目录
1绪论 (2)
1.1实习题目 (2)
1.2课题研究的目的 (2)
1.3 DSP简介 (2)
2开发运行环境CCS (3)
3实验原理 (4)
4软件设计 (8)
4.1程序流程图 (8)
4.2源程序 (8)
4.3设计步骤 (8)
5实习心得 (19)
6参考文献 (19)
附录 (20)
1. 绪论
1.1实习题目
傅立叶变换是一种将信号从时域变换到频域的变换形式，是声学，语音，电信和信号处理等领域中一种重要的分析工具。快速傅立叶变换（FFT）是快速计算DFT的一种高效方法，FFT的出现使DFT的运算大大简化，运算时间缩短一至两个数量级之多，DSP芯片的出现使FFT的实现变得更加方便。
1.2课题研究的目的
随着电子技术和集成电路技术的飞速发展，数字信号处理已经广泛地应用于通信、信号处理、生物医学以及自动控制等领域中。离散傅立叶变换（DFT）及其快速算法FFT作为数字信号处理的基本变换，有着广泛的应用。特别是近年来，基于FFT的ODFM技术的兴起，进一步推动了对高速FFT处理器的研究。FFT算法从出现到现在已有四十多年代历史，算法理论已经趋于成熟，但是其具体实现方法却值得研究。面向高速、大容量数据流的FFT实时处理，可以通过数据并行处理或者采用多级流水线结构来实现。特别是流水线结构使得FFT处理器在进行不同点数的FFT计算时可以通过对模板级数的控制很容易的实现。分析和比较了各种FFT算法后，选择基2和基4混合频域抽取算法作为FFT处理器的而实现算法，一种高速、处理点数可变的流水线结构FFT处理器的实现方法。
1.3 DSP简介
数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。DSP有两种含义：Digital Signal Processing（数字信号处理）、Digital Signal Processor (数字信号处理器)。我们常说的DSP指的是数字信号处理器。数字信号处理器是一种适合完成数字信号处理运算的处理器。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。
数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围及其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信
理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。
DSP主要应用在数字信号处理中，目的是为了能够满足实时信号处理的要求，因此需要将数字信号处理中的常用运算执行得尽可能快，这就决定了DSP的特点和关键技术。适合数字信号处理的关键技术：DSP包含乘法器、累加器、特殊地址产生器、领开销循环的等；提高处理速度的关键技术：流水线技术、并行处理技术、超常指令（VLIW）、超标量技术、DMA等。从广义上讲，DSP、微处理器和微控制器（单片机）等都属于处理器，可以说DSP是一种CPU。DSP和一般的CPU又不同，最大的区别在于：CPU是冯.诺伊曼结构的；DSP是数据和地址空间分开的哈佛结构。
2.开发运行环境CCS
TI Code Composer Studio (CCStudio) 是 TI eXpressDSPTM 实时软件技术的重要组成部分 , 它可以使开发人员充分应用 DSP 的强大功能。随着 TI 的 TMS 320C 5000 （ C5K ）和 TMS 320C 6000 （ C6K ）DSP 平台的应用范围不断扩大 , 已经由其应用于下载视频流的手持因特网接入产品扩展到蜂窝通信网络和光网络的通信基础设施 ,eXpressDSPTM 也便获得了越来越多软件工程师的青睐。
eXpressDSP 还包含了 DSP/BIOS 可伸缩内核，TMS320TMDSP 标准算法的应用互操作性和可重复使用性以及 400 多家第三方厂商支持。大部分厂商提供 eXpressDSP 兼容算法、即插式应用以及种类繁多的硬件配件和咨询服务。
Code Composer Studio 3.1 能够使开发人员编制出更多面向高级DSP 应用的、紧凑的高性能代码。通过实时接入的 DSP 开发者之家网站 , 内置 Update Advisor 对最新的工具、驱动程序及其技术进行自动的流线式管理。只要确保代码和功能调用的正确输入 , 凭借编辑器程序中的Dynamic CodeMaestro 技术即可快速生成 C 和 C++ 编码。
TI 的 eXpressDSP产品市场营销经理 Mike Trujillo 说：通过充分利用CCS的工具与功能，编程人员能够大大缩短应用开发的时间。使用CCStudio 生成的高度优化代码，工程师能够最大限度地发挥高性能 DSP 的全部功能，或者，在其它情况下能够以成本更低的器件来满足其应用需求。
Code Composer Studio v3.1 使开发人员能够无缝管理任何复杂程度的项目 , 其项目管理器通过一个集成版本的控制接口与通用资源控制器连接 , 管理着成千上万的文件。同时支持外部“文件制作”功能 ,
使项目能够在 PC 和 UNIX 平台上交叉运行。他们可以通过采用一个改进的产品开发流程 , 就可实现同一组项目文件的共享。于是可以使他们的开发周期缩短数周 , 并获得时间上提前于竞争对手推向市场的优势。 对于那些希望把业界领先的 C6000 TM DSP 平台的高性能与 C5000 TM DSP 平台的低功耗相结合的系统开发者来说 ,Code Composer Studio v3.1 为使其同时调试混合多处理器成为了可能。 Code Composer Studio v3.1 还增加了实时数据交换 (RTDX TM ) 仿真功能 , 可支持来自任何地方的 2 至 50 个 C5000 和 C6000 DSP 器件同时运行。此外 , 支持 RTDX 的仿真器还实现了实时 DSP/BIOS TM 仿真调试 , 该高级调试功能可以使开发人员更深入地了解 DSP 代码在硬件或仿真状态中的运行情况。
N 越大，DIT-FFT 运算量就减少得越多，FFT 的优越性就更加突出。例如，当N=256时，直接计算中复数乘法次数为65 536，FFT 算法中复数乘法次数为1024，速度提高倍数为64。
3.实验原理
3.1设计原理
3.1.1离散傅里叶变换DFT
对于长度为N 的有限长序列x(n)，它的离散傅里叶变换（DFT ）为
X(k)= ∑∞
=0*)(n W n x N -nk （1）
式中，W N =e -j*2π/N
，称为旋转因子或蝶形因子。
从DFT 的定义可以看出，在x(n)为复数序列的情况下，对某个k 值，直接按（1）式计算X(k) 只需要N 次复数乘法和（N-1）次复数加法。因此，对所有N 个k 值，共需要N 2次复数乘法和N(N-1)次复数加法。对于一些相当大有N 值（如1024点）来说，直接计算它的DFT 所需要的计算量是很大的，因此DFT 运算的应用受到了很大的限制。 3.1.2快速傅里叶变换FFT
FFT 并不是一种新的变换，它是离散傅立叶变换（DFT ）的一种快速算法。由于我们在计算DFT 时一次复数乘法需用四次实数乘法和二次实数加法；一次复数加法则需二次实数加法。每运算一个X （k ）需要4N 次复数乘法及2N+2（N-1）=2（2N-1）次实数加法。所以整个DFT 运算总共需要4N^2 次实数乘法和N*2(2N-1)=2N(2N-1)次实数加法。如此一来，计
lbN
N
lbN N N L N N 2)2()2(22=
=
算时乘法次数和加法次数都是和N^2 成正比的，当N 很大时，运算量是可观的，因而需要改进对DFT 的算法减少运算速度。
