DSP原理及应用 修订版邹彦课后习题答案Word格式.docx
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空航天部门。
第二阶段,DSP的成熟阶段(1990年前后)。
TI公司的TMS320C20
主要用途:
通信、计算机领域。
第三阶段,DSP的完善阶段(2000年以后)。
TI公司的TMS320C54主要用途:
各个行业领域。
3、可编程dsp芯片有哪些特点?
1、采用哈佛结构
(1)冯。
诺依曼结构,
(2)哈佛结构(3)改进型哈佛结构2、采用
多总线结构3.采用流水线技术4、配有专用的硬件乘法-累加器5、具有特殊的dsp指令6、
快速的指令周期7、硬件配置强8、支持多处理器结构9、省电管理和低功耗
4、什么是哈佛结构和冯。
诺依曼结构?
它们有什么区别?
哈佛结构:
该结构采用双存储空间,程序存储器和数据存储器分开,有各自独立的程序
总线和数据总线,可独立编址和独立访问,可对程序和数据进行独立传输,使取指令操作、
指令执行操作、数据吞吐并行完成,大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度,非常适
合于实时的数字信号处理。
冯。
诺依曼结构:
该结构采用单存储空间,即程序指令和数据共
用一个存储空间,使用单一的地址和数据总线,取指令和取操作数都是通过一条总线分时进
行。
当进行高速运算时,不但不能同时进行取指令和取操作数,而且还会造成数据传输通道
的瓶颈现象,其工作速度较慢。
区别:
哈佛:
该结构采用双存储空间,程序存储器和数据存
储器分开,有各自独立的程序总线和数据总线,可独立编址和独立访问,可对程序和数据进
行独立传输,使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成,大大地提高了数据处理能
力和指令的执行速度,非常适合于实时的数字信号处理。
冯:
当进行高速运算时,不但不能
同时进行取指令和取操作数,而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象,其工作速度较慢。
5、什么是流水线技术?
每条指令可通过片内多功能单元完成取指、译码、取操作数和执行等多个步骤,实现多
条指令的并行执行,从而在不提高系统时钟频率的条件下减少每条指令的执行时间。
利用这
种流水线结构,加上执行重复操作,就能保证在单指令周期内完成数字信号处理中用得最多
的乘法-累加运算。
(图)
6、什么是定点dsp芯片和浮点dsp芯片?
它们各有什么优缺点?
若数据以定点格式工作的称为定点DSP芯片。
若数据以浮点格式工作的称为浮点DSP
芯片。
定点dsp芯片优缺点:
大多数定点dsp芯片称为定点dsp芯片,浮点dsp芯片优缺
点:
不同的浮点DSP芯片所采用的浮点格式有所不同,有的DSP芯片采用自定义的浮点格
式,有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式。
7、dsp技术的发展趋势主要体现在什么方面?
(1)DSP的内核结构将进一步改善
(2)DSP和微处理器的融合(3)DSP和高档
CPU的融合(4)DSP和SOC的融合(5)DSP和FPGA的融合(6)实时操作系统RTOS
与DSP的结合(7)DSP的并行处理结构(8)功耗越来越低
8、简述dsp系统的构成和工作过程?
DSP系统的构成:
一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换
器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等。
DSP系统的工作过程:
①
将输入信号x(t)经过抗混叠滤波,滤掉高于折叠频率的分量,以防止信号频谱的混叠。
②经过采样和A/D转换器,将滤波后的信号转换为数字信号x(n)。
③数字信号处理
器对x(n)进行处理,得数字信号y(n)。
④经D/A转换器,将y(n)转换成模拟信号;
⑤经低通滤波器,滤除高频分量,得到平滑的模拟信号y(t)。
抗混叠滤波器AD转换器-数字信号处理器DA转换器低通滤波器
9、简述dsp系统的设计步骤?
:
①明确设计任务,确定设计目标②算法模拟,确定性能指令③选择DSP芯片和外围
芯片④设计实时的DSP芯片系统⑤硬件和软件调试⑥系统集成和测试。
10、dsp系统有哪些特点?
(1)接口方便
(2)编程方便(3)具有高速性(4)稳定性好(5)精度高(6)可重复
性好(7)集成方便
11、在进行dsp系统设计时,应如何选择合理的dsp芯片?
1、dsp的运算速度2、dsp芯片价格3、dsp芯片运算精度4、dsp芯片的硬件资源5、
dsp芯片的开发工具6、dsp芯片的功耗7、其他因素。
第二章
1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分?
