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博客

在 Mac 上做 ADSP-SC589 的音频实验

这学期数字信号处理实验课用的板卡是 ADI 的 ADSP-SC589 EZ-Board，一块音频开发板： 一颗 ARM 核加两颗 SHARC DSP 核，板上有 ADC 和 DAC。课上的作业基本都是同一个套路， 音频从 ADC 进来，在 SHARC 上做处理，再从 DAC 出去。

代码在 github.com/soundadam/sc589-audio。 板卡驱动和音频通路那部分是从 ADI 的示例改来的，带着 ADI 的版权声明，没法公开，所以仓库里只有我自己写的部分。

工具链不支持 Mac

ADI 的开发环境 CrossCore Embedded Studio（CCES）只有 Windows 和 Linux x86 版本， 调试器的驱动也没有 macOS 版。我手边只有一台 Mac，没有 Windows 笔记本，所以把流程拆成了两半：

  • 编译在 Windows 上。 一台装了 CCES 的 Windows 机器只负责编译。Mac 上一个脚本把当前的代码传过去， 用命令行编译，再把生成的启动文件（.ldr）拿回来。
  • 运行在 Mac 上。 板卡自带一个 USB 转串口，接到 Mac 上。把板子拨到串口启动模式， Mac 按芯片 Boot ROM 的协议把 .ldr 从串口发进去，程序跑起来以后，输出也从同一个串口读回来。

这样日常改代码、上板、看结果都在 Mac 上完成，不需要调试器。代价是不能单步调试， 真要单步的时候还得去 Windows 那边。

滤波器本身写成不依赖板卡的 C 代码，在 Mac 上就能编译和测试；设计系数、画图、写报告用的是 Python 和 LaTeX。

第一次实验：FIR 和 IIR

第一次作业是在板上实现截止频率 2 kHz 的两个低通滤波器，31 阶 FIR 和 8 阶 IIR， 比较它们的冲激响应、幅频、相频、群时延和计算量。两个滤波器同时跑在左右两个声道上， 板子启动时把各自的冲激响应和运算周期数打到串口，报告里的图和数字都从这份输出生成。

结论和教科书一致：

  • FIR 的系数对称，相位是线性的，所有频率都延时 15.5 个采样，波形不变形；
  • 8 阶 IIR 的过渡带陡得多，每个采样的乘法也更少，但相位不是线性的，截止频率附近延时最大；
  • 两者各有用处，要看更在乎波形还是更在乎选择性和运算量。

报告源文件在仓库的 coursework/E01-fir-iir/ 目录下。

如果你也用 Mac，又刚好要碰 ADI 的 SHARC 板卡，串口启动的脚本（host/board/uart_boot.py） 或许能直接拿去用；为什么这样选、试过哪些别的办法，写在仓库的 ADR 0001 里。