调用DSP库函数实现FFT的运算.doc

《调用DSP库函数实现FFT的运算.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、通信与信息工程学院2013/2014学年第二学期软件设计实验报告模块名称调用DSP库函数实现FFT的运算专业通信工程学生班级B110107学生学号学生姓名指导教师王奇设计题目调用DSP库函数实现FFT运算任务要求利用CCS库函数CFFT对sin(40*PI*t)进行64点的FFT运算，要求回显结果图形并对其进行分析。实验设备及软件硬件：计算机软件：WINDOWS操作系统、CCS软件和MATLAB(含SIMULINK工具包)软件。同组人员学号及顾源源B110108参考文献[1]ICETEK–VC5509-A-USB-EDU教学实验系统软件实验指导（电子版）[2]CodeCom

2、poserStudioProjectManagementandEditingTools（电子版）[3]TMS320C55xAssemblyLanguageToolsUser’sGuide（电子版）[4]TMS320C55xOptimizingC/C++CompilerUser’sGuide（电子版）[5]彭启琮等．TMS320VC55x系列DSP的CPU与外设．北京：清华大学，2005[6]勇、欧光军．DSP集成开发环境CCS开发指南．北京：北京航空航天大学，2004[7]TMS320C55xDSPProgrammer’sGuide（电子版）[8]TMS320C55xDSP

3、AlgebraicInstructionSetReferenceGuide（电子版）报告容一、实验目的（1）了解FFT的原理；（2）了解在DSP中FFT的设计及编程方法；（3）了解在DSP中CFFT的设计及编程方法；（4）熟悉对FFT的调试方法；（5）了解用窗函数法设计FFT快速傅里叶的原理和方法；（6）熟悉FFT快速傅里叶特性；（7）了解各种窗函数对快速傅里叶特性的影响。二、实验原理如果利用上式直接计算DFT,对于每一个固定的m,需要计算N次复数乘法，N-1次加法,对于N个不同的m,共需计算N的2次方复数乘法,N*(N-1)次复数加法.显然,随着N的增加,运算量将急剧增加

4、,快速傅里叶算法有效提高计算速度,利用FFT算法只需(N/2)logN次运算。FFT并不是一种新的变换，它是离散傅立叶变换（DFT）的一种快速算法。由于我们在计算DFT时一次复数乘法需用四次实数乘法和二次实数加法；一次复数加法则需二次实数加法。每运算一个X（k）需要4N次复数乘法及2N+2（N-1）=2（2N-1）次实数加法。所以整个DFT运算总共需要4N^2次实数乘法和N*2(2N-1)=2N(2N-1)次实数加法。如此一来，计算时乘法次数和加法次数都是和N^2成正比的，当N很大时，运算量是可观的，因而需要改进对DFT的算法减少运算速度。根据傅立叶变换的对称性和周期性，我

5、们可以将DFT运算中有些项合并。我们先设序列长度为N=2^L，L为整数。将N=2^L的序列x(n)(n=0,1,……，N-1)，按N的奇偶分成两组，也就是说我们将一个N点的DFT分解成两个N/2点的DFT，一般来说，输入被假定为连续的。当输入为纯粹的实数的时候，我们就可以利用左右对称的特性更好的计算DFT。我们称这样的RFFT优化算法是包装算法：首先2N点实数的连续输入称为“进包”。其次N点的FFT被连续运行。最后作为结果产生的N点的合成输出是“打开”成为最初的与DFT相符合的2N点输入。使用这战略，我们可以划分FFT的大小，它有一半花费在包装输入O（N）的操作和打开输出上

6、。这样的RFFT算法和一般的FFT算法同样迅速，计算速度几乎都达到了两次DFT的连续输入。TMS320c5402有专门的FFT指令，使得FFT算法在DSP芯片上实现的速度更快，更简单。查库函数，使用rfft或cfft可快速实现FFT运算。rfft函数原型为voidrfft(DATAx,nx,shortscale)其中DATAx为数据存放数组，nx为数组长度，运算完毕后DATAx中原先数据被冲掉，存进运算完FFT的数据。cfft与rfft不同之处在于cfft可对复数进行FFT运算。rifft和cifft分别为rfft和cfft进行逆运算。在这个实验中我们需要调用cfft库函数

7、对其进行FFT运算。三、CCS实现1、各个函数的说明（1）voidcbrev（DATA*x,DATA*r,unshortn）功能：为了FFT/IFFT得到一个正确顺序的变换结果，对他们的输入数据进行倒序。入口参数：x[2*n]x是一个2*n项的一维数组，数组中数据定义为短整型（16位有符号整型）。数组x是作为输入数据，函数对他的数据进行倒序。r[2*n]r是一个2*n项的一维数组，数组中数据定义为短整型（16位有符号整形）。数组r是作为输出数据，函数对x倒序后的结果存到r中。n定义为数组中复数的个数（两个实数表示一