直接计算DFT 需要N2次复数乘法，N(N-1)次复数加法，直接计算DFT 与DIT-FFT 复数乘法的运算量之比为：
旋转因子W N 有如下的特性。
对称性：W N k+N/2=-W N k （2） 周期性：W N n(N-k)=W N k(N-n)=W N -nk （3）
利用这些特性，既可以使DFT 中有些项合并，减少了乘法积项，又可以将长序列的DFT 分解成几个短序列的DFT 。FFT 就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的。
FFT 的算法是将长序列的DFT 分解成短序列的DFT 。例如：N 为偶数时，先将N 点的DFT 分解为两个N/2点的DFT ，使复数乘法减少一半：再将每个N/2点的DFT 分解成N/4点的DFT ，使复数乘又减少一半，继续进行分解可以大大减少计算量。最小变换的点数称为基数，对于基数为2的FFT 算法，它的最小变换是2点DFT 。
一般而言，FFT 算法分为按时间抽取的FFT （DIT FFT ）和按频率抽取的FFT （DIF FFT ）两大类。DIF FFT 算法是在时域内将每一级输入序列依次按奇／偶分成2个短序列进行计算。而DIF FFT 算法是在频域内将每一级输入序列依次奇／偶分成2个短序列进行计算。两者的区别是旋转因子出现的位置不同，得算法是一样的。在DIF FFT 算法中，旋转因子W N 出现在输入端，而在DIF FFT 算法中它出现在输入端。
假定序列x(n)的点数N 是2的幂，按照DIF FFT 算法可将其分为偶序列和奇序列。
偶序列：x(2r)=x 1(r) 奇序列：x(2r+1)=x 2(r)
其中：r=0,1,2,…,N/2-1，则x(n)的DFT 表示为
()()()()1
11
N N N nk nk nk
N
N
N
n n n X k x n W
x n W
x n W ---=====+∑∑∑n 为偶数
n 为奇数
()()(
)/21
/21
2120
221N N r k
rk
N N
r r x r W x r W --+===++∑
∑
()()
()()
/21
/21
22120
N N rk
rk
k N
N
N
r r x r W W
x r W
--===+∑
∑
()()/21
/21
1/2
2/2
N N rk k rk
N N
N r r x r W
W
x r W --===
+∑
∑
式中，X 1 (k)和X 2(k)分别为X 1(r)和X 2(r)的N/2的DFT 。 由于对称性，W N k+N/2=-W N k 。因此，N 点DFT 可分为两部分： 前半部分：x(k)=x 1(k)+W k N x 2(k) （4） 后半部分：x(N/2+k)=x 1(k)-W k N x 2(k) k=0,1,…,N/2-1 （5）
从式（4）和式（5）可以看出，只要求出0~N/2-1区间x 1(k)和x 2(k)的值，就可求出0~N-1区间x(k)的N 点值。
以同样的方式进行抽取，可以求得N/4点的DFT ，重复抽取过程，就可以使N 点的DFT 用上组2点的DFT 来计算，这样就可以大减少运算量。
基2 DIF FFT 的蝶形运算如图3.1所示。设蝶形输入为x 1(k)和x 2(k)，输出为x(k)和x(N/2+K)，则有
x(k)=x 1(k)+W k N x 2(k) （6） x(N/2+k)=x 1(k)-W k N x 2(k) （7）
在基数为2的FFT 中，设N=2M ，共有M 级运算，每级有N/2个2点FFT 蝶形运算，因此，N 点FFT 总共有MN/2个蝶形运算。
图3.1 基2 DIF FFT 的蝶形运算
例如：基数为2的FFT ，当N=8时，共需要3级，12个基2 DIT FFT 的蝶形运算。其信号流程如图3.2所示。
图3.2 8点基2 DIF FFT 蝶形运算
()()
12k
N X k W X k =+,0,1,.../21
r k N =-A ＋ BC
A － BC (0)(1)
(2)(3)(4)(5)(6)(7)x (0)x (4)x (2)x (6)x (1)x (5)x (3)x (7)
从图(b)可以看出，输入是经过比特反转的倒位序列，称为位码倒置，其排列顺序为x(0),x(4),x(2),x(6),x(1),x(5),x(3),x(7)，输出是按自然顺序排列，其顺序为x(0),x(1),x(2),x(3),x(4),x(5),x(6),x(7). 整个过程共有log2N 次，每次分组间隔为2^（L-1）----------------1= （1）如上图第一次蝶形运算间隔为一，如第一个和第二个，第三个和第四个，以此类推； 第二次间隔为二，如第一个和第三个，第二个和第四个等 （2）基本运算单元以下面的蝶形运算为主： 计算公式如下： ) ()() ()(11q X W X p X q X W X p X m r N m m m r N m m -=+=++ （3）在FFT 运算中，旋转因子WmN=cos(2πm/N)-jsin(2πm/N)，求正弦和余弦函数值的计算量是很大的。 )/2sin()/2cos(2N R j N R e W N R j r N πππ-==- 1. 函数库DSPLIB 介绍 TI 公司TMS320C55x DSP 函数库DSPLIB 的内部函数库一般包括八种类型：快速傅立叶变换(FFT)、滤波和卷积、自适应滤波、相关运算、数学运算、三角运算、混合运算和矩阵运算。 2．DSPLIB 的组成 DSPLIB 函数库由四个部分组成： (1) dsplib.h ——由C 程序组成的头文件。 (2) 55xdsp.lib ——由目标代码组成的库文件。 (3) 55xdsp.src ——允许用户增添和修改的库源文件。 (4) 在“55x_test ”子目录下的程序范例和链接命令文件。 3．使用DSPLIB 的一般方法 调用DSPLIB 函数库方法如下： (1) 在用户应用程序中添加dsplib.h 包含文件。 语法：#include (2) 将用户应用程序与DSPLIB 函数库的目标文件相连接，即添加55xdsp.lib 或55xdspx.lib 。 语法：#include <55xdsp.lib > 或 #include <55xdspx.lib > (3) 使用正确的链接命令文件，描述用户C55x 目标板上可用的存储器空间配置。 4软件设计 4.1程序流程图 图4.1 程序流程图 4.2源程序 见附录。 4.3设计步骤 （1）启动CCS，在CCS中建立一个C源文件和一个命令文件，并将这两个文件添加到工程，再编译并装载程序： 阅读DSP原理及应用中FFT用DSP实现的有关程序。 双击，启动CCS的仿真平台的配着选项。选择C5502 Simulator。 （2）启动CCS2后建立工程文件zhefft.pjt 图4.3创建新工程的界面（3）建立源文件FFT.c与链接文件FFT.cmd 图4.4创建新程序的界面 （4）将这两个文件加到zhefft.pjt这个工程中。 图4.5添加工程所需文件的界面 图4.6程序编译的界面 (5)设置断点 （6） （7）加载out文件 图4.7加载.out文件的界面 图4.8加载数据的界面 （8）观察输入输出波形 1) 查看输入信号波形 在主菜单中选择View→Graph→Time/Frequency命令，出现如图8-1所示的图形属性对话框，按照图8-1所示进行相应属性修改，修改好后，单击OK确认。将程序运行到第二个断点处，得到输入信号波形，如图8-2所示。 