DSP技术 大作业

DSP技术

大作业

姓名：赵艳花

班级：电信111班学号：110407101

2014年12月

第1部分概述

1.1 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。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。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波，因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现，而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。

数字信号处理的算法需要利用计算机或专用处理设备如数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。

1.2 概况

数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高，而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。

数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。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。

1.3 实现方法

(1) 在通用的计算机（如PC机）上用软件（如C语言）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（如MCS-51、96系列等）实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制等；

(4) 用通用的可编程DSP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，例如专用于FFT、数字滤波、卷积、相关等算法的DSP 芯片，这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无需进行编程。在上述几种方法中，第1种方法的缺点是速度较慢，一般可用于DSP算法的模拟；第2种和第5种方法专用性强，应用受到很大的限制，第2种方法也不便于系统的独立运行；第3种方法只适用于实现简单的DSP算法；只有第4种方法才使数字信号处理的应用打开了新的局面。

第2部分硬件结构及硬件系统

2.1 TMS320C54x数字信号处理器结构简介

TMS320C54x简称C54x，它是TI公司于1996年推出的新一代定点数字信号处理器。其采用先进的修正哈佛结构，片内有8条总线(1条程序存储器总线、3条数据存储器总线和4条地址总线)、1个CPU、1个在片存储器和1个在片外围电路等硬件以及高度专业化的指令系统。C54x具有功耗小、高度并行等优点，可以满足电信等众多领域的实时处理的要求。

2.2 TMS320C54x的组成框图

TMS320C54xDSP具有独立的程序和数据总线，允许同时访问程序存储器和数据存储器，进行高度的并行操作。例如，可以在一条指令中可同时执行3次读操作和1次写操作。此外，还允许在数据总线与程序总线之间相互传送数据，从而使处理器可以在单个周期内同时执行算术运算、逻辑运算、移位操作、乘法累加运算以及访问程序和数据存储器，可见TMS320C54x的功能是十分强大的。

2.3 TMS320VC5402的主要功能结构

（1）CPU

●由1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线构成的先进的多总线结构，用于读写程序、数据和地址。

●由1个40位桶形移位寄存器和2个独立的40位累加器组成的40位算术逻辑运算单元(ALU)，用于进行补码数的加法运算和减法运算。

●17位×17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。

●比较、选择、存储单元(CSSU)，用于加法／比较选择。

●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。

●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)。

（2）存储器

●1M字程序存储器、64 K字数据存储器以及64 K字I／O空间。

●4K×16bit片内ROM，可配置为程序／数据存储器。

●16K×16bit片内双寻址RAM(DARAM)。

在每个机器周期内，TMS320C54x允许对同一DARAM块寻址(访问)2次，因此CPU可以在一个机器周期内对同一DARAM块读出1次和写入1次。当DARAM映象到数据存储器空间，主要用于存放数据。当他映象到程序存储器空间，用来存放程序代码。通常情况下，DARAM映射到数据空间。

（3）指令系统

●单指令重复操作和块指令重复操作。

●块存储器传送指令。

●32位长操作数指令。

●同时读入2或3个操作数的指令。

●能并行存储和并行加载的算术指令。

●条件存储指令。

●从中断快速返回。

（4）在片外围电路

●软件可编程等待状态发生器。

●可编程分区转换逻辑电路。

●带有内部振荡器或用外部时钟源的片内锁相环(PLL)时钟发生器。

●时分多路(TDM)串行口。

●缓冲串行口(BSP)。

●2个16位定时器。

●8位并行主机接口(HPl)。

●外部总线关断控制，以断开外部的数据总线、地址总线和控制信号。

●数据总线具有总线保持器特性。

（5）电源

●工作电压：3.3VI/O电压，1.8V核电压

●可用IDLEl、IDLE2和IDLE3指令控制功耗，以工作在省电方式。

●CLKOUT输出信号可以关断。

（6）在片仿真接口

具有符合IEEEll49．1标准的在片（JTAG）仿真接口。

（7）速度

单周期定点指令的执行时间为10ns，100MIPS。

2.4 TMC320VC5402的引脚

TMC320VC5402的引脚如图2-1 所示。

图2-1 TMC320VC5402的引脚

2.5 TMS320VC5402存储器分配

TMS320C54X ／C54XX 的各种型号片内存储器容量大小不等，片外寻址空间差别也很大，主要表现在数据空间（DS ）、I ／O 空间（IS ）都是64K ，而程序空间(PS )随地址线不同而不同。地址线的数目对相应的程序空间大小，分别为16根地址线对应64K 、20根地址线对应对应1M 、23根地址线对应对应8M 。TMS320VC5402有20根地址线，它的存储器地址分布如图2-2所示。

程序空间：页0

程序空间：页0程序空间：页n(n=1:F)数据空间0000H 0000H 0000H n0000H 0080H 0080H 0080H n4000H 4000H FF80H FFFFH 4000H F000H FF00H FF80H FFFFH 4000H FF00H FFFFH nFFFFH

MP/MC=1MP/MC=0页的16K RAM重叠

图2-6 TMS320VC5402存储器映射图

图2-2 存储器地址分布

片内16K 字RAM 可同时映射到数据空间和程序空间。片内ROM 是预先做好用户不能改变，但可以使用，其分布如下：

F000～F7FFH 保留；

F800～FBFFH 装载引导程序，上电复位后，DSP 执行此引导程序，从外部读入用户代码，拼装好后放在用户指定的地址；

FC00～FCFFH μ律扩展表；

FD00～FDFFA A 律扩展表；

FE00～FEFFH sine 表；

FF00～FF7FH 保留；

FF80～FFFFH 中断矢量表，FF80H 是复位向量，DSP 复位后，首先执行FF80H 的指令。

当DSP 复位时，若MC /MP 管脚接低电平，则程序执行片内FF80H 的指令，若跳转到F800H ，则执行F800H 的引导程序，并将区分不同的引导方式，把用户代码从外设读来拼装后放在用户指定地址，然后跳转到用户指定的程序入口。 2.6 TMS320VC5402的片内资源

TMS320VC5402的片内资源按功能包括运算单元、寄存器、片内RAM 和ROM 、片外存储器接口、DMA 控制器、主机接口、串口、定时器、时钟产生器和中断控制器。

第3部分指令系统

3.1 算术运算指令

C54x的算术运算指令包括加法指令、减法指令、的算术运算指令包括加法指令、减法指令、的算术运算指令包括加法指令乘法指令、乘累加指令与乘法减法指令、双字/双乘法指令、乘累加指令与乘法减法指令、双字双精度运算指令及专用指令。

1)加法指令

指令中表示整数时，指令中表示整数时，有有符号数和无符号数两种格式。TMS320C54x提供了多条用于加号数两种格式。TMS320C54x提供了多条用于加法的指令，ADD、ADDC、ADDM和ADDS.