①中央处理器②内部总线结构③特殊功能寄存器④数据存储器RAM⑤程序存储器
ROM⑥I/O口⑦串行口⑧主机接口HPI⑨定时器⑩中断系统
2、TMS320C54x芯片的CPU主要由哪几部分组成?
①40位的算术运算逻辑单元(ALU)。
②2个40位的累加器(ACCA、ACCB)。
③1个运行-16至31位的桶形移位寄存器。
④17×
17位的乘法器和40位加法器构成的
乘法器-加法器单元(MAC)。
⑤比较、选择、存储单元(CSSU)。
⑥指令编码器。
⑦
CPU状态和控制寄存器。
3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM三个状态位对C54x
的存储空间结构各有何影响?
当OVLY=0时,程序存储空间不使用内部RAM。
当OVLY=1时,程序存储空间使用内部
RAM。
内部RAM同时被映射到程序存储空间和数据存储空间。
当MP/MC=0时,
4000H~EFFFH程序存储空间定义为外部存储器;
F000H~FEFFH程序存储空间定义为内部
ROM;
当MP/MC=1时,4000H~FFFFH程序存储空间定义为外部存储。
DROM=0:
0000H~3FFFH——内部RAM;
4000H~FFFFH——外部存储器;
DROM=1:
0000H~3FFFH——内部RAM;
4000H~EFFFH——外部存储器;
F000H~FEFFH——片内
FF00H~FFFFH——保留。
4、TMS320C54x芯片的片内外设主要包括哪些电路?
①通用I/O引脚②定时器③时钟发生器④主机接口HPI⑤串行通信接口⑥软件可编程
等待状态发生器⑦可编程分区转换逻辑
5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段?
每个阶段执行什么任务?
完成一
条指令都需要哪些操作周期?
六个操作阶段:
①预取指P;
将PC中的内容加载PAB②取指F;
将读取到的指令字加载PB
③译码D;
若需要,数据1读地址加载DAB;
若需要,数据2读地址加载CAB;
修正辅助
寄存器和堆栈指针④寻址A;
数据1加载DB;
数据2加载CB;
若需要,数据3写地址加
载EAB⑤读数R;
若需要,数据3写地址加载EAB;
⑥
执行X。
执行指令,写数据加载EB。
6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的?
有哪些方法可以避免流水线冲突?
’C54x的流水线结构,允许多条指令同时利用CPU的内部资源。
由于CPU的资源有限,
当多于一个流水线上的指令同时访问同一资源时,可能产生时序冲突。
解决办法①由CPU通过延时自动解决;
②通过程序解决,如重新安排指令或插入空操作
指令。
为了避免流水冲突,可以根据等待周期表来选择插入的NOP指令的数量。
7、TMS320C54x芯片的串行口有哪几种类型?
四种串行口:
标准同步串行口SP,缓冲同步串行口BSP,时分多路串行口TDM,多路缓
冲串行口McBSP。
8、TMS320VC5402共有多少可屏蔽中断?
它们分别是什么?
NMI和RS属于哪一类中断
源?
答:
TMS320VC5402有13个可屏蔽中断,RS和NMI属于外部硬件中断。
9、试分析下列程序的流水线冲突,画出流水线操作图。
如何解决流水冲突?
STLMA,AR0
STM#10,AR1
LD*AR1,B解:
流水线图如下图:
解决流水线冲突:
最后一条指令(LD*AR1,B)将会产生流水线冲突,在它前面加入一
条NOP指令可以解决流水线冲突。
10、试根据等待周期表,确定下列程序段需要插入几个NOP指令。
①LD@GAIN,T
STM#input,AR1
MPY*AR1+,A解:
本段程序不需要插入NOP指令
②STLMB,AR2
STM#input,AR3
MPY*AR2+,*AR3+,A解:
本段程序需要在MPY*AR2+,*AR3+,A语句前插入1
条NOP指令
③MAC@x,B
STLMB,ST0
ADD@table,A,B解:
本段程序需要在ADD@table,A,B语句前插入2条NOP
指令
第三章
1、已知(80H)=50H,AR2=84H,AR3=86H,AR4=88H。
MVKD80H,*AR2
MVDD*AR2,*AR3
MVDM86H,AR4
运行以上程序后,(80H)、(84H)、*AR3和AR4的值分别等于多少?
解:
(80H)=50H,(84H)=50H,*AR3=50H,AR4=50H
2、已知,(80H)=20H、(81H)=30H。
LD#0,DP
LD80H,16,B
ADD81H,B
运行以上程序,B等于多少?
(B)=0000000000H
3、阅读以下程序,分别写出运行结果。
.bssx,4
.data
table:
.word4,8,16,32
……
STM#x,AR1
RPT#2
MVPDtable,*AR1+
数