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SPOC学校专有课程
第1次开课
开课时间: 2024年02月26日 ~ 2024年07月31日
学时安排: 2-3小时每周
当前开课已结束 已有 134 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=DSP技术是一门实践性非常强的平台课。本课程以TI的C674x定浮点DSP作为学习对象,介绍DSP技术开发入门、开发储备和开发实践。本课程弱化硬件学习,加强软件开发中算法仿真、算法优化以及实践开发等环节,这与DSP技术的实际开发过程完全吻合。逐步引导学生从概念到应用、由模块到系统地构建DSP系统。
DSP技术是一门实践性非常强的平台课。本课程以TI的C674x定浮点DSP作为学习对象,介绍DSP技术开发入门、开发储备和开发实践。本课程弱化硬件学习,加强软件开发中算法仿真、算法优化以及实践开发等环节,这与DSP技术的实际开发过程完全吻合。逐步引导学生从概念到应用、由模块到系统地构建DSP系统。
—— 课程团队
课程概述

本课程是信息及电类专业的专业平台课。该课程讲述TI的C674x-DSP的硬件结构、DSP技术开发工具、集成开发环境CCS、软件仿真开发、DSP算法优化技术、StarterWare应用开发、SYS/BIOS系统软件开发、C674X-DSP应用设计实践等内容。通过本课程教学,让学生了解TI DSP芯片的基本原理和常用DSP芯片的应用;熟悉DSP芯片开发工具及使用,包括CCS集成开发环境和使用开发工具进行设计和应用。为后续课程或技术研发奠定平台基础。弱化硬件,强化软件,提供所学工程案例源代码,是本课程的特色与亮点。

授课目标

     通过本课程的学习,使学生具备下列能力:

     1. 认识、理解DSP适于实时数字信号处理的特点和优势,DSP开发工具及使用区别,C674x-DSP硬件结构,CCS软件开发及调试基本流程和方法。

     2. 调试、分析DSP项目工程,创建和调试CCS应用系统,掌握工程的文件构成及其作用,分析各种不同的优化技术方法和实践过程,使用软仿和硬仿调试DSP系统。

     3. 应用、设计DSP在控制、通信和信号等领域的嵌入式系统开发,实现DSP外设数据采集、数据通信、功能控制,具备DSP算法的不同技术优化方法,培养复杂工程设计、分析和应用能力。

成绩 要求

考试成绩100%。

课程大纲
DSP技术概述
课时目标:可编程器件特点,DSP芯片与数字信号处理的关系,DSP的应用领域,DSP与其他可编程器件的优势,DSP结构特点等。
1.1 DSP芯片及应用
1.2 DSP技术优势
1.3 DSP结构特点
C674x-DSP硬件结构
课时目标:C674x DSP芯片的特点,以及C674x DSP的结构模块、CPU内核特征等。
2.1 C674x DSP芯片
2.2 DSP功能模块
2.3 C674x CPU内核
DSP技术开发工具
课时目标:DSP的硬件开发工具、软件开发工具和应用系统开发过程。
3.1 硬件开发工具
3.2 软件开发工具
3.3 应用系统开发过程
CCS集成开发环境
课时目标:CCS软件的安装以及主要功能。CCS工程的创建、工程调试等。
4.1 软件安装及简介
4.2 创建简单CCS工程
4.3 调试CCS工程
DSP软件仿真开发
课时目标:CCS的软件仿真、BMP文件格式、图像反色算法,以及CCS的库工程和应用工程的创建及联调。
5.1 软件仿真简介
5.2 开发准备
5.3 图像反色处理
5.4 两类工程应用
DSP算法C语言优化
课时目标:DSP算法的C语言优化,包括优化流程、优化策略,C语言常用的优化技术,C语言中关键字的使用和CACHE的优化。
6.1 DSP优化流程与策略
6.2 C语言常用优化技术
6.3 关键字及系统Cache优化
DSP算法内联指令优化
课时目标:C语言优化中的内联指令优化技术,包括一般的Intrinsic指令编程原理,图像反色算法的DSP内联指令优化。
7.1 Intrinsic指令编程
7.2 Intrinsic优化图像反色
DSP算法优化技术
课时目标:DSP的线性汇编优化技术,包括线性汇编语法及编程思路。图像反色算法的线性汇编优化技术,使用算法SDK实现DSP快速优化。
8.1 线性汇编优化
8.2 图像反色线性汇编优化
8.3 使用算法SDK快速优化
StarterWare裸程序应用开发
课时目标:StaterWare作为系统SDK,实现DSP裸应用程序的开发,即简单程序的开发,实现数据的采集、输出等。
9.1 什么是StarterWare
9.2 StarterWare应用开发
SYS/BIOS操作系统应用开发-1
课时目标:SYS/BIOS实现DSP的复杂应用程序的开发。SYS/BIOS工程实例的创建、配置。
10.1 什么是SYS/BIOS
10.2 SYS/BIOS工程实例
10.3 SYS/BIOS工程配置
SYS/BIOS操作系统应用开发-2
课时目标:SYS/BIOS的线程编程,包括调度和同步。内存管理与硬件抽象。NDK网络应用程序的开发。
11.1 线程调度与同步
11.2 内存管理与硬件抽象
11.3 NDK网络应用开发
DSP应用系统开发实践
课时目标:远程视频图像监视系统设计。DSP端采集视频、编码、网络传输,PC端网络接收、解码和显示图像。
12.1 项目开发概述
12.2 图像通信DSP端开发
12.3 图像通信PC端开发
12.4 远程视频监视调试
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预备知识

1、C语言程序设计,特别是:指针、结构体、动态内存、函数 、文件等的编程。

2、计算机原理或单片机知识,如寄存器、存储器、CPU、指令与操作数、汇编等概念。

参考资料

1、参考教材

  路锦正  等,《C674x-DSP嵌入式开发与实践》,科学出版社,2019年1月

2、网络资源

     CCS软件及教材配套源代码下载地址:

     链接:https://pan.baidu.com/s/1pBCKl627oyaR28Ju2ZP8VA

     提取码:ytms

3、TI官网

   https://www.ti.com/

  https://www.ti.com.cn/

常见问题

Q :  DSP的全称是什么?