【例1】ADDM #0F088H，*AR2+

指令执行前VOM SXM AR2 数据存储器0105H 8007H 0105H 1 1 0105H VOM SXM AR2

指令执行后1 1 0106H

8000H

2)减法指令

TMS320C54x 中减法指令有许多，SUB、SUBB、TMS320C54x中减法指令有许多，如SUB、SUBB、320 SUBC和SUBS，其中，SUBS是无符号SUBC 和SUBS，其中SUBS 是无符号数的减法运算，SUBB是带借位的减法运算。

3)乘法指令

TMS320C54x 中有大量的乘法运算指令，其结果都是32位放在A或累加器中，其结果放在B累加器中，乘数在TMS320C54x的乘法指令中的乘法指令中的使用很灵活，可以是T寄存器立即数、寄存器、的使用很灵活，可以是寄存器、立即数、存储单元以及A或累加器的高累加器的高16位存储单元以及或B累加器的高位。如果是无符号数相乘，符号数相乘，则使用一条专用于无符号数相乘的指令，即MPYU指令，其他指令都是有符号指令数的乘法。

4) 乘加和乘减指令

乘加指令完成一个乘法运算，乘加指令完成一个乘法运算，将乘积再与源累加器的内容相加。指令中使用R后缀的后缀的，加器的内容相加。指令中使用后缀的，其运算结果要进行凑整。乘减指令完成从累加器B或源累加器乘减指令完成从累加器或源累加器或目的累加器中减去寄存器或一个操作数与另一减去T寄存器或一个操作数与另一累加器中减去操作数的乘积，结果存放在累加器B或dst或src中。

【例2】MACR *AR3+，*AR4+，A，B 】，，，

指令执行前A B T FRCT AR3 AR4 00 0000 1000H 00 0000 0004H 0008H 1

0100H 0200H A B T FRCT AR3 AR4 指令执行后00 0000 1000H 00 0C4C 0000H 5678H 1 0101H 0201H

数据存储器0100H 0200H 5678H 1234H 0100H 0200H 5678H 1234H

3.2 逻辑运算指令

逻辑指令包括与、异或（按位）逻辑指令包括与、或、异或（按位）、移位和测试指令。

3.3程序控制指令

程序控制指令包括分支转移指令、程序控制指令包括分支转移指令、子程序调用指中断指令、返回指令、重复指令、堆栈操作指令及混合程序控制指令。

3.4 加载和存储指令

加载和存储指令包括加载指令、存储指令、加载和存储指令包括加载指令、存储指令、条件存储指令、并行加载和存储指令、存储指令、并行加载和存储指令、并行加载和乘法指令、并行存储和加/减法指令减法指令、法指令、并行存储和加减法指令、混合加载和存储指令。载指令是将存储器内容或立即数赋给目的寄存器；载指令是将存储器内容或立即数赋给目的寄存器；存储指令是把源操作数或立即数存入存储器或寄存器。

第4部分软件开发及CCS集成开发环境

4.1 CCS软件简单介绍

CCS（Code Composer Studio）代码调试器是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境。在Windows操作系统下，采用图形接口界面，包含了一整套用于开发和调试嵌入式应用的工具。它包含适用于每个TI器件系列的编译器、源码编辑器、项目构建环境、调试器、描述器、仿真器以及多种其它功能。

CCS有两种工作模式，即（1）软件仿真器模式：可以脱离DSP芯片，在PC 机上模拟DSP的指令集和工作机制，主要用于前期算法的实现和调试。（2）硬件在线编程模式：可以实时运行在DSP芯片上，与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。

4.2 DSP程序开发过程

结合CCS中Simulator（软件模拟器）的软仿真来介绍使用CCS开发DSP应用程序的几个基本过程，同时还将介绍在程序开发调试过程中一些常用工具的使用方法。

（1）创建一个新工程

1) 在运行CCS v3.3之前先要选择一个合适的环境配置。软仿真应添加相应的Simulator环境配置，这里使用的是C5402 Device Simulator。

2) 进入CCS v3.3主窗口后，选择菜单栏中Project下的New项，将弹出新建工程窗口(如图4-1)，键入工程名example1。在Location一栏处设置要存放的位置，这里选择默认路径。下面接着在Project一栏处选择工程文件类型，可以选择执行文件（.out），也可以选择库文件（.lib）。可执行文件表示工程生成一个可执行文件，库文件表示生成一个目标库文件，这里也选择默认。最后在Target一栏中选择目标板，当工具有多个目标板时，这个选择是必要的，同样选择默认。完成后系统将在默认的目录下（D:\CCS3.3\MyProjects）新建一个名为example1的文件夹并在此文件夹中创建一个名为example1.pjt的工程文件，此文件保存了工程的设置信息及工程中的文件引用情况。

图4-1 创建工程窗口

3) 可以新建文件来编写程序以及相关文件，最后以相应的格式保存在对应的目录之下。CCS v3.3自带的程序的主要功能是求数组中数值的最大值、最小值和步长（最大值减去最小值）。将D:\CCS3.3\tutorial\sim54xx\ datedisplay 目录下所有需要文件复制到新建的example1目录中。

（2）将文件添加到工程中

1) 在Project菜单中选择Add Files to Project选项，选择前面所创建的example1文件夹中的testapp.c文件，双击打开按钮将其添加到工程中。

