以编译为导向的Matrix-DSP程序分析与优化

数字信号处理器(DSP)在图像处理、自动化控制、信号处理等多个领域具有广泛应用。自主研发的Matrix DSP采用了典型的单指令多数据SIMD+超长指令字VLIW的向量化架构,因此面向该架构如何实现高效的向量化编程与优化是一项重要挑战。基于Matrix DSP的体系结构特点,以编译器性能为导向,对内核级代码常用的分析优化手段进行梳理和总结,并结合一个通用矩阵乘的例子进行展示,其执行性能可最高提升1个数量级。最后,从编译器优化和程序员高效编程的角度提出了一些后续的思考与讨论。

基于DSP的矩阵变换器设计

介绍了矩阵变换器的空间矢量调制策略.以DSP为控制器I、GBT为功率开关,制作了一套实验装置,编制了相应的控制软件.实验分别通过调整PWM周期和改变调制比,成功地实现了对输出电压频率和幅值的控制,验证了控制策略的正确性.

矩阵式交-交变频电源中DSP控制器的时间分配

介绍了矩阵式变换器的工作原理和空间矢量调制的控制策略 ,并以 DSP为控制器、IGBT为功率开关 ,制作了一套矩阵式交 -交变频电源实验装置。通过编制相应的控制软件 ,以 DSP为控制器 ,进行时间合理分配控制 。

基于DSP的矩阵变换器的设计

3Φ - 3Φ矩阵变换器是一种由 9个双向开关组成的直接交交变频器。它是一种全硅变换器 ,不需要体积庞大的中间蓄能元件。本文将要阐述的包括矩阵变换器的基本调制算法、TMS32 0F2 4 0型DSP的编程等内容 ,并且给出了实际试验结果。

基于DSP的LDPC码通用快速编码器设计

针对CCSDS 131.1-O-2中给出的一类适用于深空通信的准循环LDPC删余码进行研究,分析了两种常见的编码算法的复杂度,改进了"贪婪算法",并提出了一种新的矩阵压缩方法,该方法较大地降低了编码复杂度,并且适用于所有LDPC码。最后,基于TMS320C6416 DSP平台,在两种编码算法下实现了LDPC码的高速编码,最高编码速率可达100 Mbit/s。

用DSP和IGBT实现三相/三相矩阵变换器

矩阵变频器是一种新型的交 -交直接变换器 ,具有控制性能优良、成本低、结构紧凑可靠的优点。利用DSP和IGBT等构成矩阵变换器实验装置 。

基于DSP空间矢量控制的矩阵变频电源设计

应用TMS320F240系列DSP芯片设计了一套采用空间矢量调制法的矩阵变频电源,从等效交—直—交变换的空间矢量调制出发,分析了矩阵变频电源的变换关系。介绍了基于空间矢量调制法矩阵变频电源的原理,该变频电源可以实现三相交—交直接变换。分析了其硬件和软件设计。实验结果表明,交一交直接变换控制方法是正确和可行的;该矩阵变频电源的输出频率调节范围宽,输入、输出滤波器体积小,而且该矩阵变频电源具有结构紧凑,损耗低,功率因数高等特点。

DSP芯片中的高能效FFT加速器

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)是数字信号处理(digital signal processing,DSP)领域中最耗时的核心算法,该算法的计算性能和计算效率将影响整个应用的执行效率.因此,在DSP芯片上设计实现了一个基于矩阵转置操作的高能效可变长度FFT加速器,采用多种并行策略开发批量小规模FFT算法与大规模Cooley-Tukey FFT算法中指令级和任务级并行.设计"乒乓"多体数据存储器,重叠数据搬移和FFT计算之间的开销,提高FFT加速器计算效率.并基于此存储器,提出基于基本块的快速矩阵转置算法,从而避免对数据矩阵的列访问;提出混合旋转因子产生策略,结合查表和基于CORDIC算法在线计算方式,最大限度降低旋转因子产生的硬件开销.实验结果表明:FFT加速器原型的峰值能效为146GFLOPs/W,相比Intel Xeon CPU上的多线程FFTW实现,取得2个数量级的能效提升.

准循环LDPC码快速编译码算法及DSP实现

为了降低准循环低密度奇偶校验QC-LDPC(quasi-cyclic low-density parity-check)码编译码算法的复杂度,研究了QC-LDPC码的构造方法。介绍了一种由校验矩阵构造系统生成矩阵的简化方法,该方法可以在很大程度上降低编码复杂度,实现线性编码。基于上述校验矩阵结构,译码提出了Turbo串行消息传递的最小和译码算法(TM S算法)。在保持性能基本不变的情况下,改善消息传递的收敛特性,同时降低译码复杂度。基于定点DSP结构,设计了一种高效LDPC码编译码器。仿真结果表明,该算法以较低的复杂度实现了QC-LDPC码的快速编译码。

