1、最新DSP习题答案DSP习题答案习 题 答 案第1章1简述典型实时数字信号处理系统组成部分。答:包括:抗混叠滤波器(Anti-aliasing filter)、模数转换器ADC(Analog-to-Digital Converter)、数字信号处理、数模转换器DAC(Digital-to-Analog Converter)和抗镜像滤波器(Anti-image filter)。2简述X86处理器完成实时数字信号处理的优缺点。答:利用X86处理器完成实时数字信号处理。特点是处理器选择范围宽,主板及外设资源丰富,有多种操作系统可供选择,开发、调试较为方便;缺点是数字信号处理能力不强,硬件组成较为复杂
2、,系统体积、重量较大,功耗较高,抗环境影响能力较弱。3简述数字信号处理器的主要特点。答:(1)存储器采用哈佛或者改进的哈佛结构;(2)内部采用了多级流水;(3)具有硬件乘法累加单元;(4)可以实现零开销循环;(5)采用了特殊的寻址方式;(6)高效的特殊指令;(7)具有丰富的片内外设。4给出存储器的两种主要结构,并分析其区别。答:存储器结构分为两大类:冯诺依曼结构和哈佛结构。冯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,
3、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。答: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。
4、(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2章1TMS320C55x DSP 有哪些特征和优点?答:(参见表2-2)。一个 32位16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17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
5、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。2TMS320C55x DSP的内部结构由哪几部分组成? 答:(参见图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,以及5条23位的数据地址总线,这些总线分别与CPU相
6、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?答:C55x的指令缓冲单元由指令缓冲队列IBQ(Instruction Buffer Queue)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,
7、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
8、外,还可以向D单元的ALU和A单元的ALU提供移位后的数据。4TMS320C55x DSP 的流水线操作包括多少个阶段?每一阶段完成什么操作?答: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。5TMS320C55x DSP有哪些片上外设?答: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(
9、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。6TMS320C55x 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?答: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IEEE 1149.1标准的测试/仿真接口的引脚有哪几个?答:TCK引脚、TDI引脚、TDI引脚
10、、TRST、EMU0、/OFF第3章1C55x DSP支持哪三种寻址模式?答:C55x DSP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。答:不同点: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
11、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C55x DSP并行指令遵守的规则。答:在并行指令中,必须遵守三条基本规则: 两条指令的总长度不能超过6个字节。 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。 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+ #16AC0、*AR1、AR2和AC1的值分别是多少? 答:Before AfterAC0 00 6900 0000 AC0 00 95C0 9200AC1 00 0023
12、0000 AC1 00 0023 0000*AR1 EF00 *AR1 EF00AR2 0201 AR2 0202*CDP A067 *CDP A067ACOV0 0 ACOV0 1ACOV1 0 ACOV1 0CARRY 0 CARRY 0M40 0 M40 0FRCT 0 FRCT 0SATD 0 SATD 07已知PC=004042H,AC0=0000000001H,根据下表的情况B branch执行上面指令后,PC和AC0分别是多少?答:Before AfterPC 004042 PC 006047AC0 00 0000 0001 AC0 00 0000 0000第4章1根据任务调度的
13、方式不同,C55x处理器程序可以分为哪两类?并简述其优缺点。答: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I/O空间中地址从0x100到0x107中的值放置到数据空间*ptr指针当中。答:ioport int *a; Int *ptrvoid foo (void)i = 0x100;a = &i;for(int