2) 将rts500.lib库文件和子函数库文件maxminlibrary.lib按同样的方法加入到工程中。rts500.lib文件是C运行支持库，它在程序启动时完成C运行环境的初始化，如果用C语言开发程序，就必须链接这个库文件。

3) 将mainapplication.cmd添加入example1.prj工程中，此文件作用是用于DSP代码的定位。由于DSP 的编译器的编译结果是未定位的，DSP没有操作系统来定位执行代码，每个客户设计的DSP 系统的配置也不尽相同，因此需要用户自己定义代码的安装位置。安装位置是指，编译完成的代码是存放在dsp的那个位置，程序空间RAM或者数据空间RAM，起始地址以及长度。

4) 在工程视图中双击所有“+”号，即可看到整个工程的结构，如图4-2所示。如果没有看到工程视图，则需在View菜单下选择Project，打开工程视图。还应双击工程视图左下角的File View图标以确保能观察到工程结构。

图4-2 工程结构视图

如果需要从工程中移除一个文件，可将该文件选中，按Delete键即可。也可单击右键，在弹出菜单中选择Remove from Project将该文件从工程中移除。

当Build一个程序时，CCS会自动依次从以下路径中查找工程需要的文件。

●包括源文件的目录。

●Project->Options下Complier和Assembler选项的Include Search Path 域中定义的路径。

●C54x_C_DIR(C编译器)和C54x_A_DIR(汇编器)环境变量中声明的路径。C54x_C_DIR指向的路径中包括含有rts500.lib文件的目录。

（3）查看代码

双击工程结构视图中的testapp.c，将会在右边窗口中打开文件代码编辑查看窗口。可以在Option菜单下的Font命令设置字体大小，Color命令可以设置颜色。其它文件的源代码的查看方法是相同的。

（4）编译调试程序

1) 执行菜单选项Project->Rebuild All或在工具栏上点击Rebuild All图标，对工程重新汇编、编译和链接，Output窗口将显示进行汇编、编译和链接的相关信息。如果编译、链接有误，软件将通过红色字符显示错误的相关信息。

2）编译信息输出区提示有两个警告如图4-3所示。

图4-3 Output窗口

3）选择Project菜单下的Build Options选项将弹出创建选项对话框，选择Linker选项卡在Heap Size栏和Stack Size栏中分别填入0x400并点击确定，如图4-4所示

4）重新编译连接生成（.out）可执行文件

5) 执行菜单选项File->Load Program，找到example1.out并打开，也就是将Build生成的（.out）可执行程序加载到DSP中。CCS将自动打开一个反汇编窗口，显示加载程序的反汇编指令。

6) 在反汇编窗口中单击汇编指令，按F1键将切换至在线帮助窗口，显示光标所在行的汇编指令的帮助信息。例如，将光标放在SSBX的那一行上，按F1键将显示SSBX汇编指令的帮助信息。

7) 选择菜单选项Option->Disassembly Style Options，在弹出窗口中选择不同的选项，确定后查看反汇编窗口的变化。例如在Disassembly Style下选择Algebraic并确认，则反汇编窗口将以代数指令形式显示反汇编代码。

8) 执行菜单选项Debug->Run或在Debug工具栏上单击Run按钮。监视窗口中将显示

图4-4创建选项对话框

程序运行的结果。如图4-5所示。

图4-5 监视窗口

（6）使用断点和Watch window

断点和Watch window都是在程序调试时常用到的调试工具。我们在调试代码时如果想看看某一行或者某几行代码是否执行，或者想看看代码执行前后变量的一些变化，这时我们就需要用到断点了。Watch window是用来观察程序运行过程中的各个变量的值下面将介绍如何使用Watch window查看变量的值。

1）选择File菜单下的Reload Program选项，重新加载example1.out可执行程序。

2）在工程视图中双击testapp.c文件，打开源文件编辑查看窗口。

3）选择View菜单下的Watch Window选项，将出现Watch窗口，如图4-6所示。

图4-6 watch窗口

4）在源程序中选择要查看的变量符号，右单击在弹出的选项卡中选择Add to Watch Window，此时将在Watch Window中看到所要查看的变量，如图4-7，这里添加的变量是max_value和min_value。此时程序没有运行，所以显示的变量值为“identifier not found”。

图4-7 Watch窗口添加的变量显示

5) 选择View菜单下的Mixed Source/Asm选项，这样既能看到源文件中代码的执行情况，又能看到汇编指令的执行情况。

6）在源程序中printf一行上双击设置断点或者点击。去除断点的方法相同。

7）点击Run按钮运行，在Watch窗口中将看到变量的值。如图4-8所示。

图4-8 Watch窗口中的变量显示

8) 可按Halt按钮，Alt+F11（Source Step Into)，Alt+F10（Source Step Over)，Alt+Shift+F11（Assembly Step Into），Alt+Shift+F10（Assembly Step Over），Shift+F11（Step Out）等键进行其他方式的调试。

在Watch窗口中单击右键，在弹出菜单中还可选择移除一个被选的变量、关闭Watch窗口等。在进行以后的步骤之前，执行Debug菜单下的Breakpoints

选项，在Breakpoints菜单栏单击Remove All按钮将所有断点删除。

第5部分DSP应用实例

5.1 DSP实例（DSP与单片机串口通信的设计与实现）概述

DSP实例选用DSP与单片机串口通信的设计与实现。文章概述：结合实际工程应用重点介绍了TMS320VC5416与单片机89C51之间串行通信的实现方法。通过DSP的输入接口对89C51的输出串行进行高速采样和判决达到单片机对DSP

的数据传输，而通过将DSP所发送的数据进行数据变换达到89C51串口接收的标准来实现DSP对单片机的串口通信。串行接口与并行接口相比，最大的优点就是减少了使用DSP的引脚数目，降低了接口电路设计的复杂性。同时充分利用DSP 多功能串行接口和DMA搬移数据的能力，使DSP在处理串口通信时不会占用太多的处理时间，从而节约了DSP的资源。

TMS320C5416与单片机89C51通过串口进行通信，首先将DSP的一个串口与C51相连，DSP的McBSP 的数据搬移工作由其DMA负责。DSP输入的帧同步信号由C51发送的起始位提供，输入的时钟采样信号由其内部产生；DSP输出的帧同步信号和时钟由其内部产生。单片机工作在方式1上。

