DSP课程设计

罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第1页共26页目录1引言........................................................................................................31.1课程设计的目的...............................................................................31.2课程设计的要求...............................................................................32基本原理.................................................................................................32.1DSP系统简介...................................................................................32.2设计平台CCS简介.........................................................................52.3TI5416实验板及硬件配置............................................................103实现过程..............................................................................................163.1程序流程图.....................................................................................163.2算法的实现.....................................................................................173.3软件仿真、调试及结果.................................................................194出现的问题及解决方法......................................................................235结束语...................................................................................................246参考文献...............................................................................................24附录...........................................................................................................25罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第2页共26页基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现学生姓名：罗赢指导老师：高明摘要本课程设计主要是在TMS320VC5416DSP芯片上完成编程，软件编程主要采用模块化的设计思想，把程序细化成易于实现的小模块，编程的语言主要C语言编写程序。在CCS仿真平台上通过汉字叠加算法最终成功实现YUV彩色图像处理。通过最后的仿真结果可知，TMS320VC5416芯片已完成了YUV彩色图像处理并可用于解决一些实际性的问题。关键词汉字叠加算法；CCS3.3；TIVC5416；YUV彩色图像处理AbstractThiscourseisdesignedprimarilytocompletetheTMS320VC5416DSPchipprogramming,softwareprogrammingandprimarilyusesamodulardesign,easytoimplementtheprogramrefinedintoasmallmodule,themainprogramminglanguageCprogramminglanguage.SimulationplatformintheCCSbyChinesecharacterssuperimposedonthealgorithmtoachievetheultimatesuccessofYUVcolorimageprocessing.Finally,thesimulationresultswecanseethrough,TMS320VC5416chipcolorimageprocessinghasbeencompletedandcanbeusedtosolvesomepracticalproblems.KeywordsCharacteroverlayalgorithm;CCS3.3;TIVC5416;YUVcolorimageprocessing罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第3页共26页1引言数字信号处理就是利用专用或通用的数字信号处理器(DSP-DigitalSignalProcessor)以数字运算的方式对信号进行分析、提取、变换等处理。当今,数字信号处理已经发展成为一个新的技术领域和独立的学科体系。现代通信的特点是信号数字化,因此,DSP在推动当代信息处理数字化方面正发挥着越来越大的作用,并且随着通信技术的发展,DSP将发挥更大的作用。