14、j=0;j=7;j+)ptr j=aj;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。答:变量in_flag定义 volatile unsigned int in_flag; 中断服务程序 interrupt void int_handler()In_flag= (unsigned int *)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。答:C语言打开全局中断 IRQ_globalEnable(); 嵌套汇编语言打开全局中断 asm (“BCLR ST1_INTM”);5给出函数int fn(lo
15、ng l1, long l2, long l3, int *p4, int *p5, int *p6, int *p7, int *p8, int i9, int i10)中传送参数所使用的寄存器。答:输入参数通过AC0、AC1、AC2、AR0、AR1、AR2、AR3、AR4、T0、T1传递,输出参数通过T0传送参数。6在.sine数据段中定义一个16点的正弦表,其数值采用Q15方式存放。(Q15即小数点在第15位)答: .sina .word 0, 12539,23170,30273.word 32767, 30273,23170,12539 .word 0,-12539,-23170,-3
16、0273.word -32767,-30273,-23170,-125397在.mydata段中为a,b,c分别预留10、20、5个字的空间。答: .def _a .def _b .def _c .sect mydata _a: .space 10*16; _b: .space 20*16; _c: .space 5*16 ;8请给出调用图像和视频处理库所需要的.h文件和.lib文件。答:调用图像和视频处理库需要需要包含imagelib.h文件,如过采用小模式编程需要55ximage.lib,而采用大模式编程需要55ximagex.lib库。第5章1C55x的片内外设可以分为哪几类?这些片上外
17、设可以通过什么工具完成片上外设的操作?答:可以分为时钟与定时器类、外部设备连接接口、信号采集和通信接口类以及其他外设。用户可以通过片上外设支持库完成外设的操作,片上外设支持库为用户提供了控制片上外设的函数、宏等工具,用户可以通过程序或者DSP/BIOS完成这些函数和宏的调用。2片上外设支持库具有什么特点?答:(1)采用标准协议对外设进行编程。片上外设支持库采用标准协议实现片上外设的编程,这些协议包括数据类型、定义外设配置的宏定义,以及实现各种外设操作的函数等;(2)基本资源管理。可以通过程序实现多通道外设的资源管理;(3)设备的符号描述。片上外设支持库通过对外设寄存器和寄存器域的符号定义,使得
18、程序在不同DSP之间的移植变得容易,而当DSP的版本发生升级时,可以最大程度减少程序的修改。3如何测试时钟发生器是否正常工作?答:(1)检查DSP的时钟输入引脚CLKIN、时钟输出引脚CLKOUT和时钟模式引脚CLKMD连接是否正确,正常情况下CLKIN应接时钟源,而CLKMD应拉高或拉低,CLKOUT应是信号输出引脚;(2)系统加电后测量CLKIN引脚时钟输入是否正常,信号的高低电平及占空比是否满足需要;(3)在没有进行软件设置的情况下,DSP在复位后CLKOUT的输出直接受CLKMD控制,当CLKMD为高,CLKOUT的输出频率将等于CLKIN的频率,CLKMD为低则CLKOUT输出将等于
19、CLKIN的频率的1/2;(4)如果以上步骤运行正常,则利用软件设置CLKMD寄存器,使时钟产生器工作于PLL锁相环模式下,此时再检测CLKOUT信号,查看锁相环是否正常工作。4设数字信号处理器定时器输入时钟频率为100MHz,如果要求定时器发送中断信号或同步事件信号的频率为1000次每秒,需要如何对定时器进行设置?答:根据公式 TINT频率输入时钟频率为100MHz,由于TDDR为4位,这里我们把TDDR设为9,则PRD为9999。5为了完成McBSP串口的测试,需要其在回环模式下工作,试画出回环模式工作框图。答:6系统需要通过EHPI接口完成引导,在该引导模式下需要如何对通用引脚进行设置?
20、答:在EHPI引导模式下,BOOTM3:0的值为1101B,下面给出通过GPIO设置DSP上电方式示意图。7如何对通用输入/输出引脚进行测试?答:(1)输入口测试。输入口测试步骤如下: 通过I/O方向寄存器IODIR设置某一个引脚为输入方向; 在已设置为输入方向的引脚上外加LVTTL信号; DSP访问I/O数据寄存器IODATA查看引脚上的逻辑电平,与外加LVTTL电平比较来测试输入口是否工作正常。(2)输出口测试。输出口测试步骤如下: 通过I/O方向寄存器IODIR设置某一个引脚为输出方向; 在I/O数据寄存器IODATA上设置这个引脚的逻辑电平; 测量引脚的电平,与设置的逻辑电平相比较来检
21、测输出口是否正常工作。8DMAGCR寄存器中的EHPIEXCL位设置为0或1时有何区别?答:当EHPIEXCL=0,HPI和DMA通道共享DARAM、SARAM和EMIF;当EHPIEXCL=1,HPI独占DARAM和SARAM,DMA通道只能访问EMIF和外设。第6章1CCS集成开发环境有哪些功能?答:CCS的功能十分强大,它集成了代码的编辑、编译、链接和调试等功能,而且支持C和汇编混合编程,其主要功能如下。集成可视化代码编辑界面:可直接编写C、汇编、C和汇编混合、.H文件、.cmd文件等。集成代码生成工具:包括汇编器、优化C编译器、链接器等,将代码的编辑、编译、链接和调试等功能集成到一个开