在此实例中，C51就以方式1正常的接受和发送。在调试过程中，由于我们需要的C51传的速率较高，设定在57600kb/s，DSP的CLKG频率设定在923274b/s。在很多地方C51不需要如此高的速率。而DSP的CLKG频率=采样率发生器输入时钟的频率、（CLKGDV+1），DSP一般工作速率大于100Mb/s，而CLKGDV只有8位，故而CLKG频率较大，不能满足C51的串口频率较低的情况，所以为了设计的灵活性，CLKR和CLKX应该接外部时钟，通过改变外部时钟和CLKGDV的值来改变DSP的CLKG频率，达到与C51之间的速率匹配。

5.2 文章读后感

这篇文章是关于TMS320VC5416与单片机89C51之间串行通信的实现方法的。串行接口与并行接口相比，最大的优点就是减少了使用DSP的引脚数目，降低了接口电路设计的复杂性，节约DSP的资源。

通过对实例以及相关资料的搜集整理，我加深了对DSP技术的认识，同时再次熟悉单片机89C51以及串行通信。这个实例是DSP与单片机串口通信的设计与实现，它将所学的几个方面连接起来，并且实现了功能应用。

我们所学的各课程是相互联系的，软件与硬件系统是可以结合的，芯片以及微小元件的结合可一实现特定功能，各模块组成系统能够实现多种功能。电子技术就在我们的身边，应用于生活中的方方面面。

参考文献

[1]刘艳萍，李志军.DSP技术原理及应用教程（第三版）. 北京：北京航空航天大学出版社，2012.

[2]刘益成.TNS320C54x DSP应用程序设计与开发.北京：北京航空航天大学出版社，2002.

[3]张雄伟，曹铁勇.DSP芯片的原理与开发应用.北京：电子工业出版社，2000.

[4]何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990.

[5]闵晓勇.DSP与单片机串口通信的设计与实现，西安：电子科技，2005

DSP上机大作业

DSP上机实验报告

实验一： VISUAL DSP++的使用入门 1.实验一的目的 实验一的主要目的是熟悉VISUAL DSP++的开发环境。针对ADSP－21065L SHARC DSP，利用几个用C、C++和汇编语言写成的简单例子来描述VISUAL DSP＋十编程环境和调试器（debugger）的主要特征和功能。 2.实验一的4个基本练习 练习一： 启动Visual DSP++，建立一个用C源代码的工程（Project），同时用调试器来评估用C语言所编写代码的性能； 练习二： 创立一个新的工程，修改源码来调用一个汇编（asm）程序，重新编译工程，用调试器来评估用汇编语言所写程序的性能； 练习三： 利用调试器的绘图（plot）功能来图形显示一个卷积算法中的多个数据的波形； 练习四： 利用调试器的性能统计功能（Statistical profile来检查练习三中卷积算法的效率。利用所收集到的性能统计数据就能看出算法中最耗时的地方。 3.实验步骤： （1）练习一实验步骤： Step l 进入Visual DSP＋十并打开一个工程（Project） 进入Visual DSP＋＋，显示Visual DSP++的集成开发和调试环境窗口（Integrated Development and Debugger Environment，简称IDDE）。 选择菜单File 中Open 打开文件： …DSP_exp\unit_1\dot_product_c \dotprodc．dpj。 Dotprodc工程由定义数组和计算数组点积和的两个C语言源文件dotprod_main.ｃ(主程序)和dotprod.c（子程序）以及一个描述程序和数据存储位置的链接描述文件dotprodc．ldf。 Step 2 编译dotprodc工程 在菜单Project中选择Build Project来对工程进行编译。此时，输出窗口显示程序编译时的各种状态信息（包括出错和编译进程信息）。当编译检测到错误时，将在输出窗口出现相应的出错信息，用鼠标双击它，编译器将自行打开源文件。这时可对源文件编辑、修改错误，再次进行编译。当编译不再有错时，输出窗口将显示“Build completed successfully”。

DSP作业1

DSP 练习题 1.举几个DSP应用的例子，并说明DSP在系统中承担的任务。 DSL IP HV AC Modem。 2.简述数字信号处理器从哪几个方面提高做数字信号处理的能力。 3.TI公司的DSP的系列是怎样划分的，它们的主要应用领域是什么？列举代表型号，及 它们的主要指标。 4.TMS320C5509 片内有多少ROM和RAM？定位于何处？ 5.比较TMS320C55x 系列DSP和已学过的单片机和通用微处理器的结构和指令系统的特 点。 6.说明定点处理器和浮点处理器的优缺点。 7.说明处理器芯片中含有的JTAG接口的作用。 8.编写C语言程序计算：z=x/y，其中-1

dsp大作业

一、简答题：（要求：手写，须写出各题必要的知识点，本大题共30分，每小题5分。） 1、可编程DSP芯片有那九大特点？ 2、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，完成一条指令需要那些操作周期？ 3、DSP系统硬件设计过程都有那些步骤？

4、TMS320C54x的数据寻址方式各有什么特点，应该应用在什么场合场所？ 5、链接器能完成什么工作？链接器命令文件中，MEMORY命令和SECTION命令的任务是什么？ 6、什么是“自举”？ 二、分析题：（要求：手写，结果需要有一定的分析计算过程，本大题共55分，每小题5分。）

1、已知：（80H）= 20H，（81H）= 30H。 LD #0, DP LD 80H, 16，B ADD 81H, B 运行以上程序后，DP、B分别等于多少？ 2、回答标准串行口数据的发送和接收过程。 3、已知：A = FFFD876624, T = 0000,则运行EXP A指令后，A和T各为多少？ 4、已知：B = 420D0D0D0D, T = FFF9,则运行NORM B指令后，B和T各为多少？ 5、在不含循环的程序中，RPTZ ＃9语句和其前一句、后一句以及后第二句各运行几次？ 6、说明语句： STM #0080H, IMR的功能？