图8-1 图8-2输入波形（时域） 2) 使用CCS提供的工具，观察输入信号FFT变换结果 在主菜单中选择View→Graph→Time/Frequency命令，出现如图8-3所示的图形属性对话框，按照图8-3所示进行相应属性修改，修改好后，单击OK确认。可以看到使用CCS提供的工具，对输入信号进行FFT变换的结果如图8-4所示。 图8-3 图8-4对输入信号进行FFT变换（频域） 3) 使用C语言程序，计算FFT变换结果 在主菜单中选择View→Graph→Time/Frequency命令，出现如图8-5所示的图形属性对话框，按照图8-5所示进行相应属性修改，修改好后，单击OK确认。将程序运行到第三个断点处，可以看到如图8-6所示的C 语言程序计算FFT变换结果。 图8-5 图8-6输出图形（频域）改变输入函数 INPUT[i]=sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*3)*1024 改变输入函数 INPUT[i]=(sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*3)+sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*4+sin(PI*2*i/SAMPL ENUMBER*8)))*1024; 图8 (5)改变输入函数 INPUT[i]=(sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*3)+sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*10)+sin(PI*2*i/SAM PLENUMBER*20)))*1024; 5. 实习心得 通过这次DSP课程设计，加深对DFT算法原理和基本性质的理解，熟悉了FFT的算法原理和FFT子程序的算法流程和应用，掌握了DSP中FFT 的设计和编程思想，以及用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析的方法，和使用CCS的波形观察器观察波形和频谱情况。 这次课程设计，使我增长了知识，同时也增强了我动手解决问题的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能力。同时也让我意识到平时的课程文化的学习固然非常重要，但是在与实际相联系的过程中还是有许多问题的，所以在以后的学习生活中，我要努力学习，培养自己独立思考的能力，要加强理论文化与实际操作的联系。积极参加各种设计活动，培养自己的综合能力，使自己得到全面的提高。 6.参考文献 [1]戴明桢等编著．TMS320C54X DSP 结构原理及应用．北京：航空航天大学出版社，第2版，2007； [2]彭启琮编著．DSP技术的发展与应用．北京：高等教育出版社，2002； [3]胡广书编著．数字信号处理理论、算法与实现．北京：清华大学出版社，2005； [4]黄席椿高顺良编著．滤波器综合法设计原理．北京：人民邮电出版社,1978.309-316,261-270； [5]沈永欢梁在中等编著．实用数学手册．北京：科学出版 社,2001.726-732； d s p原理与应用考试复习 题答案 The latest revision on November 22, 2020 填空： 1.TI公司的定点DSP系列、TMS320C5000系列和 系列。 2.TMS320X2812主频高达150mhz，采用哈佛总线结构模式。 3.TMS320X2812芯片的封装方式有176引脚的PGF低剖面四芯线扁平LQFP封装和179针的GHH球形网络阵列BGA封装。 4.TMS320X2812的事件管理器模块包括 2个通用定时器、 3个比较单元、 3个捕获单元、以及 1个正交编码电路。 5.CMD文件的有两大功能，一是通过MEMORY伪指令来指示存储空间，二是通过sections伪指令来分配到存储空间。 6.“# pragma DATA_SECTION”命令用来定义数据段，“# pragma DATA_SECTION”命令用来定义。 7.TMS320X2812三级中断分别是CPU级、 PIE中断和外设级。 8.F2812存储器被划分成程序空间和数据空间、保留区和 CPU中断向量。 9.SCI模块的信号有外部信号、控制信号和中断信号。 10.F2812 DSP中传送执行指令所需的地址需要用到 PAB 、DRAB和EAB 这3条地址总线。 语言程序经过编译后会生成两大类的段：代码段和数据段。 简答： 1．DSP芯片有哪些主要特点DSP的主要特点有： 1.哈佛结构 2.多总线结构 3.流水线结构 4.多处理单元 5特殊的DSP指令 6.指令周期短 7.运算精度高 8.硬件配置强。 2．简述典型DSP应用系统的构成。 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 通滤波器等组成。 输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行数模变换将信号变换成数字比特流，根据奈奎斯特抽样定理，对低通模拟信号，为保持信号的不丢失，抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的2倍。 3．简述DSP应用系统的一般设计开发过程。如何选择DSP芯片 答：DSP应用系统的一般开发过程有：系统需求说明；定义技术指标；选择DSP芯片及外围芯片；软件设计说明、软件编程与测试；硬件设计说明、硬件电力与调试；系统集成；系统测试，样机、中试与产品。 DSP技术应用及发展前景浅析 【摘要】数字信号处理（DSP）是广泛应用于许多领域的新兴学科，因其具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点，广泛应用于实时信号处理系统中。本文概述了DSP技术在各个领域的应用状况，以及在未来的发展前景。 【关键词】数字信号处理数据处理信息技术 1 引言 20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。 2 DSP目前的主要应用领域 DSP技术在数据通信、汽车电子、图像处理以及声音处理等领域应用广泛。 （1）数字化移动电话 数字移动电话可划为两大类：高速移动电话和低速移动电话。而无论是高速移动电话还是低速移动电话，都要用至少1个DSP，因此，高速发展的数字化移动电话急需极为大量的DSP器件。 （2）数据调制解调器 数字信号处理器的传统应用领域之一，就是调制解调器。调制解调器是联系通信与多媒体信息处理系统的纽带。利用PC机通过调制解调器经由电话线路，实现拨号连接Internet 是最简便的访问形式。由于Internet用户急剧增加，由PC机上利用浏览程序调用活动图像信息量增大，就需要使用数据传送速度更高的调制解调器。这就意味，在高速调制解调器里需要更高性能的DSP器件。 （3）磁盘／光盘控制器需求 多种信息存储媒体产品的迅速发展，诸如磁盘存储器、CD－ROM和DVD （DigitalVersatileDisk）－ROM的纷纷上市。今日的磁盘驱动器HDD，存储容量已相当可观，大型HDD姑且不谈，就连普通PC机的HDD的存储容量也远在1GB以上，小型HDD 向高密度、高存储容量和高速存取方向发展，其控制器必须具备高精度和高速响应特性，它所用的DSP性能也是今非昔比，高速DSP是必不可少的关键性器件。 （4）图形图像处理需求 DVD里应用的活动图像压缩／解压缩用MPEG2编码／译码器，同时也广泛地应用于视频点播VOD、高品位有线电视和卫星广播等诸多领域。