提示则整个工程编译连接通过；4)新建代码性能分析器（Linear Profiling）工具, 要评估函数的函数为 a_doc_c 。5)运行(Run)工程, 程序将被执行，其输出结果在 Output window中显示，记录实验结果和代码性能分析结果。6)添加”D:/DSP/ test1_2”文件夹下的dotprod.asm文件,并将main.c中代码作如下修改：extern int a_dot_c( int *, int * );修改为extern int a_dot_c_asm( int *, int * );result1 = a_dot_c( a, c );修改为result1 = a_dot_c_asm( a, c );此处代码修改是将主函数调用的a_dot_c函数，由采用 C语言编写的函数修改为采用汇编语言书写的程序。7)重新编译工程，出现错误，创建链接描述文件（ToolExpert LinkerCreat LDF）,并打开,为my_asm_section下的dotprod.doj分配存储空间至M0Code。8）修改代码性能分析器中要分析asm代码的起始地址(在Profile设置窗口中要选择Memory ranges，设置代码的起始地址分别为_a_dot_c_asm, _a_dot_c_asm.end)，运行（RUN），记录程序执行结果和性能分析结果，并与第5）步中的结果进行对比。l 实验结果:(1) C语言编写的函数a_doc_c优化前的性能分析结果：(2) C语言编写的函数a_doc_c优化后的性能分析结果:(3)代码修改为汇编语言编写的函数a_dot_c_asm运行后的结果：(4)代码修改为汇编语言编写的函数a_dot_c_asm后优化前的性能分析结果： (5)代码修改为汇编语言编写的函数a_dot_c_asm优化后的性能分析结果：l 实验结果分析:从实验结果可以看出，将C语言编写的代码改为使用汇编语言编写的代码后，性能得以提升，但对汇编语言的优化效果不是很理想。由实验结果(1)(2)可以分析出，C语言编写的函数a_dot_c在进行了优化后,性能得以大幅度提升；由实验结果(1)(4)可以分析出，将C语言编写的代码改为用汇编语言编写的代码后，性能也有了较大的提升；由实验(4)(5)可以分析出，用汇编语言编写的代码在优化前后性能提升不是很大。l 实验3: 数据绘图(Plotting)实验l 实验步骤:1)将已编译好的工程的可执行文件调入Debugger环境，目录为将D: DSPtest1_3Debugtest1_3.dxe 。（选择菜单 FileLoad Program）2)在弹出的汇编语言源代码查看inputs和output两个全局数组。3)新建绘图窗口（选择菜单 ViewDebug WindowsPlotNew项）在Plot设置窗口中type设定为Line Plot Title命名为”FIR”；添加两个Data Setting，参数按以下表格进行设定。Data SetsNameMemoryAddressCount StrideDatainputsinputsTigerSharcMemoryInputs2561float outputoutputTigerSharcMemoryoutput2561float4)将 Plot窗口调整合适的大小，运行(Run), 观察Plot窗口中图像的变化。将图像记录下来。并确定count=150时in变量和out变量的值并记录下来。5) 绘制幅度谱线图：在plot窗口点击右键，选择“modify setting”,在“plot setting”窗口选择“data processing”,在“data sets”窗口选择“inputs”,在“data process”窗口选择“FFT Magnitude”,然后点“OK”，观察图像，重复以上操作，把数据“output”也改为“FFT Magnitude”，观察图像，把数据“output”也改为“FFT Magnitude”，就得到了最终的滤波谱图，将图像记录下来。并请实验老师查看实验结果。l 实验结果:(1) 输入Inputs和Output数组后生成的图像结果：(2) FIR滤波器的幅度谱线图 实验结果分析:从实验结果可以看出，通过VISUALDSP+的绘图功能，可以对系统从时域和频域的进行分析。l 实验4: 代码性能统计实验l 实验步骤:1)导入工程文件，目录为将D:DSPtest1_4test1_4.dpj。（选择菜单 FileOpenProject）2)编译工程；3）新建代码性能分析器（Linear Profiling）工具，弹出代码性能统计窗口；窗口中： Histogram：用图形的方式来显示该执行单元所用时间百分比。 ：用数字显示该执行单元所占用的时