7、已知中断向量TINT = 014H，中断向量地址指针IPTR = 0111H,求中断向量地址是多少？ 8、已知(30H)=50H，AR2=40H，AR3=60H，AR4＝80H MVKD 30H, *AR2 MVDD *AR2, *AR3 MVDM *AR3, *AR4 运行以上程序后，(30H)，（40H）、*AR3，AR4的值分别是多少？ 9、在堆栈操作中，PC当前地址为4020h，SP当前地址为0013h，运行PSHM AR7后，PC和SP的值分别是多少？ 10、请仔细分析下列程序代码，并说明每句程序代码的作用。 sample.out -m sample.map -stack 100 sample.obj meminit.obj -l rts.lib MEMORY { PAGE 0: VECT: origin = 0xff80, length 0x80 PAGE 0: PROG: origin = 0x2000, length 0x400 PAGE 1: DATA: origin = 0x800, length 0x400 } SECTIONS {

14_DSP技术原理及应用教程_课后答案

1 .1 数字信号处理器与一般通用计算机和单片机的主要差别有哪些? 答：在通用的计算机上用软件实现该方法速度太慢, 适于算法仿真; 在通用计算机系统上加上专用的加速处理机实现该方法专用性较强,应用受限制,且不便于系统 的独立运行; 用通用的单片机实现这种方式多用于一些不太复杂的数字信号处理,如简单的PID控制算法; 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及硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法; 用专用的DSP芯片实现在一些特殊场合, 要求信号处理速度极高, 用通用的DSP 芯片很难实现,而专用的DSP 芯片可以将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现,不需要编程。 1 .4 什么是冯·诺埃曼结构计算机, 什么是哈佛结构计算机, 二者的特点是什么? 答：冯．诺曼结构：将指令、数据存储在同一个存储器中，统一编址，译稿指令计数器提供的地址来区分是指令还是数据。取指令和取数据都访问统一存储器，数据吞吐率低。 哈佛结构：程序和数据存储在不同的存储空间，程序存储空间和数据存储空间是两个相互独立的存储空间，每个存储空间独立编址，独立访问。 1 .8 DSP的工作电压越来越低,内核电压已低至1V,这样做有何意义?为什么DSP内核工作电压和I/O工作电压不一样? 答：集成电路速度越来越快,随之而来,功耗越来越大,这样散热就是很大的问题.在芯片走线尺寸不变的情况下,内部阻抗也不变,降低工作电压会降低功耗,这样能再较高频率下芯片发热较少。 内核不容易受到外部干扰,所以电压可以做的较低,但IO容易受外部信号干扰,保持较高电压容易是器件工作稳定,这是功耗和稳定性的折中。 1 .10 定点DSP和浮点DSP有什么区别?在具体应用中, 应如何选择? 答：在浮点DSP中,数据即可以表示成整数,也可以表示成浮点数。浮点数在运算中,表示数的范围由于其指数可自动调节,因此可避免数的规格化和溢出等问题。但浮点DSP 一般比定点DSP 复杂, 成本也较高。 在定点DSP中, 数据采用定点表示方法。它有两种基本表示方法:整数表示方法和小数表示方法。整数表示方法主要用于控制操作、地址计算和其他非信号处理的应用, 而小数表示方法则主要用于数字和各种信号处理算法的计算中 2 .4 当要使用硬中断INT3作为中断响应矢量时,请问可屏蔽中断寄存器IMR和中断标志寄存器IFR应如何设置? 答：IFR中INT3位=1，IMR中INT3位=1，使能中断。2 .5 若处理器方式寄存器PMST的值设为01A0H,而中断矢量为INT3,那么在中断响应时, 程序计数器指针PC的值为多少? 答：PMST中IPTR=（000000011）b，int3中断向量号为24H,做移量为后变为60H,则中断响应时程序计数器指针PC=01E0H. 2 .10 DSP如何与不同速度的片外存储器及其他外设进行数据交换? 答：软件可编程等待状态发生器可以将外部总线周期扩展到7个机器周期，以使’C54x能与低速外部设备接口。而需要多于7个等待周期的设备，可以用硬件READY线来接口。 2 .11 TMS320C54x可进行移位操作,它的移位范围是多少? 答：’C54x的移位操作最多可以左移31位，或右移16位。（-16～31） 2 .1 3 为什么说应尽量利用DSP的片内存储器? 答：与片外存储器相比,片内存储器不需要插入等待状态,因此成本低,功耗小。 2 .14 如何操作通用I/ O 引脚XF和BIO? 答：XF信号可以由软件控制。通过对STl中的XF位置1得到高电平，清除而得到低电平。对状态寄存器置位的指令SSBX和对状态寄存器复位的指令RSBX可以用来对XF置位和复位。同时XF引脚为高电平和低电平，亦即CPU向外部发出1和0信号。 程序可以根据BIO的输入状态有条件地跳转，可用于替代中断。条件执行指令(XC)是在流水线的译码阶段检测BIO的状态，其它条件指令(branch、call和return)是在流水线的读阶段检测BIO 的状态的。 4 .1 写出汇编语言指令的格式, 并说明应遵循怎样的规则? 答：助记符指令格式： [标号][：] 助记符[操作数列表] [；注释] 代数指令格式： [标号][：] 代数指令[；注释] 应遵循下列规则： ①语句的开头只能是标号、空格、星号或分号。 ②标号是可选项，如果使用，必须从第一列开始。 ③每个域之间必须由一个或多个空格来分开。制表符等同于空格的作用。

DSP作业(精)

DSP的 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 Sign al 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。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。 数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。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。顾名思义,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的尽可能快，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。 世界上第一个单片 DSP 芯片应当是1978年 AMI公司发布的 S2 811，1979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μP D7720是第一个具有乘法器的商用 DSP 芯片。在这之后，最成功的DSP 芯片当数美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称TI）的一系列产品。TI 公司在1982年成功推出其第一代 DSP 芯片 TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS 320C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS320C40/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