这些领域应用的DSP应该具备更高的处理速度和功能。而且，活动图像压缩／解压技术也日新月异，例如，DCT变换域编码很难提高压缩比与重构图像质量，于是出现了对以视觉感知特性为指导的小波分析图像压缩方法。新的算法出现，要求相应的高性能DSP。 （5）汽车电子系统及其它应用领域 汽车电子系统日益兴旺发达，诸如装设红外线和毫米波雷达，将需用DSP进行分析。利用摄像机拍摄的图像数据需要经过DSP处理，才能在驾驶系统里显示出来，供驾驶人员参考。因此，DSP在汽车电子领域的应用也必然会越来越广泛。 （6）声音处理。 声音数字压缩技术早已开始应用，其中以脉冲编码调制(PCM)的方法最普遍。由于其 课程结业论文 TM1300 DSP系统以太网通信接口的 设计 课程名称：DSP原理及应用 任课教师：许善祥 所在学院：信息技术学院 专业：电气工程及其自动化 班级：电气（2）班 学生姓名： 学号： 中国·大庆2015 年 5 月 DSP技术在计算机工程中的应用 基于DSP的MPEG4视频编码技术研究与实现 摘要 视频编码是多媒体通信中的核心技术，它不但关系到通信带宽，也关系到通信过程中的图像质量。随着多媒体技术在网络的广泛应用，视频编码技术更加显得重要。与之相适应，各种多媒体数据压缩编码标准也在不断地发展和完善。MPEG．4是现在最重要最有影响的多媒体数据编码国际标准之一。基于对象的编码思想使其具有高压缩比、可扩展性、可交互性等许多特点。ADI公司的Blacfin系列的DSP在图像处理方面有其出色的表现和较低的价格而获得关注。本文基于ADSP．BF561 DSP的特点，探讨了MPEG．4在BF561上的视频数据的实时编码的实现。本论文首先系统介绍了MPEG．4编码的特点以及选用BF561的原因，接着分析了MPEG．4的主要技术，并介绍了MPEG．4简单编码框架编码器的软件实现方案，给出了方案流程图，在VC++环境下用C语言实现了MPEG．4简单框架的视频压缩功能。其次，研究了核心算法DCT变换和运动估计的优化算法，通过分析运动向量的分布相关性，结合提前中止准则，提出了基于起点预测的改进菱形运动估计算法。另外根据BF561双核的特点，设计了一种基于宏块层并行算法。最后，本文从硬件平台特征出发，在存储器设置、DMA控制和代码等方面对编码方案进行优化。经本方案优化后，编码器的编码效果得到很大的提高，能够在BF561处理器上实现CIF格式30帧 ／秒的码率，达到预期的目标。 第一章绪论 1．1课题提出 21世纪的人类社会将是信息化社会，数字化后的信息，尤其是数字化后的视频信息具有海量数据性，它给信息的存储和传输造成很大的困难，己成为人类有效地获取和使用信息的瓶颈问题之一。1895年电影的诞生第一次将视频信号带给了人类社会，随着电视的发明和普及，视频信号走进了千家万户。数字技术的广泛应用，对视频信号的存储和传输带来了一次革命，但是从模拟转换到数字的原始视频信号的数据量是惊人的，单纯地靠提高存储容量或信道传输速率的做法是不切实际的，以传输未经处理的标准清晰度电视(SDTV，Standard Definition Television)的图像格式为例，704像素(水平)*480像素(垂直)，帧频60HZ／隔行扫描，其每秒的数据量是：704*480*30*1．5(4：2：0)=15206400Bytes。更不用说，现在流行的高清电视(HDTV，Hign Definition Television)，其数据量是标清的5倍多，这显然远远超出了目前Intemet通信信道的能 dsp技术及应用试题及答案（一） dsp技术及应用试题及答案【一】 1.1 DSP的概念是什么?本书说指的DSP是什么? 答：DSP有两个概念。一是数字信号处理(Digital Signal Processing)，指以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理;二是数字信号处理器(Digital Signal Processor)，指是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。本书中的DSP主要指后者，讲述数字信号处理器的应用。 1.2 什么是哈佛结构和冯?诺伊曼结构?它们有什么区别? 答：(1) 冯·诺伊曼(Von Neuman)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。 (2)哈佛(Harvard)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。 1.3 已知一个16进制数3000H，若该数分别用Q0、Q5、Q15表示，试计算该数的大小。 答：3000H=12288。若用Q0表示，则该数就是12288;若用Q5表示，则该数就是12288*2-5=384;若用Q15表示，则该数就是12288*2-15=0.375 1.4 若某一个变量用Q10表示，试计算该变量所能表示的数值范围和精度。答：Q10能表示的数值范围是-32～31.9990234，其精度为2-10 1.5 若x=0.4567，试分别用Q15、Q14、Q5将该数转换为定点数。 答：Q15：x*215=int(0.4567*32768)=14965;Q14：x*214=int(0.4567*16384)=7482;Q5：x*25=int(0.4567*32)=14。 注意：结果都要取整;可以十进制也可以是十六进制。dsp技术及应用试题及答案【二】 2.1 TMS320C54x芯片的CPU主要由哪几部分组成? 答：CPU主要组成是40位的算术逻辑运算单元ALU; 40位的累加器A和B; 第二章 3.简述TI公司C2000/C5000/C6000系列DSP的特点及主要用途？ 1．C2000系列DSP控制器，具有良好的性能集成Flosh存储器，高速A/D 转换器以及可靠的CAN模块，主要应用于数字化控制。用途：工业驱动，供电、OPS。 2．C5000系列杰出的性能和优良的性能价格比，广泛应用，尤其在通信领域。IP电话机和IP电话网关。 3．C6000系列采用指令集以及流水应用，使许多指令得以运行，推出三个系列。用途：数字通信和图像处理。 5.TMS320C54X芯片的CPU主要由哪些部分构成？ ①先进的多总线结构（1条程序总线、3条数据总线、4条地址总线） ②40位算术逻辑运算单元（ALU），包括1个40位桶形移位寄存器和2个独立的40位累加器 ③17x17位并行乘法器，与40位专用加法器相连，用于非流水线式单周期乘法/累加（MAC）运算 ④比较、选择、存储单元(CSSU)，用于加法/比较选择 ⑤指数编码器，可以在单个周期内计算40位累加器中数值的指数 ⑥双地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术运算单元（ARAU） 6.简述TMS320C54X芯片的程序空间 7.简述TMS320C54X芯片的中断系统（P42) 答： 2.中断处理步骤（1) 接受中断请求；（2）应答中断；（3）执行中断服务程序（ISR） 9.TMS320C54x 有哪几种基本的数据寻址方式 ①立即寻址 ②绝对寻址 ③累加器寻址 ④直接寻址 ⑤间接寻址 ⑥存储器映像寄存器寻址 ⑦堆栈寻址 10.使用循环寻址时，必须遵循的3个原则是什么？试举例说明循环寻址的用法。(P60） 答：1.把循环缓冲区的首地址放在符合上述算法的N的边界地址上 2、使用一个小于或等于缓冲区大小的步长 3、在开始寻址前，辅助寄存器必须指向循环缓冲区内的一个元素 举例：LD * +AR1(8)a% , A STL A, *+AR1(8)%; 11. TMS320C54x的指令集包含了哪几种基本类型的操作？ 