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CMSIS-DSP特征提取单元测试与数值对齐

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 适用人群 · CMSIS-DSP在嵌入式信号处理中…
课程导入学习目标
02
开发环境搭建
STM32CubeMX · Keil/IAR/GCC工具链 · CMSIS-DSP库的获取与集成方式
开发环境搭建STM32CubeMX
03
CMSIS-DSP基础架构
库的模块划分 · 数据类型（q7/q15/q31/f3… · 核心函数与矩阵运算概览
CMSIS-DSP基础架构
04
特征提取概念
时域特征（均值 · 方差 · 峰值
特征提取概念时域特征
05
CMSIS-DSP常用特征提取函数
arm_mean · arm_rms · arm_var
CMSIS-DSP常用特征提取函数
06
FFT与频谱分析
arm_cfft_f32 · arm_rfft_f32的使用 · 窗函数选择
FFT频谱分析
07
功率谱与能量特征
arm_power · arm_power_f32 · arm_cmplx_mag_squa…
功率谱能量特征
08
统计特征扩展
偏度 · 峰度 · 过零率
统计特征扩展偏度
09
特征向量构建
多通道数据组织 · 特征拼接 · 归一化与标准化策略
特征向量构建多通道数据组织
10
单元测试基础
测试驱动开发（TDD）理念 · 嵌入式单元测试框架（Unity · Ceedling
单元测试基础TDD
11
测试环境搭建
在PC上模拟ARM运行（如QEMU · arm-none-eabi-gcc） · 测试工程目录结构与构建脚本
测试环境搭建PC
12
编写第一个单元测试
针对arm_mean的测试用例设计 · 断言编写 · 测试运行与结果分析
编写第一个单元测…arm
13
数值对齐概念
定点与浮点差异 · CMSIS-DSP的定点格式（Q7/…
数值对齐概念定点
14
参考实现与黄金模型
使用Python/Matlab生成参… · 建立数值对齐基准
参考实现黄金模型
15
误差度量方法
绝对误差 · 相对误差 · 均方误差（MSE）
误差度量方法绝对误差
16
定点与浮点对齐实战
以arm_rms为例 · 对比q15与f32输出 · 分析量化误差来源
定点浮点对齐实战
17
FFT数值对齐
不同FFT大小 · 窗函数下的频谱幅值对齐 · 处理缩放因子（如arm_cfft_f…
FFT数值对齐
18
特征提取函数测试矩阵
输入边界（零 · 负值 · 极值）
特征提取函数测试…输入边界
19
单元测试自动化
使用Ceedling管理测试用例 · 模拟器运行 · 持续集成（CI）集成
单元测试自动化Ceedling
20
常见数值陷阱
饱和运算 · 舍入模式 · 溢出
常见数值陷阱运算
21
调试与日志
使用ITM/SWO · 串口打印 · 断言失败定位
调试日志
22
案例实战一
加速度计信号特征提取（均值 · 方差 · FFT峰值频率）的单元测试与数值对齐
案例实战一加速度计信号特征…
23
案例实战二
音频信号过零率与能量特征提取 · 对比q15与f32实现
案例实战二音频信号过零率
24
案例实战三
ECG信号心率特征（峰值检测 · RR间隔）的CMSIS-DSP实现与…
案例实战三ECG
25
性能优化与测试权衡
优化等级（-O0/-O2）对数值结果… · 测试时间与覆盖率平衡
性能优化测试权衡
26
覆盖率分析
使用gcov/lcov测量测试覆盖率 · 针对特征提取函数提升关键分支覆盖
覆盖率分析gcov/lcov
27
回归测试策略
特征提取算法修改后如何快速验证数值对… · 建立回归测试套件
回归测试策略特征提取算法修改…
28
综合项目
构建一个完整的特征提取模块（含多个特… · 编写全面单元测试并实现与Python…
综合项目构建一个完整的特…
29
常见问题与解决方案
测试失败分析 · 数值不一致排查 · 库版本差异
常见问题解决方案
30
课程总结与进阶
回顾核心要点 · 推荐学习资源 · 探讨CMSIS-DSP在机器学习（如…
课程总结进阶