DSP大作业快速傅立叶变换实验与设计

DSP 原理及应用 大作业 ——快速傅立叶变换 专业：XXXX 姓名：XXX 学 号：08201081XX 指导老师： XX 时间：2XXXX 快速傅立叶变换(FFT )实验 一、设计目的 1.在理论学习的基础上，通过本实验，加深对FFT的理解，熟悉FFT子程序。 2.熟悉应用FFT对典型信号进行频谱分析的方法 3?了解应用FFT进行信号频谱分析过程中可能出现的问题以便在实际中正确应用FFT。 4.掌握用窗函数法设计FFT快速傅里叶的原理和方法； 5 ?熟悉FFT快速傅里叶特性； 二、所需设备

PC 兼容机一台，操作系统为Windows2000(或Windows98 , WindowsXP，以下 默认为Windows2000)，安装Code Composer Studio 2.0 软件。 三、设计内容 本试验要求使用FFT变换求一个时域信号的频域特性，并从这个频域特性求出该信号的频 率值。使用c语言实现对FFT算法的仿真，然后使用DSP汇编语言实现对FFT 的DSP 编程。本实验采用软件仿真，不需设置硬件。 四、设计原理 在各种信号序列中，有限长序列信号处理占有很重要地位，对有限长序列，我 们可以使用离散Fouier变换(DFT)。这一变换不但可以很好的反映序列的频谱特性,而且易于用快速算法在计算机上实现，当序列x(n)的长度为N时，它的DFT N 1 1 N-1 X(k)=》x(nW,n⑷x(n)=石送X(kW「n 定义为：心，W N =e反换为：N心有限长序 列的DFT是其Z变换在单位圆上的等距采样，或者是序列Fourier变换的等距采样，因此可以用于序列的谱分析。 FFT并不是与DFT不同的另一种变换，而是为了减少DFT运算次数的一种快速算法。它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小点数的组合，从而减少运算量。常用的FFT是以2为基数的，其长度N=2L，它的效率高，程序简单使用非常方便，当要变换的序列长度不等于2的整数次方时，为了使用以2为基数的FFT,可以用末位补零的方法，使其长度延长至2的整数次方。 在运用DFT进行频谱分析的过程中可能产生几种问题：⑴混叠 序列的频谱时被采样信号的周期延拓，当采样速率不满足Nyquist定理时， 就会发生频谱混叠，使得采样后的信号序列频谱不能真实的反映原信号的频谱。 避免混叠现象的唯一方法是保证采样速率足够高，使频谱混叠现象不致出现，即在确定采样频率之前，必须对频谱的性质有所了解，在一般情况下，为了保证高于折叠频率的分量不会出现，在采样前，先用低通模拟滤波器对信号进行滤波。 ⑵泄漏 实际中我们往往用截短的序列来近似很长的甚至是无限长的序列，这样可以使用较短的DFT来对信号进行频谱分析，这种截短等价于给原信号序列乘以一个矩形窗函数，也相当于在频域将信号的频谱和矩形窗函数的频谱卷积，所得的频谱是原序列频谱的扩展。 泄漏不能与混叠完全分开，因为泄漏导致频谱的扩展，从而造成混叠。为了减少泄漏的影响，可以选择适当的窗函数使频谱的扩散减至最小。 DFT是对单位圆上Z变换的均匀采样，所以它不可能将频谱视为一个连续函数，就一定意义上看，用DFT来观察频谱就好像通过一个栅栏来观看一个图景一样，只能在离散点上看到真实的频谱，这样就有可能发生一些频谱的峰点或谷点被尖桩的栅栏”所拦住，不能别我们观察到。 减小栅栏效应的一个方法就是借助于在原序列的末端填补一些零值，从而 变动DFT的点数，这一方法实际上是人为地改变了对真实频谱采样的点数和位置，相当于搬动了每一根尖桩栅栏”的位置，从而使得频谱的峰点或谷点暴露出来。

DSP原理及其应用技术_课程设计_报告

郑州航空工业管理学院 电子通信工程系 DSP原理及应用课程设计报告 设计题目：基于TMS320F2812 DSP微处理器的最小系统设计 学号：********** 专业：电子信息工程专业 设计日期：2012年6月14日 指导老师：赵成陈宇

设计任务 1、利用Protel软件绘制并添加TMS320F2812的原理图库； 2、利用Protel软件绘制TMS320F2812最小系统的电路原理图，包括时钟电路模块，电源模块、复位电路模块、JTAG接口模块； 3、安装最小系统电路，在CCS下建立工程，编译并将其下载到TMS320F2812最小系统中运行。 相关设备 PC机，CCS集成开发环境，最小系统电路板及元件，XDS510仿真调试器，外用表，示波器，稳压电源。 设计原理 TMS320F2812 DSP微处理器属于通用可编程微处理器，在应用时涉及硬件电路设计及软件设计，在理论课部分，主要是了解了F2812的体系架构及软件开发的相关知识，在具体使用时，需要绘制电路原理图及版图。 TMS320F2812 DSP微处理器运行的基本环境包括时钟电路、电源电路、复位电路及JTAG接口调试电路等，为了便于测试系统的运行情况，一般在其外围直接设计串口通信电路及相关的测试电路，这里即在外围配置了XF及串口通信电路。 可以使用Protel或其他电路版图设计软件绘图，其中需要用到学习过的F2812的封装、管脚分布、时钟电路、复位电路等知识。 可以参考教材附录部分的电路原理图。 通过F2812最小电路的设计，可以将理论与实践统一联系，更深入地理解F2812的开发方法。 应用基础 能使用Protel设计电路原理图； 了解F2812硬件的相关知识及电路设计； 能使用CCS建立并调试DSP工程。 设计报告 在课程设计的最后一次指导课上提交打印版。 目录 一、设计的目的和意义…………………………………………………………………3页 二、CCS软件概述………………………………………………………………………3页