答：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、并行操作指令和重复操作指令 12.汇编语句格式包含哪几种部分？编写汇编语句需要注意哪些问题？ 答：[标号][:]空格[助记符]空格[操作数]空格[；注释] 1、所有的语句必须以一个标号、空格、星号或分号开始。 2、标号是可选项，若使用，则必须从第一列开始。 3、包含有一个汇编伪指令的语句必须在一行完全指定。 4、每个区必须使用一个或多个空格分开，Tab字符与空格等效 5、注释是可选项，如果注释从第一列开始，前面必须加星号或分号；从其它列开始就必须用分号开头 6、如果源程序很长，需要书写若干行，可以在前一行用反斜杠字符结束， 1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？答：数字信号处理的实现是用硬件软件或软硬结合的方法 来实现各种算法。 (1) 在通用的计算机上用软件实现；(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现； (3) 用通用的单片机实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制；(4) 用通用的可编程 DSP 芯片实现。与单片机相比，DSP 芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法； (5) 用专用的 DSP 芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，用通用 DSP 芯片很难实现（6）用基于通用 dsp 核的 asic 芯片实现。 2、简单的叙述一下 dsp 芯片的发展概况？ 答：第一阶段，DSP 的雏形阶段（1980 年前后）。代表产品：S2811。主要用途：军事或航空航天部门。第二阶段，DSP 的成熟阶段（1990 年前后）。代表产品：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）。代表产品： 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？答：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、4、什么是哈佛结构和冯。诺依曼结构？它们有什么区别？答：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 DSP技术及应用试卷及答案（一） 时间：120分钟总分100分。 一、填空 1. TI公司的定点DSP产品主要有TMS320C2000 系列、TMS320C5000 系列和TMS320C6000 系列。 2. ’C54x DSP中传送执行指令所需的地址需要用到PAB、CAB、 DAB和EAB4条地址总线。 3. DSP的内部存储器类型可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器 （ROM）。其中RAM又可以分为两种类型：单寻址RAM（SARAM）和双寻址RAM（DARAM）。 4. ’C54x DSP的内部总存储空间为192K字，分成3个可选择的存储空间： 64K字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的I/O空间。 5. 从功能结构上，’C54X DSP的CPU可以划分成运算部件和控制部 件两大部分。 6. ’C54x DSP的寻址方式有七种，分别为立即寻址、绝对寻址、累加器寻址、 直接寻址、间接寻址、存储器映象寄存器寻址、堆栈寻址。 7. 在’C54x DSP寻址和指令系统中，Xmem和Ymem表示16位双寻址操 作数，Dmad为16位立即数，表示数据存储器地址，Pmad为16位立即数，表示程序存储器地址。 8. 程序计数器的值可以通过复位操作、顺序执行指 令、分支转移，累加器转移，块重复，子程序调用，从累加器调用子程序，中断等操作改变。 9. ’C54x DSP芯片采用了6级流水线的工作方式，即一条指令分为预 取指、取指、译码、寻址、读数和执行6个阶段。 10. 解决MMR写操作的流水线冲突时，一般可用采用重新安排指令和插 入空操作指令的方法。 11. ’C54x DSP定时器由3个16位存储器映射寄存器组成：定时器寄存器 （TIM）、定时器周期寄存器（PRD）和定时器控制寄存器（TCR）。 12. 主机接口（HPI，Host Port Interface）是TMS320C54x 系列 定点芯片内部具有的一种接口部件，主要用于DSP与其他总线或CPU进行通信。 13. ’C54x DSP的指令系统有助记符指令和代数指令两种 形式。 14. COFF目标文件中.text段通常包含可执行代码，.data段通常包 含己初始化的数据，.bss段中通常为未初始化的数据保留空间。 15. DSP芯片的开发工具可以分为代码生成工具和代码调试工 具两类。 DSP技术的最新发展及其应用现状(1 2008-05-26 09:29:50 作者:吕海英来源:中国自动化网数字信号处理(DSP是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。在通常的实时信号处理中,它具有可程控、可预见性、精度高、稳定性好、可靠性和可重复性好、易于实现自适应算法、大规模集成等优点,这都是模拟系统所不及的。DSP的发展大致分为三个阶段: 在数字信号处理技术发展的初期(二十世纪50~60年代,人们只能在微处理器上完成数字信号的处理。直到70年代,有人才提出了DSP的理论和算法基础。一般认为,世界上第一个单片DSP 芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811。1979年美国Intel 公司发布的商用可编程器件2920是DSP 芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980 年,日本NEC 公司推出的mP D7720是第一个具有硬件乘法器的商用DSP 芯片,从而被认为是第一块单片DSP器件。 随着大规模集成电路技术的发展,1982年美国德州仪器公司推出世界上第一代D SP芯片TMS32010及其系列产品,标志着实时数字信号处理领域的重大突破。TI公司之后不久相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28、第三代DSP 芯片TMS320C30/C31/C32。90年代DSP发展最快,TI公司相继推出第四代DSP芯片T MS320C40/C44、第五代DSP芯片 TMS320C5X/C54X、第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX、 集多片DSP芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。 随着CMOS技术的进步与发展,日本的Hitachi 公司在1982年推出第一个基于CMOS工艺的浮点DSP芯片,1983年日本Fujitsu公司推出的MB8764,其指令周期为120ns,且具有双内部总线,从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能浮点DSP芯片应是AT&T公司于1984年推出的DSP32。 