DSP课后习题答案Word格式.docx
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存储器结构分为两大类:
冯·
诺依曼结构和哈佛结构。
诺依曼结构的特点是只有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线;
指令、数据都存放在这个存储器空间中,统一分配地址,所以处理器必须分时访问程序和数据空间。
哈佛结构程序存储器空间和数据存储器空间分开,具有多套地址、数据总线,哈佛结构是并行体系结构,程序和数据存于不同的存储器空间,每个存储器空间独立编址、独立访问。
5.简述选择数字信号处理器所需要考虑的因素。
应考虑运算速度、算法格式和数据宽度、存储器类型、功耗和开发工具。
6.给出数字信号处理器的运算速度指标,并给出其具体含义。
答:
常见的运算速度指标有如下几种:
(1)指令周期:
执行一条指令所需的最短时间,数值等于主频的倒数;
指令周期通常以ns(纳秒)为单位。
例如,运行在200MHz的TMS320VC5510的指令周期为5ns。
(2)MIPS:
每秒百万条指令数。
(3)MOPS:
每秒百万次操作数。
(4)MFLOPS:
每秒百万次浮点操作数。
(5)BOPS:
每秒十亿次操作数。
(6)MAC时间:
一次乘法累加操作花费的时间。
大部分DSP芯片可在一个指令周期内完成MAC操作;
(7)FFT执行时间:
完成N点FFT所需的时间。
FFT运算是数字信号处理中的典型算法而且应用很广,因此该指标常用于衡量DSP芯片的运算能力。
第二章
1.TMS320C55xDSP有哪些特征和优点?
(表2-2)
一个32位x16位指令缓冲队列:
缓冲变长指令并完成有效的块重复操作;
两个17位x17位的乘法累加器:
在一个单周期执行双乘法累加操作;
一个40位算术逻辑单元(ALU):
实现高精度算术和逻辑操作;
一个40位桶形移位寄存器:
能够将一个40位的计算结果最高向左移31位或向右移32位;
一个16位算术逻辑单元(ALU):
对主ALU并行完成简单的算术操作;
4个40位的累加器:
保留计算结果,减少对存储单元的访问;
12条独立总线,其中包括3条读数据总线、2条写数据总线、5条数据地址总线、1条读程序总线、1条程序地址总线:
为各种计算单元并行地提供将要处理的指令和操作数——利用C55x的并行机制的优点;
用户可配置IDLE域:
改进了低功耗电源管理的灵活性。
2.TMS320C55xDSP的内部结构由哪几部分组成?
(图2-1)
C55x有一条32位的程序数据总线(PB),5条16位数据总线(BB、CB、DB、EB、FB)和1条24位的程序地址总线及5条23位的数据地址总线,这些总线分别与CPU相连。
总线通过存储器接口单元(M)与外部程序总线和数据总线相连,实现CPU对外部存储器的访问;
指令缓冲单元(I)、程序流程单元(P)、地址流程单元(A)和数据计算单元(D);
以及存储器接口单元(M)。
3.简述指令缓冲单元(I)、程序流程单元(P)、地址流程单元(A)和数据计算单元(D)的组成和功能?
C55x的指令缓冲单元由指令缓冲队列IBQ(InstructionBufferQueue)和指令译码器组成。
在每个CPU周期内,I单元将从读程序数据总线接收的4B程序代码放入指令缓冲队列,指令译码器从队列中取6B程序代码,根据指令的长度可对8位、16位、24位、32位和48位的变长指令进行译码,然后把译码数据送入P单元、A单元和D单元去执行。
程序流程单元由程序地址产生电路和寄存器组构成。
程序流程单元产生所有程序空间的地址,并控制指令的读取顺序。
地址流程单元包括数据地址产生电路、算术逻辑电路和寄存器组构成。
数据地址产生电路(DAGEN)能够接收来自I单元的立即数和来自A单元的寄存器产生读取数据空间的地址。
对于使用间接寻址模式的指令,由P单元向DAGEN说明采用的寻址模式。
数据计算单元由移位器、算术逻辑电路、乘法累加器和寄存器组构成。
D单元包含了CPU的主要运算部件。
D单元移位器能够接收来自I单元的立即数,能够与存储器、I/O空间、A单元寄存器、D单元寄存器和P单元寄存器进行双向通信,此外,还可以向D单元的ALU和A单元的ALU提供移位后的数据。
4.TMS320C55xDSP的流水线操作包括多少个阶段?
每一阶段完成什么操作?
两个。
第一阶段是取流水线,即从内存中取出32位的指令包,放入指令缓冲队(IBQ)中,然后为流水线的第二阶段提供48位的指令包。
第二阶段是指执行流水线,这部分的功能是对指令进行解码,完成数据的存取和计算。
5.TMS320C55xDSP有哪些片上外设?
