基于星座圖聚類分析的QAM信號調(diào)制識別算法及其DSP實現(xiàn)
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ADSP TS201 TigerSHARC DSP是一款性能極高的靜態(tài)超標量處理器，專門優(yōu)化大的信號處理任務(wù)和通信結(jié)構(gòu)。該處理器將非常寬的存儲器寬度和雙運算模塊(支持32位和40位浮點及8位、16位、32位和64位定點處理)組合在一起，建立了數(shù)字信號處理器性能的新標準。TigerSHARC靜態(tài)超標量結(jié)構(gòu)使DSP每周期能夠執(zhí)行多達4條指令、24個16位定點運算和6個浮點運算。
TS201內(nèi)含4條相互獨立的128位寬度的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，每條總線分別連接6個4 Mbit內(nèi)部存儲器塊中的1個，可提供四字的數(shù)據(jù)、指令及I／O訪問和33.6 GB／s的內(nèi)部存儲器帶寬。該芯片的最高時鐘頻率為600 MHz，可以提供48億次40位MAC運算或者12億次80位MAC運算。
3 DSP程序開發(fā)
3.1 開發(fā)工具介紹
目前使用的開發(fā)環(huán)境有VisualDSP++V1.0、V2.0、V3.0、V4.0、V4.5和V5.0等數(shù)個版本。這些開發(fā)環(huán)境不僅支持TigerSHARC系列的DSP開發(fā)，同時也支持SHARC系列和Blackfin系列等。
VisualDSP++中集成的開發(fā)環(huán)境有：C／C++編譯器、DSP實時庫和C實時庫、匯編器、鏈接器、分配器、加載代碼產(chǎn)生器、硬件仿真器和軟件模擬器等。其特點有：強大的編輯器功能，靈活的工程管理功能，極易訪問開發(fā)工具產(chǎn)生的各種代碼，靈活的(Bulid)編譯鏈接功能，支持VDK(VisualDSP++Kernel)，靈活的工作空間管理功能。
VisualDSP++調(diào)試環(huán)境的特點有：調(diào)試工具使用方便，所有的軟件仿真器(Simulator)、硬件仿真器(Emulator)和開發(fā)板等都具有統(tǒng)一的界面；可以在這些目標之間靈活切換；提供多語言支持，可以調(diào)試用C／C++或匯編語言編寫的程序，并可查看它們的機器語言；提供有效的調(diào)試控制，可以在標號或地址上設(shè)置斷點，在寄存器、堆棧或存儲器的位置上設(shè)置條件斷點；具有同時多處理器調(diào)試能力。
3.2 DSP程序開發(fā)過程
DSP程序的開發(fā)一般分為三個階段：
(1)軟件仿真階段。利用VisualDSP++提供的軟件環(huán)境進行軟仿真，不需要硬件；
(2)評估階段。利用EZ-KIT板對程序進行測試和評估；
(3)硬件測試階段。利用JTAG口對用戶的目標系統(tǒng)進行模擬和測試。
DSP程序的詳細開發(fā)流程如圖2所示。
先編寫鏈接描述文件，再用C語言或匯編語言編寫源代碼，由源代碼和庫文件組成工程文件，對工程文件進行編譯連接，生成可執(zhí)行代碼，并利用Simulator模擬器，對代碼進行軟件仿真；再利用EZ-KIT板對程序進行測試和評估，最后對用戶的目標系統(tǒng)進行模擬和測試。在整個程序開發(fā)過程中，均可利用軟件仿真和硬件仿真對源代碼進行優(yōu)化。
4 算法的DSP實現(xiàn)
根據(jù)給出的基于信號星座圖聚類分析的調(diào)制識別算法和DSP程序的開發(fā)流程，用C語言對該算法進行編程，并在TS201板上進行算法的性能測試。結(jié)果表明，當信噪比SNR>10dB時，算法對四種調(diào)制階數(shù)的QAM信號具有較高的識別率，其4QAM、16QAM、32Q．AM、64QAM的識別率分別達到100％、99％、98％和100％。
5 結(jié)束語
本文給出了一種識別QAM信號調(diào)制方式的算法，即基于星座圖的聚類分析和評估函數(shù)相結(jié)合的算法，并在介紹DSP程序開發(fā)流程的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了基于TS201的算法DSP實現(xiàn)。經(jīng)過對該算法的性能測試，結(jié)果證明了該方案的可行性。
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