DSP重点知识点总结修改版.docx

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DSP重点知识点总结修改版

DSP重点知识点

1.数字信号处理的实现方法（P1）

1）在通用计算机上用软件实现（速度较慢，一般用于DSP算法模拟）

2）在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现（专用性强，应用受限，不便于系统的独立运行）

3）用通用的单片机实现——用于不太复杂的数字信号处理（简单的DSP算法）

4）用专用的DSP芯片实现——具有更加爱适合DSP的软硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法

5）用专用的DSP芯片实现——特殊场合，要求信号处理速度极高（专用性强，应用受限）

2.DSP两种含义（P2）

1）数字信号处理技术（DigitalSignalProcessing）

2）数字信号处理器（DigitalSignalProcessor）

3.DSP芯片的结构（P2）

1）冯•诺依曼结构

片内程序空间和数据空间是合在一起的，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行的

2）改进的哈佛结构

程序空间和数据空间分开，1组程序存储器总线，3组数据存储器总线，3组地址总线，允许同时取指令和取操作数，还允许在程序空间和数据空间之间相互传送数据

3）多总线结构

一个机器周期内可以多次访问程序空间和数据空间，如TMS320C51x内部有P、C、D、E共4条总线，每条总线又包括地址总线和数据总线

4）流水线结构

4.DSP芯片的分类（P4）

1）按照基础特性分类：

静态DSP芯片

一致性DSP芯片

2）按照数据格式分类：

定点DSP芯片

浮点DSP芯片

3）按照用途分类：

通用型DSP芯片

专用型DSP芯片

5.TMS320C54x硬件结构（P8）

1）TMS320系列同一代芯片具有相同的CPU结构，但是片内存储器和片内外围设备的配置是不同的

2）TMS320C54x是16位定点DSP，采用改进的哈佛结构，有一组程序总线和三组数据总线

6.TMS320C54x总线结构（P10）

片内有8条16位主总线：

4条程序/数据总线和4条地址总线

7.累加器（P11）

39～32

31～16

15～0

ACCA累加器A

保护位

高阶位

低阶位

39～32

31～16

15～0

ACCA累加器B

保护位

高阶位

低阶位

累加器A和累加器B的差别仅在于累加器A的31～16位可以用做乘法器的一个输入，累加器A可以用来累加器寻址。

8.处理器工作方式控制及寄存器PMST（P15）

16～7

IPTR

MP/MC

OVLY

AVIS

DROM

CLKOFF

SMUL

SST

PMST各位定义

1）IPTR：

中断向量指针，9位字段中断向量驻留的128字程序存储区地址。

复位时9位全置1,中断向量序号为0→1111111110000000即向量地址FF80H

中断向量地址的计算：

中断向量地址由IPTR和左移2位后的中断向量序号K（0～31，左移后变成7位）所组成。

高9位

低7位

IPTR

K<<2

例：

INT0的中断向量序号为18，PMST寄存器的IPTR=011H，计算中断向量地址

1将中断向量序号转化成16进制

18→12H

2将12H转化成二进制码并左移2位，变成7位

→

0001

0010

100

1000

3将9位IPTR中断向量指针和左移后的中断向量序号结合即为所求

IPTR

INT

↓

向量

位

地址

2）MP/MC：

微处理器或微计算机工作选择位，高电平工作于微处理器状态，低电平工作于微计算机状态（可寻址片内的程序存储器）

3）OVLY：

RAM重复占位标志

4）SMUL：

乘法饱和方式位。

SMUL=1，使用多项式加MAC或多项式减MAS指令进行累加时，对乘法结果进行饱和处理，且只有当OVM=1，FRCT=1时，SMUL位才起作用。

只有LP器件有此状态位，其他器件此位均为保留位。

当执行MAC或MAS时，进行多项式加或减之前，小数模式的8000H×8000H处理成为7FFFFFFFH。

如果不设定小数模式，且OVM=1，在完成加或减之前，乘法结果不进行饱和处理，只对MAC或MAS执行的结果进行饱和处理

5）SST：

存储饱和位。

SST=1，对存储前的累加器进行饱和处理。

饱和处理是在移位操作执行完成之后进行的。

◆根据指令要求对累加器的40位数据进行移位

◆将40位数据饱和处理成32位数据，饱和处理与SXM位有关。

如果SXM=0，数据为正，如果数值大于7FFFFFFFH，则饱和处理的结果为7FFFFFFFH；如果SXM=1，若移位后，数值大于7FFFFFFFH，则饱和处理的结果为7FFFFFFFH;若移位后数值小于80000000H，则生成80000000H