22、发环境中。基本调试工具:可以装入执行代码(.out文件),查看寄存器窗口、存储器窗口、反汇编窗口和变量窗口,并且支持C源代码级调试。断点工具:能在调试程序的过程中,设置软件断点、硬件断点、数据空间读/写断点、条件断点(使用GEL编写表达式)等。探针调试工具(probe points):可用于算法仿真,数据监视等。性能分析工具(profile points):可用于评估代码执行的时钟数。实时分析和数据可视化工具:例如:数据的图形显示工具,可绘制时域/频域波形、眼图、星座图、图像等,并具有自动刷新功能(使用Animate命令运行)。GEL工具:用户利用GEL扩展语言可以编写自己的控制面板/菜单,设
23、置GEL菜单选项,可方便直观地修改变量,配置参数等。支持实时数据交换RTDX(Real Time Data Exchange)技术:该技术可在不中断目标系统运行的情况下,实现DSP与其他应用程序(OLE)的数据交换。提供DSP/BIOS工具:增强对代码的实时分析能力,如分析代码执行的效率、调度程序执行的优先级、方便管理或使用系统资源(代码/数据占用空间,中断服务程序的调用,定时器使用等),从而减少了开发人员对硬件资源熟悉程度的依赖性。支持多DSP的调试。2在CCS集成开发环境中可以使用的仿真设备包括哪些?答:仿真设备包括软仿真器(Simulator)、各种硬仿真器(Emulator)、TI或第
24、三方公司提供的DSP初学者套件(DSK)和DSP评估板(EVM)等。3CCS的所有窗口都含有一个关联菜单,如何打开一个窗口的关联菜单?答:只要在该窗口中单击右键,就可以打开关联菜单。4CCS为用户提供了哪几种常用的工具条?答:常用工具条包括:标准工具条、编辑工具条、项目工具条和调试工具条。5怎样创建一个新的工程项目?答:工程项目的创建过程包括:(1)在主菜单“Project”中选择“New”选项,弹出下图所示的对话框。(2)在“Project Name”域中输入要创建的项目名,在“Location”域输入或选择将要创建的工程项目所处的目录,对于每个新建的工程项目,最好建立不同的目录。(3)从“
25、Project”下拉列表中选择要创建的工程项目的配置(可执行程序.out或目标库函数.lib)。(4)在“Target”下拉列表中选择将要创建的工程项目所对应的目标器件系列(TMS320C54xx、TMS320C55xx、TMS320C62xx等)。(5)单击“Finish”按钮就完成了一个工程项目的创建。6如果工程文件是基于C语言编写的,怎样向工程项目中添加运行时支持库?答:在主菜单中选择“Project”中的“Add Files to Project”选项,或在工程项目浏览窗口单击项目名,在弹出的对话框中选择“Add Files”选项。在弹出的对话框中选择要添加文件的目录,在CCS的安装目
26、录“c5500cgtoolslib”下,在添加文件对话框的“文件类型”下拉列表中要选择“Object and Library Files(*.o*,*.l*)”,向工程里添加“rts55x.lib”或“rts55.lib”文件。7在调试程序时,经常使用断点,它的作用是什么?怎样设置和删除断点?答:程序运行过程中如果遇到断点,就会暂时停止运行,回到调试状态。用户可以通过查看变量、图形等方式,发现程序中的错误。断点可以设置在源代码行上,也设置在反汇编窗口中的指令行上。有三种方法可以快速地设置断点。 在反汇编窗口或含有C/C+的源代码窗口中,将光标移动到需要设置断点的指令行上,单击右键,在弹出的菜单
27、中选择“Toggle breakpoint”命令,在本行左边会出现红色标记,表示此处有断点。 在反汇编窗口,双击要设置断点的指令行,在源代码窗口,双击指令行左边的页边,即可完成断点的设置。 可以单击工具条上的按钮来添加断点。可以使用以下任何一种方法删除断点。在反汇编窗口或含有C/C+的源代码窗口中,将光标移动到已经设有断点的指令行上,单击右键,在弹出的菜单中选择“Toggle breakpoint”命令来取消断点。在反汇编窗口,双击已经设有断点的指令行,在源代码窗口,双击设有断点的指令行左边的页边,即可取消断点。可以单击工具条上的按钮来删除断点。选择“Debug”菜单中“Breakpoints
28、”命令,出现如图6-38所示的“Break/Probe Points”对话框,在断点列表中选择要删除的断点,单击“Delete”按钮,单击“OK”按钮即可。8什么是探针点?它的作用是什么?怎样设置和删除探针点?答:探针点(Probe Point)是CCS中比较有特色的工具,程序运行到探针点会执行特定的操作,如刷新图形、文件输入/输出等。有两种方法可以很方便地设置探针点:将光标移动到需要设置探针点的位置,单击右键,在弹出的菜单中选择“Toggle Probe Point”命令,该行最左边将出现一个蓝色菱形探针点标志;或单击项目工具条上的按钮 完成探针点的设置。探针点的删除:在反汇编窗口或含有C/
29、C+的源文件中,将光标移动到已设置探针点的位置,单击右键,在弹出的菜单中选择“Toggle Probe Point”命令即可删除探针点;或单击项目工具条上的按钮 删除探针点。单击项目工具条上的按钮可以删除所有探针点。第7章1如果电源芯片TPS54110的输出电压为1.4V,应如何设置R1、R2的电阻阻值?答:根据公式 如果R2为3.92k,将值带入公式,最后得到R1为6.86k。2请给出TMS320VC5510的上电加载方式。答:TMS320VC5510的上电加载方式有SPI口加载方式,EMIF口加载方式、EHPI口加载方式和McBSP口加载方式。3C55x系列处理器在使用TLC5510完成并行采样时可以采用哪几种方式读取采样数据?答:处理器读取采样数据可以通过两种方式进行,即中断方式或者DMA方式。4简述采用DMA方式完成TLC5510数据采集的特点和优点。答:DMA方式是把INT3引脚的低电平信号作为DMA同步事件,由它引发DMA传送,从而将采样数据导入处理器存储器,该方式的
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