两个20位的定时器。
一个看门狗定时器。
6通道直接存储器存取控制器(DMA)。
外部存储器接口(EMIF)。
三个串口支持最多三个多通道缓冲串口(McBSP)或最多两个多媒体/安全数字卡接口。
增强型主机接口(EHPI)是一个16位的并行接口。
可编程锁相环(DPLL)时钟发生器。
USB全速(12Mbps)从端口。
I2C主从接口。
一个实时时钟。
6.TMS320C55x的寻址空间是多少?
当CPU访问程序空间和数据空间时,使用的地址是多少位的?
C55x的寻址空间为16MB,当CPU从程序空间读取程序代码时,使用24位地址,当访问数据空间时,使用23位的地址。
但是在访问数据空间时,将23位地址左移一位,并将地址总线上的最低有效位(LSB)置0,使得在对数据空间或程序空间寻址时,地址总线都传送24位地址。
7.符合IEEE1149.1标准的测试/仿真接口的引脚有哪几个?
TCK引脚、TDI引脚、TDI引脚、TMS、TRST、EMU0、EMU1/OFF
第三章
1.C55xDSP支持哪三种寻址模式?
C55xDSP支持三种寻址模式,绝对寻址模式;
直接寻址模式;
间接寻址模式。
2.简述k16绝对寻址和k23绝对寻址不同点和相同点。
不同k16绝对寻址的指令其操作数为*abs16(#k16),其中k16是一个16位的无符号常数。
寻址方法是将7位的寄存器DPH(扩展数据页指针XDP的高位部分)和k16级联形成一个23位的地址,用于对数据空间的访问。
该模式可以访问一个存储单元和一个存储映射寄存器。
和k23绝对寻址的指令其操作数为*(#k23),其中k23是一个23位的无符号常数。
使用这种寻址方法的指令将常数编码为3字节(去掉最高位)。
相同点:
k16绝对寻址和k23绝对寻址的指令不能与其他指令并行执行。
3.简述C55xDSP并行指令遵守的规则。
在并行指令中,必须遵守三条基本规则:
1两条指令的总长度不能超过6个字节。
2在指令的执行过程中不存在操作器、地址产生单元、总线等资源冲突。
3其中一条指令必须有并行使能位或两条指令符合软-双并行条件。
4.已知AC1=0200FC00H,AR3=0200H,(200)=3400H。
MOV*AR3+<
<
#16,AC1
执行上面指令后,AC1和AR3的值分别是多少?
BeforeAfter
AC1000200FC00AC10034000000
AR30200AR30201
20034002003400
5.已知AC0=EC000000H,AC1=00000000H,AR1=0200H,(200)=3300H,TC2=1。
ADDSUBCC_AR1,AC0,TC2,AC1
执行上面指令后,AC1、AR1和AC0的值分别是多少?
AC000EC000000AC000EC000000
AC10000000000AC1011F000000
AR10200AR10200
20033002003300
TC21TC21
SXMD0SXMD0
M400M400
ACOV10ACOV11
CARRY0CARRY1
6.已知AC0=69000000H,AC1=00230000H,_AR1=EF00H,AR2=0201H,_CDP=A067H。
执行下面指令后,
AMAR*AR2+
:
MACuns(*AR1),uns(*CDP),AC0>
>
#16
AC0、_AR1、AR2和AC1的值分别是多少?
AC00069000000AC00095C09200
AC10000230000AC10000230000
*AR1EF00*AR1EF00
AR20201AR20202
*CDPA067*CDPA067
ACOV00ACOV01
ACOV10ACOV10
CARRY0CARRY0
FRCT0FRCT0
SATD0SATD0
7.已知PC=004042H,AC0=0000000001H,根据下表的情况
Bbranch
执行上面指令后,PC和AC0分别是多少?
PC004042PC006047
AC00000000001AC00000000000
第四章
1.根据任务调度的方式不同,C55x处理器程序可以分为哪两类?
并简述其优缺点。
一类是由程序自己完成任务调度,另一类是由嵌入式操作系统完成任务调度。
由程序自身完成任务调度程序运行效率高,对硬件中断响应快,程序运行稳定,适合于任务较为单一,实时性较强的应用;
嵌入式操作系统完成任务调度,可以将应用分解为多个任务,简化了应用系统软件设计,更为重要的是良好的多任务设计有助于提高系统的稳定性和可靠性。
2.请利用指针将IO空间中地址从0x100到0x107中的值放置到数据空间*ptr指针当中。
ioportint*a;
Int*ptr
voidfoo(void)
{
i=0x100;
a=&
i;
for(intj=0;
j<
=7;
j++)
ptr[j]=a[j];
}
3.在o3级优化情况下,利用中断读取0x100000地址,并将值存放到变量in_flag中。
变量in_flag定义
volatileunsignedintin_flag;
中断服务程序
interruptvoidint_handler()
In_flag=(unsignedint*)0x100000;
4.在C语言编写的程序中,分别给出利用C语言和嵌套汇编语言打开全局中断的程序代码。
C语言打开全局中断
IRQ_globalEnable();
嵌套汇编语言打开全