◆按指令要求操作数据

◆在指令执行期间，累加器的内容不变

9.状态寄存器ST0（P16）

15～13

8～0

ARP

OVA

OVB

ST0各位定义

1）OVA：

累加器A的溢出标志

2）OVB：

累加器B的溢出标志

3）DP：

数据存储器页指针。

将DP的9位数作为高位与指令中的低7位作为低位结合，形成16位直接寻址方式下的数据存储器地址

10.状态寄存器ST1（P16）

4～0

BRAF

CPL

INTM

OVM

SXM

C16

FRCT

CMPT

ASM

ST1各位的定义

1）BRAF：

块重复操作标志位。

2）CPL：

直接寻址编辑方式标志位。

CPL=1，表示选用栈指针（SP）的直接寻址方式；CPL=0，表示选用页指针（DP）的直接寻址方式

3）INTM：

中断方式控制位。

=1，由SSBX指令控制，关闭所有可屏蔽中断，

=0，由RSBX指令控制，开放所有可屏蔽中断

4）OVM：

溢出方式控制位。

OVM=1，ALU运算若正数溢出，目的累加器置正的最大值（007FFFFFFFH）；若负数溢出，置成负的最大值（FF80000000H）。

OVM=0，直接加在实际运算结果，可由SSBX和RSBX置位或清零

5）SXM：

符号位扩展方式控制字。

SXM=1，数据进入ALU之前进行符号位扩展；SXM=0，数据进入ALU之前符号位禁止扩展。

可由SSB和RSBS置位或清零

6）FRCT：

小数方式控制位。

FRCT=1，乘法器输出自动左移1位，消去多余的符号位

11.TMS320C54x的片内存储空间分为3个可选择的存储空间：

64KW的程序存储空间、64KW的数据存储空间和64KW的I/O存储空间，共192KW。

所有的TMS320C54x芯片都包括随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

RAM又分两种：

一种是只可一次寻址的RAM（SARAM），另一种是可以两次寻址的RAM（DARAM）//P17

12.TMS320C54x的片内ROM、DARAM、SARAM都可以通过软件映射到程序空间。

从0080H开始将DARAM分成每80H（128）个存储单元为一个数据块//P20

13.寻址存储器映射CPU寄存器无需等待周期，存储器映射外设存储器至少需要两个机器周期，由片内外设电路决定//P20

14.数据页0（0H～7FH）不能映射到程序空间//P20

15.特殊功能寄存器（P20）

1）第一类特殊功能寄存器

第一类特殊功能寄存器为26个，连续分布在数据存储区的0H～1FH地址范围内，主要用于程序的运算处理和寻址方式的选择及设定

2）第二类特殊功能寄存器

第二类特殊功能寄存器连续分布在20H～5FH的存储区内，主要用于控制片内外设，包括串口通信控制寄存器组、定时器定时控制寄存器组、机器周期设定寄存器组等

16.TMS320C54x芯片都有

和XF两个通用I/O引脚//P22

17.软件可编程等待发生器能把外部总线周期扩展到最多14个机器周期，以适应较慢的片外存储器和I/O设备//P22

18.复位输入引脚

的电平变化——出现两个外部时钟周期以上的低电平，引脚变为高电平后，程序从指定的存储地址FF80H开始运行。

复位有三种方式上电复位、手动复位和软件复位//P23

19.复位时ST0=1800H，ST1=2900H，PMST=FF80H//P23

20.寻址方式（P25）

1）立即数寻址

LD#0F0H,A

在数值或符号前面加一个“#”号表示是一个立即数否则被认为是一个地址

2）绝对地址寻址

绝对地址的代码为16位，所以包含绝对寻址的指令至少要两个字长

1数据存储器地址（dmad）寻址——用程序标号或数据寻址

MVKDDATA1,*AR2

DATA1标注的地址就是一个dmad值，DATA1必须适合程序中的标号或者DSP内部已经定义的单元

2程序存储器地址（pmad）寻址——用一个符号或具体的数寻址

MVPDTABLE1,*AR2

TABLE1所标注的地址就是一个pmad值，TABLE1标注的程序存储单元中的一个字

程序存储器地址寻址和数据存储器地址寻址区别仅在于空间不同

3端口寻址

PORTRF2F0,*AR5

F2F0指的是端口地址，端口地址寻址只涉及两条指令，端口读（PORTR）和端口写（PORTW）

片外存储空间也只有WRITA和READA两条指令

4*（1K）寻址

LD*（BUFFER）,A

用一个符号或一个常数来确定数据存储器中的一个地址，访问数居空间的任意单元而不改变数据页（DP）的值，也不用对AR进行初始化。

不能与RPT，RPTZ一起使用

采用绝对寻址方式时，指令长度将在原来的基础上增加一个字

3）累加器寻址

只有两条指令READA和WRITA可以采用累加器寻址

4）直接寻址

ADDSAMPLE,A;把存储器单元SAMPLE中的内容加到累加器A中去

或ADD@x,A;将符号@加在变量x的前面

CPL=0dmad值与9位的DP值结合，形成16位的数据存储器地址