1.1课程设计的目的科技的进步带动了DSP技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，DSP技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计，其目的在于：（1）熟悉掌握DSP及DSP硬件器（TIVC5416DSP芯片）的结构、各部件基本工作原理。（2）熟悉CCS集成开发环境，并能较熟练的对CCS的开发系统进行使用。（3）熟悉使用C语言编程DSP源程序。（4）掌握工程设计的流程及方法，学习DSP程序的调试及编写，及运用观察变量的方法查看程序的运行情况。（5）了解和熟悉YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现的基本原理和实验过程1.2课程设计的要求（1）综合运用DSP基本技术和信号系统设计方法设计本系统。（2）学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。（3）通过课程设计培养严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作精神。（4）对算法的原理进行详细的描述。给出算法的流程图及核心代码。（5）软仿真、调试及结果。在CCS3.3开发环境下进行软仿真，调试，给出截图并简单叙述过程。2基本原理2.1DSP系统简介罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第4页共26页一个完整的数字信号处理系统它有三部分（1）数据加工。（2）数据传输。（3）数据存储。这三部分是一个典型的数字系统中不可缺的，而数据转换则是数字信号系统所特有的。DSP领域的七层结构如图2.1所示：图2.1DSP领域的七层结构图DSP软件方案选型：（1）全汇编方案，这种方案只适用于比较小的程序。（2）全高级语言，这种方案的优点是结构性,可维护性很好,但代价是效率很低,主要是C语言编译器的效率太低。（3）混合语言编程，主程序全部用C语言编写,这样结构性很好;需要提高速度的地方,用汇编写,来调用.这是目前主要使用的编程方式。（4）模块化设计。（5）尽量购买现成的算法模块。例如：TI推出了一个ExpressDSP环境,也就是在CCS(CodeComputerStudio)环境下定义了一个算法标准,对TIDSP算法的输入输出,变量调用等规定了一个算法框架.在写算法时都按照ExpressDSP框架,有利于工艺上的应用.购买成熟算法,可以花钱买时间,加快项目进度。DSP应用系统的一般开发流程：（1）概念分析与建立模型。（2）算法设计与仿真。（3）算法一直与软件编程。DSPICDSP硬件平台DSPBIOSDSPOSDSPFunctionDSPAPIDSPSYSTEM罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第5页共26页（4）DSP软件仿真。（5）DSP实时调试仿真。流程图如下图2.2所示：图2.2DSP应用系统的开发流程图2.2设计平台CCS简介软件设计是基于CCS开发环境的。CCS是TI公司推出的为开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境，是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。它采用Windows风格界面，提供了环境配置、源文件编译、编译连接、程序调试、跟踪分析等环节，并把软、硬件开发工具集成在一起，使程序的编写、汇编、程序的软硬件仿真和调试等开发工作在统一的环境中进行，从而加速软件开发进程。CCS（CodeComposerStudio）代码调试器是一种合成开发环境。它是一种针对标准TMS320调试器接口的交互式方法。CCS的发展如下图2.3所示罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第6页共26页图2.3CCS的发展CCS的用户界面是CCS集成开发环境与用户的交流平台，一个典型的CCS集成开发环境用户界面如图2.4所示。工具集成可重用性产品周期缩短、开发成本上涨研发测试系统的成本%硬件、软件成本比较HWSWt极大的提高产品推向市场的时间、提高了产品的质量罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第7页共26页图2.4CCS用户界面由上图知整个用户界面由主菜单、工具栏、工程窗口、源程序编辑调试窗口、输出窗口等组成。工程窗口用来组织用户飞若干程序构成一个项目，用户可以从工程列表中选择需要编辑和调试的特定程序，可以在工程中添加文件。在源程序编辑窗口中用户可以编辑程序，又可以设置断点、探针调试程序。输出窗口显示编译信息、程序执行结果。CCS主菜单中共有12项，如图2.5所示，各项功能见表2.1。图2.5CCS主菜单表2.1主菜单各项功能简介菜单项功能File（文件）文件管理，载入执行程序，符号数据，文件输入/输出Edit（编辑）文字及变量编辑，如剪切、粘贴、撤销、字符串查找View（查看）工具栏显示设置，内存、寄存器和图形显示等Project（工程）工程管理及编译、构建工程等Debug（调试）断点、探针设置、单步执行、复位等罗赢基于TIVC5416的YUV彩色图像处理之汉字叠加算法实现第8页共26页Profiler（性能）包括时钟和性能断点设置等GEL（扩展功能）利用通用扩展语言设置扩展功能Option（选项）设置字体、颜色、键盘属性以及动画速度、内存映射Tools（工具）包括引脚链接、端口链接、命令窗口、链接配置DSP/BIOS（实时分析）用来辅助CCS环境实现程序实时调试Window（窗口）包括窗口排列、窗口列表等Help(帮助)CCS在线帮助菜单，包括用户手册、入门指南等常用工具栏有CCS的一些常用命令组成，有6个工具栏，分别是：StandardToolbar（标准工具条）、GELToolbar（GEL工具条）、ProjectToolbar（工程工具条）、DebugToolbar（调试工具条）、EditToolbar（编辑工具条）和Plug-inToolbar（插件程序工具条）。这6种工具栏可在View菜单下找到，如图2.6所示，并可选择是否显示该工具栏。图2.6View菜单CCS的设置：（1）支持多CPU。（2）Save|load多个配置文件。（3）设置方便。罗赢基于T