DSP作业

DSP 作业 1．DSP 芯片有哪些主要特点? 答：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。 答：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。 输入 输出 输出 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 芯片的选择：1.DSP 芯片的运算速度 2. DSP 芯片的价格 3. DSP 芯片的硬件资源（存储器、ADC 、PWM 等等） 4.DSP 芯片运算精度 5.芯片开发工具：软件 硬件 6..DSP 芯片功耗 7．其他：封装、应用场合、售后服务等。 4．常用的DSP 芯片有哪些? 答：C20x 、C24x 、C5x 、C54x 、C62xx 、C3x 、C4x 、C67xx 。 5．DSP 控制器的应用领域有哪些? 答：（1）信号处理：数字滤波、快速FFT 、相关运算、谱分析、自适应铝波、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等。 （2）通信：调制解调器、数据压缩、回拨抵消、多路复用、传真、自适应均衡、数据加密、扩频通信、纠错编码、可视电话等。 （3）语言：语音邮件、语音存储、语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认等。 （4）图形/图像：图像增强、动画、机器人视觉、二维/三维处理器、图像压缩与传输等。 （5）军事：导航、雷达处理、声纳处理、导弹制导等。 抗混叠滤波 A/D DSP 芯片 D/A 平滑滤

DSP大作业修改过后

题目温度采集分析系统设计 学生姓名 学号 专业电子信息工程 指导教师 时间 2018.1.1

摘要：本课题设计基于TMS320F28335型号DSP的高速度、宽范围、高精度的温度采集系统方案。系统以TMS320F28335为控制核心,通过测温电路采集温度数据,经AD转换后给DSP 控制器，通过FIR滤波器计算出温度值,DSP通过RS232接口上传温度值到电脑上位机显示温度，通过LCD12864显示温度及时间，重点介绍AD转换接口电路以及系统控制软件的设计过程。 一、功能设计要求 设计一个电池供电野外温度采集分析系统，功能包括： 1.每小时采集环境温度10次，进行FIR滤波 2.每天通过串口发送单天平均气温 3.有三个按键：K1切换温度/时间显示。K2、K3修改时间，K2=time+，K3=time- 4.当电池电压低于安全值时，发送报警信息 二、硬件设计 1.系统方案： 该系统包括温度采集电路模块、TMS320F28335芯片、A/D转换部分和LCD液晶显示，首先要初始化A/D转换模块，然后等待中断，当产生中断后对采集到的模拟信号进行处理，并通过低频率的FIR滤波后得到一天的温度输出，为确保转换精度要进行多次取值求平均，转换结果放在结果寄存器的高12位上，通过编程将处理后的温度值送到LCD上进行显示。设计采用热敏电阻PT100组成的温度采集电路，利用热敏电阻输出电压值与温度间的函数关系式，检测温度的变化；然后将采集的温度送入TMS320F28335的片上A/D，将电压转换为数字信号，并通过低频率的FIR滤波后得到一天的温度输出；最后通过LCD12864显示结果。 图1 系统方案 2.主控方案：TMS320F28335主控芯片 控制芯片32位TMS320F28335芯片,该DSP芯片专门用于控制领域,最高可在150 MHz主频下工作,可进行双16 ×16乘加和32 ×32乘加操作,运算与控制速度快,并带有18 K×16位片上SRAM和128 K×16位片上FLASH;并带有两个事件管理模块,可以同

DSP大作业

无限冲激响应滤波器（IIR）算法及实现 姓名：徐旭日 学号：20130700332 专业班级：电子信息工程（2）班 指导老师：王忠勇 日期：2016/6/2

摘要：21世纪是数字化的时代，随着信息处理技术的飞速发展，数字信号处理技术逐渐发 展成为一门主流技术。相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等。这些优势决定数字滤波器的应用越来越广泛。数字滤波器是数字信号处理中最重要的组成部分之一，被广泛应用于语音图像处理、数字通信、谱分析、模式识别、自动控制等领域。本课题通过软件设计IIR数字滤波器，并对所设计的滤波器进行仿真：应用DSP集成开发环境—CCS调试程序，用TMS320F2812实现IIR数字滤波。具体工作包括：对IIR数字滤波器的基本理论进行分析和探讨。应用DSP集成开发环境调试程序，用TMS320F2812来实现IIR数字滤波。通过硬件液晶显示模块验证试验结果，并对相关问题进行分析。 关键词：数字滤波器；DSP；TMS320F2812；无限冲激响应滤波器（IIR）。 引言：随着数字化飞速发展，数字信号处理技术受到了人们的广泛关注，其理论及算法 随着计算机技术和微电子技术的发展得到飞速发展，被广泛应用于语音图像处理、数字通信、谱分析、模式识别、自动控制等领域。数字信号处理由于运算速度快，具有可编程的特性和接口灵活的特点，使得它在许多电子产品的研制、开发和应用中，发挥着重要的作用。采用DSP芯片来实现数字信号处理系统是当前发展的趋势。 在数字信号处理中，数字滤波占有极其重要的地位。滤波是信号处理中的一个重要概念。滤波分经典滤波和现代滤波。经典滤波的概念，是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或叫做谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，叫做经典滤波器或滤波电路。数字滤波是语音和图像处理、模式识别、谱分析等应用中的一个基本处理算法。在许多信号处理应用中用数字滤波器替代模拟滤波器具有许多优势。数字滤波器容易实现不同幅度和相位频率特性指标。用DSP芯片实现数字滤波除具有稳定性好、精度高、不受环境影响外，还具有灵活性好的特点。用可编程DSP芯片实现数字滤波可通过修改滤波器的参数十分方便的改变滤波器的特性。 原理： 1．无限冲激响应数字滤波器的基础理论。 利用模拟滤波器成熟的理论及其设计方法来设计IIR数字低通滤波器是常用的方法。 H s，再按照一 设计过程是：按照数字滤波器技术指标要求一个过渡模拟低通滤波器() a H s转换成数字低通滤波器函数H(z)。由此可见，设计的关键问题就 定的转换关系将() a H s转换成z平面上的H（z）。 是要找到这种关系，将s平面的() a H s从s平面转换到z平面的方法有多种，但工程上常用的是脉冲响 将系统函数() a 应不变法和双线性变换法。在课题中我们采用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器。 通过采用非线性频率压缩的方法，将整个模拟频率轴压缩到±π/T之间，再用