基于DSP与CPLD的矩阵变换器间接SVPWM控制

文章研究了基于虚拟直流环节的间接空间矢量调制策略,分别在仿真和实验中验证了该控制策略;实验利用具有实时处理能力的DSP并结合CPLD实现4步换流,输出了正弦的交流电压和输入电流,取得了良好的效果。

DSP空间矢量调制矩阵变换器的研究

详细介绍了双向开关矩阵变换器的空间矢量调制策略。相比其它控制策略,空间矢量调制策略能实现矩阵变换器输入输出正弦波形良好、功率因数为1,并能确保感应电机良好工作。为了实现这种控制策略并把PWM波送到相应的开关,采用了数字信号处理技术(DSP)和通用逻辑阵列技术(GAL)。仿真和实验结果验证了这种控制策略的实际可行性。

基于DSP+FPGA控制架构的矩阵变换器设计

本文设计了一台5 kW直接型矩阵变换器的原理样机,包括各功能电路组成,双向开关器件选择,驱动电路与辅助电源等;特别是针对矩阵变换器调制与换流策略复杂的问题,搭建了DSP+FPGA的控制系统,充分利用了前者运算速度快与后者资源丰富的优点,并完成了满功率实验。实验结果表明,本文搭建的矩阵变换器原理样机运行可靠稳定。

基于DSP的测斜试验箱的人机界面系统

在旋转导向钻井技术中,旋转导向钻井工具-可控偏心器在钻井过程中对底层各个参数的测量十分的必要,它是获得井下信息完成钻井作业的必要途径。该文章主要结合旋转导向系统中的数据显示部分,提出了一种基于DSP的测斜试验箱的人机界面的液晶显示系统。

矩阵相乘的并行计算及其DSP实现

矩阵相乘的速度在阵列信号处理中具有重要意义,并行处理是提高系统运算能力最有效的方法。本文根据矩阵相乘的特点,提出了矩阵相乘的并行算法。同时经分析推导出了矩阵相乘的脉动矩阵方法,得出其在超立方及其平面阵列上的映射,提高了矩阵的运算速度。最后,给出了用DSP实现脉动矩阵的系统方案。

矩阵变换器空间矢量调制策略分析及基于DSP的设计

交-交矩阵变换器具有广阔的应用前景,采用有效的控制方法是实现矩阵变换器技术的关键。本文阐述了矩阵变换器空间矢量调制策略的基本算法,给出了DSP软件设计。实验结果表明矩阵变换器空间矢量调制策略的正确性。

在线检测产品疵点系统的DSP实现

为了提高出厂产品的质量,需要在生产线上对产品进行高速在线检测,该文采用基于机器视觉的检测系统来进行在线检测产品疵点。该系统采用类别共生矩阵算法建立纹理模型,采用CCD视觉传感、高速DSP芯片、USB数据传送等技术结合软件算法构成高速在线机器视觉检测系统。

基于FPGA+DSP的矩阵变换器的开发

分析了矩阵变换器的半软化四步换流和间接空间矢量调制策略。利用Matlab/Simulink建立了矩阵变换器间接矢量调制策略仿真模型,并设计了一套基于DSP和FPGA的矩阵变换器样机,在样机系统上实现间接矢量调制策略DSP软件设计和四步换流FPGA逻辑算法设计。通过仿真与实测波形对比,验证了该控制策略的正确性。

基于DSP和CPLD的矩阵变换器控制研究

利用Matlab/Simulink建立了矩阵变换器双电压控制策略的仿真模型,验证了算法模型正确性;应用数字信号处理器(DSP)与复杂可编程编辑控制器件(CPLD)的组合结构,设计制作了矩阵变换器样机;并在样机系统上实现双电压控制策略DSP软件设计和四步换流的CPLD逻辑算法设计,实验结果表明了系统设计的正确性和可行性,为矩阵变换器的实验应用提供了实验依据。

MUSIC算法的DSP实现与优化

针对MUSIC算法在DSP实现中矩阵特征值计算和复数矩阵运算复杂的问题,本文把复矩阵转换为实矩阵并利用一种QR变换法计算特征值。该方法是一种迭代方法,在每次迭代计算的过程中,若次对角线元素小于设置精度就可以把它看作零,将矩阵分割为不可约赫申伯格矩阵(Hessen berg)即上H矩阵,以便逐步降低主子阵的阶数,从而减少计算量。此外本文针对定点DSP进行优化,对数据进行整型处理再进行运算,减少计算时间。最后本文对毫米波雷达实测数据在DSP和MATLAB中进行运算对比,运算结果证明了本文所提优化算法的有效性和实用性。

基于前后相关阵的CDMA信号DOA估计及DSP实现

本文针对CDMA系统,提出使用DSP器件TMS320-C6701实现对CDMA信号的波达方向估计。该算法基于对解扩前后相关阵相减,去除了干扰相关阵是,然后使用传统MUSIC或ESPRIT算法进行DOA估计,克服了要求接收信号数小于阵元数的局限,能有效估计波达方向相差很小的多径信号的参数。