A :  Digital Signal Processor,数字信号处理器


Q: DSP技术开发通常用到C语言的哪些知识点?

A: 主要用到指针、结构体、动态内存、文件等。

 

Q: C语言对DSP技术开发的重要性如何?

A: DSP开发主要采用C语言,少量的汇编语言(线性汇编)。一个典型的DSP程序通常约95%C语言,5%的线性汇编。或者全部采用C语言,在核心函数使用Intrinsic指令(类似函数)实现数据快速处理。

 

Q: DSPARMFPGAGPU的关系如何?

A: 这些都是可编程器件。ARM适于人机交互、多任务管理,FPGA适于时序转换、高速数据采集等,GPU适合密集型数据处理,DSP适于数字信号处理。

 

Q: DSP与图像处理有什么关系?

A: DSP特别适于图像处理、视频处理等,算法完全自己定制、能够深度优化。

 

Q: DSP技术开发的工具有哪些?

A: 开发工具包括硬件工具和软件工具。硬件包括仿真器和评估板(EVM),软件包括CCSSDK

 

Q: DSP技术开发的重点和难点有哪些?

A: DSP开发包括硬件开发和软件开发,软件开发占总开发周期的约80%,因此软件开发是重点。硬件通常借鉴EVM做裁剪;软件包括系统软件和算法软件。算法优化是难点。

 

Q: DSP技术开发必须使用硬件仿真器或EVM吗?

A: 不是的,如果只是验证数据处理、算法优化,可只采用CCS的软件仿真功能。

 

Q: CCS有几种工作模式?

A: 两种工作模式:软件仿真(Simulator)和硬件仿真(Emulator)

 

Q: CCS软件版本越高越好吗?

A: CCS6及以后的版本不再支持软件仿真功能,这对于没有仿真器或EVM的用户来说,无法进行算法的软件仿真。实际上,CCS5.5功能就可满足绝大部分需求。当然如果安装了高版本,可以从5.5中拷贝软仿文件使高版本CCS支持软仿。

 

Q: CCS软件免费吗?

A: 是的,可以从TI官网免费下载、安装。建议使用CCS5.5

 

Q: DSP与单片机(MCU)有何区别?

A: DSP可以看做是高级单片机,都采用C语言编程。DSP适于做信号处理、控制、通信,单片机适于做控制。

 

Q: 衡量DSP的性能或处理,是不是只看主频即可。

A: 不是的,衡量DSPCPU处理能力要看MIPSMillion Instructions per Second),不能纯粹的看CPU主频。因为DSP的单指令周期可以运行多条指令,如ADIDSP可并行2条,TIC55x可并行2条,而TIC6000系列最高可并行8条指令。如C6748 DSP的主频为456Mhz,则其处理能力为3648 MIPS

 

Q: TIDSP主要有哪些系列?

A: C2000主要用于控制,C5000主要用于便携式、低功耗处理,C6000主要用于高性能、复杂运算。C2000代表型号C2812C5000代表型号C5509C6000又分为C64/C67/C66

 

Q: TIC6000系列DSP具体有哪些型号?

A: C6000最早的是C62x(纯定点);后来有了C64x(纯定点)、C67x(纯浮点);升级后,C64x+C67x+处理能力增强;C674x为定浮点DSP,性能更强;C66x为多核DSP,性能最强,如8核的C6678为业界性能最强DSP

 

Q: TIC6748 DSP是多少位的处理器?

A: 32位,即数据的基本宽度是32位。当然也可以访问8164064的数据。

 

Q: SYS/BIOS的全称是什么?

A: System, Basic input and output system。是TI提供的可运行在ARMDSP上的嵌入式操作系统。

 

Q: 裸程序和任务程序是什么概念?

A: 裸程序就是采用C语言编程时,有main函数,有中断服务程序,CPUmain中死循环(whilefor),main函数生命周期长(除非复位或掉电)。任务程序就是基于操作系统开发的程序,用户编写线程或任务,操作系统调度这些线程或任务,此时的main函数只是做一些初始化工作,执行完后main生命周期结束。

 

Q: DSP开发图像处理有可借鉴的SDK吗?

A: 有的,如IMGLIB(图像处理库,开源),VLIB(视觉库,可免费使用目标代码)。

 

Q: DSP技术开发的系统SDK有哪些?

A: 网络开发包NDKNSP,初始化固件包StarterWare,芯片支持库CSL,轻型网络开发包LWIP

 

Q: C6000系列DSP为什么可以并行8条指令?

A: 因为C6000系列的CPU有两组功能相同的功能单元,每边有四个,即:L1/L2, S1/S2, M1/M2, D1/D2,共八个,每个功能单元执行一条指令。

 

Q: C6000系列的DSP有多少个通用寄存器?

A: 分两组,AB,每边32个,共64个:A0~A31, B0~B31

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西南科技大学
1 位授课老师
路锦正

路锦正

副教授

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