CPL=1dmad值加上（正偏移）SP的值，形成16位的数据存储器地址

dmad值指的是指令寄存器IR的低7位

5）间接寻址

间接寻址方式按照辅助寄存器中的地址访问存储器（8个16位辅助寄存器AR0～AR7，两个辅助寄存器算数单元ARAU0和ARAU1）

1单操作数寻址

2循环寻址

3位倒序寻址

位倒序寻址提高了执行速度和在FFT算法的程序中使用储存器的效率。

在这种寻址方式中，AR0存放的整数N是FFT点数的一半，当使用位倒序寻址方式把AR0加到辅助寄存器中时，地址以位倒序方式产生，即进位是从左向右的，而不是从右向左

4双数据存储器操作数寻址

用Xmem和Ymem代表这两个数据存储器操作数，Xmem表示读操作数，Ymem在读两个操作数时表示读操作数，而在一个读同时并行一个写的指令表示写操作数

6）堆栈寻址

共有4条指令使用堆栈寻址方式访问堆栈：

PSHD——把一个数据存储器的值压入堆栈

PSHM——把一个存储器映射寄存器的值压入堆栈

POPD——把一个数据存储器的值弹出堆栈

POPM——把一个储存器映射寄存器的值弹出堆栈

21.指令系统（P34）

22.流水线操作，是指在执行多条指令时，将每条指令的预取指、取指、译码、寻址、读取操作数、执行等阶段，相差一个阶段重叠执行，以减少指令执行时间，从而增加处理器的处理能力//P50

23.TMS320C54x采用6级深度的指令流水线作业，它们之间彼此独立，即在任何一个机器周期内，可以有1～6条不同的指令同时工作，但每条指令工作在流水线的不同级上//P51

6级流水线的功能

第1级

第2级

第3级

第4级

第5级

第6级

P（预取指）

F（取指）

D（译码）

A（寻址）

R（读数）

X（执行）

24.延迟分支转移的流水线和条件执行指令的流水线（P51～P52）

25.数字信号处理系统的设计过程（P61）

26.常用的汇编命令（P68）

汇编命令

作用

举例

.title

紧随其后的是汇编语言程序正文

.title“example.asm”

.end

结束汇编命令

放在汇编语言程序的最后

.text

紧随其后的是汇编语言程序正文

经汇编后，紧随.text后的是可执行程序代码

.data

紧随其后的是已初始化数据

有两种数据形式：

.int和.word

.int

.int用来设置一个或多个16位无符号整型量常数

table:

.word1,2,3,4

.word6,8,4,2

表示在程序存储器标号为table开始的8个单元中存放初始化数据1，2，3，4，6，8，4，2

.word

.word用来设置一个或多个16位符号整型量常数

.bss

.bss为未初始化变量保留存储空间

.bssx,4表示在数据存储器中空出4个存储单元存放变量x1，x2，x3和x4

.sect

建立包含代码和数据的自定义段

.sect“vectors”定义向量表，紧随其后的是复位向量和中断向量，名为vectors

.usect

为未初始化变量保留存储空间的自定义段

STACK.usect“STACK”,10h在数据存储器中留出16个单元作为堆栈区，名为STACK

.def

在此模块中定义，可为别的模块引用

.def

.mmregs

将寄存器名定义为全局符号，这样就可以直接引用寄存器

.mmregs

27.COFF文件中的段（P79）

1）3种形式的段：

.text段（此段通常包含可执行代码）

.data段（此段通常包含初始化数据）

.bss段（此段通常为未初始化变量保留存储空间）

2）段的基本类型：

初始化段

.text段、.data段、.sect汇编命令建立的自定义段均是已初始化段

未初始化段

.bss段、.usect汇编命令建立的自定义段均是未初始化段

28.如果连接命令文件中没有MEMORY和SECTIONS命令（默认情况），则连接器就从地址0080H开始，一个段接着一个段地进行配置//P84

29.Simulator纯粹以软件来模拟源平台的功能和运行结果（软件仿真）；Emulator以软件和硬件来模拟源平台的内部设计、行为和运行结果（硬件支持）//P119

30.条件算符（P140）

条件分支转移指令或条件调用、条件返回指令都是条件来限制分支的转移、调用和返回操作。

条件算符分成两组，每组组内还有分类

第1组：

EQNEQ

LEQGEQ

LTGT

NOV

第2组：

NTC

BIO

NBIO

选用条件算符时应当注意以下3点：

●第1组：

组内两类条件可以进行与/或运算，但不能在组内同一类中选择两个条件算符与/或。

当选择两个条件时，累加器必须是同一个。

例如，可以同时选择AGT和AOV，但不能同时选择AGT和BOV

●第2组：

可从组内3类算符中各选一个条件算符与/或，但不能在组内同一类中选两个条件算符与/或。

例如，可以同时测试TC、C、和BIO，但不能同时测试NTC和TC

●组与组之间的条件只能进行或运算

31.乘加运算（P145）

1）简单乘加

计算

其中

.title“zh1.asm”