DSP技术及其应用前景 07124799 殷优 07124808 黄匡奇 07125007 马旸 2011/2/27 引言 DSP是Digital Signal Processing 的缩写，意为数字信号处理，简称DSP 。DSP 是一门涉及许多学科而又广泛应用于诸多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生，并到迅速的发展。在过去的二十多年，数字信号处理的应用已从军事、航空航天领域扩展到信号处理、通信、雷达、消费等领域。主要应用有：信号处理、通信、语音、图形／图像、军事、仪器仪表、自动控制、医疗家用电器等。DSP之所以获得广泛应用，是因为其具有显著特点。 本学期的DSP课程是基于TI（即Texas Instruments）公司的TMS320C6000系列DSPs 芯片而展开的。主要研究了TMS320C6201及TMS320C6701两块DSPs芯片的外围硬件电路及芯片内部的软件应用等等。通过对这些DSPs芯片的研究，让我们对DSP技术有了一个全新的、多元的了解。 一、DSP的发展轨迹 DSP产业在约40年的历程中经历了三个阶段：第一阶段，DSP意味着数字信号处理，并作为一个新的理论体系广为流行。随着这个时代的成熟，DSP进入了发展的第二阶段，在这个阶段，DSP代表数字信号处理器，这些DSP器件使我们生活的许多方面都发生了巨大的变化。接下来又催生了第三阶段，这是一个赋能(enablement)的时期，我们将看到DSP理论和DSP架构都被嵌入到SoC类产品中。”第一阶段，DSP意味着数字信号处理。80年代开始了第二个阶段，DSP从概念走向了产品，TMS32010所实现的出色性能和特性备受业界关注。方进先生在一篇文章中提到，新兴的DSP业务同时也承担着巨大的风险，究竟向哪里拓展是生死攸关的问题。当设计师努力使DSP处理器每MIPS成本降到了适合于商用的低于10美元范围时，DSP在军事、工业和商业应用中不断获得成功。到1991年，TI推出价格可与16位微处理器不相上下的DSP芯片，首次实现批量单价低于 《DSP技术及应用》习题答案 第1章绪论 1.1 DSP的概念是什么？本书说指的DSP是什么？ 答：DSP有两个概念。一是数字信号处理（Digital Signal Processing），指以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理；二是数字信号处理器（Digital Signal Processor），指是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。 本书中的DSP主要指后者，讲述数字信号处理器的应用。 1.2 什么是哈佛结构和冯?诺伊曼结构？它们有什么区别？ 答：（1）冯·诺伊曼（Von Neuman）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。 （2）哈佛（Harvard）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。 1.3 已知一个16进制数3000H，若该数分别用Q0、Q5、Q15表示，试计算该数的大小。 答：3000H=12288。若用Q0表示，则该数就是12288；若用Q5表示，则该数就是12288*2-5=384；若用Q15表示，则该数就是12288*2-15=0.375 1.4 若某一个变量用Q10表示，试计算该变量所能表示的数值范围和精度。答：Q10能表示的数值范围是－32～31.9990234，其精度为2-10 1.5 若x=0.4567，试分别用Q15、Q14、Q5将该数转换为定点数。 答：Q15：x*215=int(0.4567*32768)=14965；Q14：x*214=int(0.4567*16384)=7482；Q5：x*25=int(0.4567*32)=14。 注意：结果都要取整；可以十进制也可以是十六进制。 第1章 1.简述 DSP 芯片的主要特点。 答：哈佛结构；多总线结构；指令系统的流水线操作；专用的硬件乘法器；特殊的DSP指令；快速的指令周期；硬件配置强。 2.请详细描述冯·诺曼依结构和哈佛结构，并比较它们的不同。 答案在P6第一自然段。 3.简述 DSP 系统的设计过程。 答案依图1-3答之。 4.在进行 DSP 系统设计时，如何选择合适的 DSP 芯片？答：芯 片运算速度；芯片硬件资源；运算精度（字长）；开发工具；芯片的功耗；其他因素（封装形式、环境要求、供货周期、生命周期等）。 5.TI 公司的 DSP 产品目前有哪三大主流系列?各自应用领域是什么? 答案在P8第二自然段。 第2章 一、填空题 1.TMS320C54x DSP 中传送执行指令所需的地址需要用到 PAB、CAB、DAB 和 EAB 4 条地址总线。P13 2.DSP 的基本结构是采用哈佛结构，即程序和数据是分开的。 3.TMS320C54x DSP 采用改进的哈佛结构，围绕 8 条 16 位总线建立。P13 4.DSP 的内部存储器类型可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。其中RAM又可以分为两种类型：双访问RAM,即DARAM 和单访问 RAM,即 SARAM。P24-2.4 节 5.TMS320C54xDSP 的内部总存储空间为 192K 字，分成 3 个可选择的存储空间：64K程序存储器空间、64K数据存储器空间和64KI/O 存储空间。P23-2.4节 6.TMS320C54x DSP 具有 2 个 40 位的累加器。 7.溢出方式标志位 OVM=1，运算溢出。若为正溢出，则 ACC 中的值为00 7FFF FFFFH。 8.桶形移位器的移位数有三种表达方式： 5 位立即数； ST1 中 5 位 ASM 域；暂存器 T 的低 6 位。 9.DSP 可以处理双 16 位或双精度算术运算，当 C16= 0 为双精度运算方式，当C16= 1为双16位运算方式。 10.TMS320C54x 系列 DSP 的 CPU 具有三个 16 位寄存器来作为CPU 状态和控制寄存器，它们是： ST0 、 ST1 和 PMST 。 11.TMS320C54x：DSP 软硬件复位中断号为 0，中断向量为 00H 。 《DSP技术及应用》考试试题一 一．填空题（共20分，每空2分） 1. DSP芯片的结构特点主要有改进的哈佛结构、 、 、 多处理单元、特殊的DSP指令等。 2．TMS320C54X片内有8条16位主总线，它们是1条程序总线、 、 。 3．TMS320C54X有3个16位寄存器作为状态和控制寄存器，它们 是 、 、 。 4．MEMROY的作用是 ， SECTIONS的作用是 。 5．若TMS320C54外部中断0产生中断，中断向量地址指针为 0FBH,则中断向量地址为 。 2．简答题（共30分，每题6分） 1．TDM320C54X有哪几种基本的数据寻址方式？以DP和SP为基 地址的直接寻址方式，其实际地址是如何生成的？ 2．TDM320C54X的指令集包含了哪几种基本类型的操作？ 3．CCS提供了哪几种复位方法和程序运行方式？ 4．．CPU响应中断有哪些条件？中断处理一般过程是什么？ 5．简述用DSP实现FIR滤波器延时一个采样周期运算（Z-1）的 方法。 三、编程题（共20分，每题10分） 1．编写一段程序，将PM中的10个数据首先传送到DM中（地址以 0050H开始），再将该数据传送到地址以0070H开始的DM中。 2．试编一程序，计算y =，其中数据均为小数。并找出5项乘积（i=1，2，3，4，5）中的最小值，放入z单元中。 