dsp实验手册 实验一 ccs使用及dsp的运算

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1、实验一CCS使用及DSP基本数学运算一、实验目的：1、熟悉CCS集成开发环境，掌握工程的生成方法；2、熟悉SEED-DTK5416实验环境；3、掌握CCS集成开发环境的调试方法；4、了解数在计算过程中的定标，掌握数的定点、浮点表示方法，定点、浮点基本运算以及定点、浮点间的相互转换。二、实验内容：1、DSP源文件的建立；2、DSP程序工程文件的建立；3、编译与链接的设置，生成可执行的DSP文件；4、进行DSP程序的调试与改错；5、学习使用CCS集成开发工具的调试工具；6、观察实验结果；三、实验知识背景：在DSP编程过程中，数以二进制、十进

2、制、与十六制表示均可。在定点DSP的运算过程中，数一般采用二进制与二进制补码的形式进行运算的。其中二进制数只能代表正数不能代表负的数，而二进制补码记数系统弥补了这一缺点。它的构成如下；在二进制的基础上，加一符号位。符号位位于二进制数的最高位当为正数时，符号位为0，为负数时，符号位为1当采用二进制补码进行数的运算时，具有如下的两个优点：可以将加法与减法统一成加法运算符号位可以进行扩展，而其数值不变，这可以使一个比较小的数存放到比较大的寄存器当中例：（11110）2=1×（-16）+1×8+……+1×2+0×1=-2当将其符号位扩展三位，放

3、入一8位的寄存器中（11111110）2=1×（-128）+1×64+……+1×2+0×1=-2这将为运算提供极大的方便，因而在定点的DSP中，大多数情况采用二进制补码形式。C5000系列的DSP硬件只支持定点运算，浮点运算要通过软件来实现。其运算字长为16位，也就是说，DSP所能表示的整数的范围也就决定了，其范围为－32768到32767。而在很多情况下，数学运算过程中不一定是整数，而且动态范围也不是固定不变的。如何解决这个问题？对于只支持定点运算的CPU来说，在硬件上并没有提供小数点定位的机制。只有靠软件中人为地假设将小数点放在16

4、位数据中的不同位置，就可以表示不同大小与不同精度的数据了，这就是数的定标。数的定标有Q与S两种表示方法。在Q表示法中，Q代表（QuantityofFractionalBits）数中尾数部分的位数，即小数点右边的位数。而S表示法中，S代表数中整数部分的位数，即小数点左边的位数。实用中一般用Q表示法，例：Q0表示小数点在第0位的右边，即为整数。Q15表数小数点在第15位的右边，即为小于1的小数（以二进制补码表示，第15位为符号位）。下表给出了16位数的16种不同的Q表示法。并列出了它们所能表示的十进制数的范围。Q表示法S表示法十进制数表示的

5、范围Q15S0.15-1≤x≤0.9999695Q14S1.14-2≤x≤1.9999390Q13S2.13-4≤x≤3.9998779Q12S3.12-8≤x≤7.9997559Q11S4.11-16≤x≤15.9995117Q10S5.10-32≤x≤31.9990234Q9S6.9-64≤x≤63.9980469Q8S7.8-128≤x≤127.9960938Q7S8.7-256≤x≤255.9921875Q6S9.6-512≤x≤511.9804375Q5S10.5-1024≤x≤1023.96875Q4S11.4-2048≤x

6、≤2047.9375Q3S12.3-4096≤x≤4095.875Q2S13.2-8192≤x≤8191.75Q1S14.1-16384≤x≤16383.5Q0S15.0-32768≤x≤32767对于加法和减法运算来说，其运算结果并不会改变小数点的位置，也就是说，2个Q15的数相加或相减，其结果还是1个Q15的数。而对于乘法运算则不然，2个Q15的数相乘，其结果将是1个Q30的数，符号位由1位扩展为2位。如果保留高16位，舍弃低16位，则将得到1个带有2个符号位的Q14的数。此时，要想将乘法结果与另1个Q15的数相加或相减，则需要对由

7、乘法运算得到的带有2个符号位的Q14的数去掉一个符号位，规一化为Q15的数，即要左移1位。对于C5000系列，在数值运算中一般采用Q15数制。这是由于C5000在进行乘法运算时，其乘法运算单元具有自动左移一位的功能。这样可以将两个Q15相乘后得到一Q30的数据中的两个符号位去除一个，保证其结果的正确性。下面举例进行说明：十进制乘法0.5×0.5=0.25当二进制数相乘时0.100000000000000；Q15×0.100000000000000；Q1500.0100000000000000000000000000=0.25；Q30↑符

8、号位两个Q15的定点数相乘后得到一个带2个符号位的Q30的数，在结果保存时一般只保存与输入数据相同的精度的结果即可，也就是只保存高16位即可，但DSP乘法运算结果的高16位中包含了2个符号位，也即高16位是