.mmregs

STACK.usect“STACK”,10H

.bssm,1

.bssx,1

.bssb,1

.bssy,1

.defstart

.data

table:

.word3,15,20

.text

start:

STM#0,SWWSR

STM#STACK+10H,SP

STM#m,AR1

RPT#2

MVPDtable,*AR1+

CALLSU

end:

Bend

SU:

LD@m,T

MPY@x,A

ADD@b,16,A

STHA,@y

RET

.end

2）乘加小数

计算

.title“zh2.asm”

.mmregs

STACK.usect“STACK”,10H

.bssa,4

.bssx,4

.bssy,1

.defstart

.data

table:

.word1*32768/10

.word2*32768/10

.word-3*32768/10

.word4*32768/10

.word8*32768/10

.word6*32768/10

.word-4*32768/10

.word-2*32768/10

.text

start:

SSBXFRCT

STM#0,SWWSR

STM#STACK+10H,SP

STM#a,AR1

RPT#7

MVPDtable,*AR1+

STM#x,AR2

STM#a,AR3

RPTZA,#3

MAC*AR2+,*AR3+,A

STHA,@y

end:

Bend

.end

3）乘加整数

题目同上，其中

.title“zh3.asm”

.mmregs

STACK.usect“STACK”,10H

.bssa,4

.bssx,4

.bssy,1

.defstart

.data

table:

.word1,2,3,4

.word5,6,7,8

.text

start:

STM#0,SWWSR

STM#STACK+10H,SP

STM#a,AR1

RPT#7

MVPDtable,*AR1+

STM#x,AR2

STM#a,AR3

RPTZA,#3

MAC*AR2+,*AR3+,A

STLA,@y

STHA,@y+1

end:

Bend

.end

32.重复操作（P148）

对数组x[5]中的每个元素初始化为2，再给每个元素加1

.title“zh4.asm”

.mmregs

STACK.usect“STACK”,10H

.bssx,5

.defstart

.text

start:

STM#0,SWWSR

STM#STACK+10H,SP

STM#x,AR1

LD#2H,A

RPT#4

STLA,*AR1+

LD#1,16,B

STM#4,BRC

STM#x,AR4

RPTBnext-1

ADD*AR4,16,B,A

STHA,*AR4+

LD#0,B

end:

Bend

.end

33.长字运算（P156）

长字（32位）指令如下：

DLDLmem,dst;dst=Lmem

DSTsrc,Lmem;Lmem-src

DADDLmem,src,[,dst];dst=src+Lmem

DSUBLmem,src,[,dst];dst=src+Lmem

DRSUBLmem,src,[,dst];dst=Lmem-src

1）偶地址排列法

.title“zh5.asm”

.mmregs

STACK.usect“STACK”,10H

.bssa,2

.bssy,2.

.defstart

.data

table:

.word06CACH,0BD90H

.text

start:

STM#0,SWWSR

STM#STACK+10H,SP

STM#a,AR1

RPT#1

MVPDtable,*AR1+

STM#a,AR3

DLD*AR3+,A

end:

Bend

.end

执行后结果：

A=006CACBD90H

（0100H）=6CACH

（0101H）=BD90H

2）奇地址排列法

.title“zh6.asm”

.mmregs

STACK.usect“STACK”,10H

.bssa,2

.bssy,2.

.defstart

.data

table:

.word0BD90H,06CACH

.text

start:

STM#0,SWWSR

STM#STACK+10H,SP

STM#a,AR1

RPT#1

MVPDtable,*AR1-

STM#a,AR3

DLD*AR3+,A

end:

Bend

.end

执行后结果：

A=006CAC6CACH

（0100H）=6CACH

（0101H）=BD90H

总结：

偶地址排列，高字存放于偶地址，地址加一存放低字。

奇地址排列，高字存放于奇地址，地址减一存放低字。

34.FIR滤波器的实现方法（P192）

双操作数、带移位FIR滤波器实现程序如下：

数据存储器

暂存

AR1→

程序存储器

PAR→COEF

.title“zh7.asm”

.mmregs

.defstart

x.usect“x”,5

PA0.set0

PA1.set1

.data

COEF:

.word1*32768/10

.word-4*32768/10

.word3*32768/10

.word-4*32768/10

.word1*32768/10

.text

start:

SSBXFRCT

STM#x+5,AR1

STM#4,AR0

LD#x+1,DP

PORTRPA1,@x+1

FIR3:

RPTZA,#4

MACD#AR1-,table,A

STHA,*AR1

PORTW*AR1+,PA

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