四、应用题（15分） 试用TMS320C54X作为一信号发生器，输出一周期为8ms的方波信号 假定：主频f = 10MHz 要求：（1）画出程序流程图;（2）编写汇编源程序 五、阅读程序（15分） 阅读下列汇编源程序，在每条语句后写出注释，并叙述程序的功能。 .title "F1.ASM" .mmregs .def start X .usect "x",7 PA0 .set 0 PA1 .set 1 .data COEF: .word 1*32768/10 .word 2*32768/10 .word -4*32768/10 .word 3*32768/10 .word -4*32768/10 .word 2*32768/10 .word 1*32768/10 .text start: SSBX FRCT STM #x+7, AR1 STM #7, AR0 LD #x+1, DP PORTR PA1, @x+1 FIR1: RPTZ A, #7 MACD *AR1-, COEF,A STH A, *AR1 PORTW *AR1+, PA0 BD FIR1 PORTR PA1, *AR1+0 一、填空题 第一章 1．数字信号处理特点大量的实时计算（FIR IIR FFT），数据具有高度重复（乘积和操作在滤波、卷积和FFT中等常见）。 2．信号处理的作用信号改善；信号检测、估计等 3．信号处理的方法信号波形分析/变换、滤波、现代谱估计/分析、自适应滤波等。4．信息系统包括采集、传输、处理、等。5．数字信号处理常用算法有FIR 滤波、IIR 滤波、离散傅里叶变换、卷积、离散余弦变换等 6．处理器速度的提高得益于器件水平、处理器结构、并行技术等。7．DSP结构特点包括采用哈佛结构体系、采用流水线技术、硬件乘法器、多处理单元、特殊的DSP指令。 8．DSP芯片按用途分为通用型DSP 、专用型DSP 。9．DSP芯片按数据格式分为浮点型、定点型。 第二章 1．C28x芯片具有C27X、Ｃ２８Ｘ、Ｃ２ＸＬＰ操作模式。2．C28x芯片模式选择由ＳＴ１中的ＡＭＯＤＥ和ＯＢＪＭＯＤＥ位组合来选定模式。 3．CPU内核由CPU、仿真逻辑、接口组成。 4．CPU主要特性是保护流水线、独立寄存器空间算术逻辑单元(ALU)、地址寄存器算术单元(ARAU)、循环移位器乘法器。 5．CPU信号包括存储器接口信号、时钟和控制信号、复位和中断信号、仿真信号。 6．TMS320F2812组成特点是32位、定点、改进哈佛结构、循环的寻址方式。8．存储器接口有３组数据总线。 9．存储器接口地址总线有ＰＡＢ、ＤＲＡＢ、ＤＷＡＢ、 10．CPU中断控制寄存器有IFR 、IER 、DBGIER。 11．ACC累加器是３２位的，可表示为ＡＣＣ、ＡＨ、AＬ。12．被乘数寄存器是32 位的，可表示为XT、T、TL 。13．乘数结果寄存器是32位的，可表示为P 、PH、PL。14．数据页指针寄存器16 位的，有65536 页，每页有64个存储单元。数据存储空间容量是4M字。 15．堆栈指针复位后SP指向地址是0x000400h 。 第三章 1．DSP芯片内部包含存储器类型有片内双访问存储器(DARAM)、片内单访问程序/数据RAM（SARAM）、掩膜型片内ROM存储器、闪速存储器（Flash）一次性可编程存储器（OTP）。 2．C28x具有32 位的数据地址和22位的程序地址，总地址空间可达4G字（每个字16位）的数据空间和4M字的程序空间。 3．在程序地址中保留了64个地址作为CPU的32个中断向量。通过ST1l的位VMAP向量映像到程序空间的顶部或底部。 4．C28x包含两个单周期访问的存储器SARAM地址是 一、填空（每空1分，共30分） 1.TI公司的定点DSP产品主要有 TMS320C2000 系列、 TMS320C5000系列和 TMS320C6000 系列。 2.’C54x DSP中传送执行指令所需的地址需要用到 PAB 、 CAB、DAB和 EAB 4条地址总线。 3.DSP的内部存储器类型可分为随机存取存储器（RAM）和只读 存储器（ROM）。其中RAM又可以分为两种类型：单寻址RAM （SARAM）和双寻址RAM（DARAM）。 4.’C54x DSP的内部总存储空间为192K字，分成3个可选择 的存储空间：64K字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的 I/O空间。 5.从功能结构上，’C54X DSP的CPU可以划分成运算部件和 控制部件两大部分。 6.’C54x DSP的寻址方式有七种，分别为立即寻址、绝对寻址、 累加器寻址、直接寻址、间接寻址、存储器映象寄存器寻址、堆栈寻址。 7.在’C54x DSP寻址和指令系统中，Xmem和Ymem表示 16位 双寻址操作数，Dmad为16位立即数，表示数据存储器地址，Pmad为16位立即数，表示程序存储器地址。 8.程序计数器的值可以通过复位操作、顺序执行指 令、分支转移，累加器转移，块重复，子程序调用，从累加器调用子程序，中断等操作改变。 9.’C54x DSP芯片采用了6级流水线的工作方式，即一条指令 分为预取指、取指、译码、寻址、读数和执行6个阶段。 10.解决MMR写操作的流水线冲突时，一般可用采用推荐指令和 插入空操作指令的方法。 11.’C54x DSP定时器由3个16位存储器映射寄存器组成：定 时器寄存器（TIM）、定时器周期寄存器（PRD）和定时器控制寄存器（TCR）。 12.主机接口（HPI，Host Port Interface）是TMS320C54x 系 列定点芯片内部具有的一种接口部件，主要用于DSP与其他总线或CPU进行通信。 13.’C54x DSP的指令系统有助记符指令和代数指令两 种形式。 14.COFF目标文件中.text段通常包含可执行代码，.data 段通常包含己初始化的数据，.bss段中通常为未初始化的数据保留空间。 15.DSP芯片的开发工具可以分为代码生成工具和代码调 试工具两类。 二、简答题(每题5分，共20分) 1.什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片？各有什么优缺点？ 解：按数据的定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP； 按数据的浮点格式工作的DSP芯片称为浮点DSP； 定点DSP的价格便宜，功耗低，但运算精度低； 浮点DSP的价格较高，C语言编程调试方便，运算精度高。 2. 简述流水线操作的基本原理。 解：流水线操作是各指令以机器周期为单位相差一个时钟周期，连续并行工作的情况。其本质是DSP多条总线彼此独立地同时工作，使得同一条指令在不同机器周期内占用不同总线资源。同时，不同指令在同一机器周期内占用不同总线资源。 3. ’C54x DSP有哪些重复操作？各有什么优点？ 解：有单条指令重复执行和程序块重复执行两种重复操作。 单条指令重复操作功能，可以使乘法/累加和数据块传送那样的多周期指令在执行一次之后变成单周期指令，大大提高了这些指令的执行速度。 利用块重复操作进行循环，是一种零开销循环。 4. 软件可编程等待状态发生器的功能是什么？ 解：软件可编程等待状态产生器可以将外部总线周期扩展到7个机器周期（C549、C5402、C5410和C5420为14个机器周期），这样’C54x DSP可以方便地与慢速的片内存储器和I/O器件接口。 三、问答题(10分) 1. ’C54x DSP的串行口有哪些类型？各有什么特点？ 解：有标准同步串口SP、缓冲同步串口BSP、多路缓冲串口McBSP、时分多路同步串口TMD 四种。 缓冲串口（BSP）是一个增强型的标准串口，它由一个全双工双缓冲串口和一个自动缓冲单元（ABU）组成。 由于其中的串行口与标准串口的功能相同，因此在标准模式下，缓冲串口的操作与标准串口的工作方式是一样的。不过无论是标准模式还是自动缓冲模式，BSP都提供了一些增强功能。主要包括了可编程控制的串口时钟、可选择时钟和帧同步信号的正负极性，能够以每帧8位、10位、12位和16位传输数据。通过配置BSP的控制寄存器，BSP还能实现忽略帧同步信号的数据传输。 时分复用串行口TDM采用时分复用技术，将多个外部器件复用与’C54x进行串行通信，每一个时隙对应于其中的1路通信。 TDM可以和外部的多个应用接口实现方便灵活的数据交换。’C54x 最多可以和8个外部器件接口通信。 多通道缓冲串口（McBSP）是在缓冲串口的基础上发展起来的增强版。 McBSP具有高速、全双工、可与各种总线标准的器件直接接口等特点，它为DSP使用者在不同方面的应用提供了方便，尤其适合在通信领域的应用。 四、阅读指令并填空(每题5分，共25分) 1 DSP原理及应用试题 DSP原理及应用 第 1 页共 4 页 一、填空（每空1分，共30分） 1. TI公司的定点DSP产品主要有 TMS320C2000 系列、TMS320C5000系列和 TMS320C6000 系列。 2. ’C54x DSP中传送执行指令所需的地址需要用到 PAB 、CAB、DAB和 EAB 4条地址总线。 3. DSP的内部存储器类型可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。其中RAM又可以分为两种类型：单寻址RAM （SARAM）和双寻址RAM（DARAM）。 4. ’C54x DSP的内部总存储空间为192K字，分成3个可选择的存储空间：64K字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的 I/O空间。 5．C54x的中断系统的中断源分为__硬件__中断和____软件____中断。 5. ’C54x DSP的寻址方式有七种，分别为立即寻址、绝对寻址、累加器寻址、直接寻址、间接寻址、存储器映象寄存器寻址、堆栈寻址。 6. 在’C54x DSP寻址和指令系统中，Xmem和Ymem表示 16位双寻址操作数，Dmad为16位立即数，表示数据存储器地址，Pmad为16位立即数，表示程序存储器地址。 7. 程序计数器的值可以通过复位操作、顺序执行指令、分支转移，累加器转移，块重复，子程序调用，从累加器调用子程序，中断等操作改变。8. ’C54x DSP芯片采用了6级流水线的工作方式，即一条指令分为预取指、取指、译码、寻址、读数和执行6个阶段。 9. 9．TMS320C54x系列DSP处理器上电复位后，程序从指定存储地址FF80h单元开始工作。 10.’C54x DSP定时器由3个16位存储器映射寄存器组成：定时器寄存器（TIM）、定时器周期寄存器（PRD）和定时器控制寄存器（TCR） 。 11. 主机接口（HPI，Host Port Interface） 是TMS320C54x 系列定点芯片内部具有的一种接口部件，主要用于DSP与其他总线或CPU进行通信。12.’C54x DSP的指令系统有助记符指令和代数指令两种形式。 13.COFF目标文件中.text段通常包含可执行代码，.data段通常包含己初始化的数据，.bss段中通常为未初始化的数据保留空间。 1 DSP原理及应用 1 引言 通过串口总线可以对TMS320LF2407A FLASH进行编程。串口编程可以对DSP系统编程，同时本文给出了一种可编程的应用方法。 该DSP拥有一个片内串口，可以通过一个外部的电平转换器件与标准RS232器件通讯。该串口不仅仅用于编程，在编程结束后可以配置成标准的串口使用。 Bootloader是一个让用户方便对片内FLASH或RAM进行重新编程升级的工具。Bootloader本身不包含某些编程算法，嵌入在片内的Bootloader只具有一些基本的代码下载指令，并在片内RAM运行。Bootloader一般都提供一些编程片内程序存储器的ISP和IAP的接口。 ISP(In-System Programming)：使用片内的Bootloader软件和通讯接口，对片内存储器进行编程和重编程。IAP(In Application Programming)：IAP对片内存储器执行擦除和写操作，可以由用户代码来执行。 2 工作过程 2.1 DSP初始化 上电以后，程序首先从地址0x0000开始执行，然后立即跳转到bootloade程序。 .sect "vectors" RESET： B _bootloader ；地址0x0000 …….. _bootloader ： Bootloade首先对串口进行配置，8位数据位，一位停止位，无校验位，建立与计算机的通讯。在此过程中，计算机始终向DSP发送检测字符，0x0D. Bootloade 一直通过串口监听计算机通讯，如果连续接受到三个字符与0X0D不相符合，则改为下一个波特率进行监听。当波特率匹配成功后，Bootloade就准备接收9个相同的字符。一旦9个字符接收成功后，Bootloade将发送一个应答信号0XAA，表示通讯建立，从此开始，Bootloade接收到的每一个字符都将发送给计算机，以验证通讯是否正确。图１是Bootloade工作流程图。 一?填空题（本题总分12分，每空1分） 1.累加器A分为三个部分，分别为AG,AH,AL 2.TMS320VC5402型DSP的内部采用8条16位的多总线结构。 3.TMS320VC5402型DSP采用辿总线结构对程序存储器和数据存储器进行控制。 4.TMS329VC5402型DSP有8个辅助工作寄存器。 5.DSP处理器TMS320VC5402中DARAM的容量是16K字。 6.TI公司的DSP处理器TMS320VC5402PGE100有___________ 2 ______ 个定时器。 7.在链接器命令文件中，PAGE 1通常指一数据 ____________ 存储空间。 8.C54x的中断系统的中断源分为—硬件__________ 中断和—软件—中断。 1.TI公司DSP处理器的软件开发环境是_ CCS（Code Composer Studio 2.DSP处理器TMS320VC5402外部有_________ 20 ______ 根地址线。 3.直接寻址中从页指针的位置可以偏移寻址128个单元。 4.________________________________________ 在链接器命令文件屮，PAGE0通常指—程序___________________________________________ 存储空间。 5.C54x系列DSP处理器中，实现时钟频率倍频或分频的部件是—锁相环PLL _____________ O 6.TMS320C54X系列DSP处理器上电复位后，程序从指定存储地址FF80h _单元开始工作。 7.TMS320C54X系列DSP处理器有_2—个通用I/O引脚，分别是—BIO和XF O 8.DSP处理器按数据格式分为两类，分别是—定点DSP和浮点DSP _____________ 9.TMS329VC5402型DSP的ST1寄存器中，INTM位的功能是开放/关闭所有可屏蔽中断O 10.MS320C54X DSP 主机接M HPI 是_8 __________ 位并行口。 1 ?在C54X系列中，按流水线工作方式，分支转移指令的分为哪两种类型：一无延迟分支转移，延迟分支转移_dsp原理与应用考试复习题答案
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