DSP原理与应用技术-考试知识点总结

第一章 1、DSP系统的组成：由控制处理器、DSPs、输入/输出接口、存储器、数据传输网络构成。P2图1-1-1 2、TMS320系列DSPs芯片的基本特点：哈佛结构、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。 3、哈佛结构：是一种将程序指令储存和数据储存分开的储存器结构。特点：并行结构体系，是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。系统中设置了程序和数据两条总线，使数据吞吐率提高一倍。 4、TMS320系列在哈佛结构之上DSPs芯片的改进：（1）允许数据存放在程序存储器中，并被算数运算指令直接使用，增强芯片灵活性（2）指令储存在高速缓冲器中，执行指令时，不需要再从存储器中读取指令，节约了一个指令周期的时间。 5、冯诺依曼结构：将指令、数据、地址存储在同一存储器中，统一编址，依靠指令计数器提供的地址来区分是指令、数据还是地址，取指令和去数据都访问同一存储器，数据吞吐率低。 6、流水线操作：TMS320F2812采用8级流水线，处理器可以并行处理2-8条指令，每条指令处于流水线的不同阶段。 解释：在4级流水线操作中。取 指令、指令译码、读操作数、执 行操作可独立地处理，执行完全 重叠。在每个指令周期内，4条 不同的指令都处于激活状态，每 条指令处于不同的操作阶段。 7、定点DSPs芯片：定点格式工作的DSPs芯片。 浮点DSPs芯片：浮点格式工作的DSPs芯片。 （定点DSPs可以浮点运算，但是要用软件。浮点DSPs用硬件就可以）8、DSPs芯片的运算速度衡量标准：指令周期（执行一条指令所需时

DSP作业1-

1.举几个DSP应用的例子，并说明DSP在系统中承担的任务。 （1）通信：在蜂窝电话中，DSP协调各种芯片合理而快速的工作，并兼有开发和测试的功能。 （2）军事：在雷达图像处理中，使用DSP进行目标识别和实时飞行轨迹估计。 （3）家用电器：在高清晰数字电视中，采用DSP实现关键的MPEG2译码电路。 2.数字信号处理有哪几种实现方式，各有什么优缺点或特点？ (1)利用X86处理器完成优点：处理器选择范围较宽，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：数字信号处理能力不强，硬件组成较为复杂，系统体积、重量较大，功耗较高，抗环境影响能力较弱。 (2)利用通用微处理器完成优点：可选范围广，硬件组成简单，系统功耗低，适应环境能力强。缺点：信号处理的效率较低，内部DMA通道较少。 (3)利用可编程逻辑阵列（FPGA）进行实现优点：适合高速信号处理，具有专用数字信号处理结构。缺点：开发需要较深的硬件基础，调试困难。 (4)利用数字信号处理器实现优点：大规模集成性、稳定性好，精度高，可编程性，高速性能，可嵌入性，接口和集成方便。缺点：成本较单片机高，甚至高于PC机，DSP技术更新速度快，开发和调试工具不尽完善，不如PC机方式编程和修改方便。 (5)用ASIC芯片实现优点：集成程度高，简化系统结构。缺点：功能单一，一般用于大批量消费电子。 3.简述数字信号处理器从哪几个方面提高做数字信号处理的能力。 存储器及总线结构；流水线；硬件乘法累加单元；零开销循环，特殊的寻址方式；高效的特殊指令；丰富的运算类指令。 4.比较TMS320C55x 系列DSP和已学过的单片机和通用微处理器的结构和指令系统的特点。 与单片机及通用微处理器相比，DSP有以下特点：分工精细，部件更多，硬件配置强；DSP字长为15/16位，而单片机字长仅为8位，运算精度高；流水线结构使在数字信号处理中用的最多的乘法运算在一个时钟周期内完成，而51单片机需要更多个时钟周期；55系列DSP内有12条独立总线，大大提高了运算能力，能够完成更复杂的功能；指令系统丰富，尤其运算类指令很多，更适宜做DSP运算。 5.说明定点处理器和浮点处理器的优缺点。 定点处理器：价格较便宜，功耗较低，但运算精度稍低。浮点处理器：运算精度高，但价格稍贵，功耗也较大。 6.说明处理器芯片中含有的JTAG接口的作用。 JT AG接口是DSP的调试接口，可以利用JT AG接口完成程序的下载、调试和调试信息输出，通过该接口可以查看DSP的存储器、寄存器等的内容，如果DSP连接了非易失存储器，如Flash存储器，还可以通过JT AG接口完成芯片的烧录。 7.说明PLL的工作原理和作用，芯片内含有PLL有何优点？ 作用：利用两个电信号的相位误差，通过环路自身调整作用，实现频率准确跟踪的系统。 原理：由鉴相器，环路滤波器和压控振荡器三个部件组成闭合系统，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。 优点：芯片内含有PLL可以起到时钟倍频的作用。 8.举几个采用差分信号传输数据的例子？ USB、RS485、网线、CAN总线、LV DS 9.C55x芯片上有哪些电源和地引脚，应该怎样连接这些引脚？ 地引脚部分：VSS是数字地，为I/O和内核引脚接地；AVSS是模拟地，为10位A/D接地；ADVSS为10位A/D的数字部分接地；USBPLLVSS是数字地，为USB的PLL接地。电源引脚部分：CVDD：为CPU内核提供专用电源；DV DD：为USB模块的I/O引脚提供专用电源；AV DD ：为10位的A/D提供专用电源；USBVDD：为USB模块的I/O引脚提供专用电源。数字电源和模拟电源分开接；电源要接去耦合电源。 10.TMS320C55x 存储空间结构是怎样的？ C55x DSP的存储空间包括统一的数据/程序空间和I/O空间。数据空间用于访问存储器和内存映射寄存器，程序空间用于CPU从存储器中读取指令，而I/O空间用于CPU与片内(芯片没有IO选通引脚)外设寄存器之间的双向通信。 11.详细解释Smem，Xmem，dst，src，Cmem 的含义。 Smem：16位数据存储值；Xmem：双数据存储器访问；Cmem：系数间接寻址操作数；dst：目的操作数：累加器，或辅助寄存器的低16位，或临时寄存器；src：源操作数：累加器，或辅助寄存器的低16位，或临时寄存器。 12.分别解释*（AR2-T1）, *（AR5+T0B）的含义。 *（AR2-T1）：在生成地址后，AR2减去T1中16位带符号的常数。*（AR5+T0B）：在生成地址之后，AR5加上T0中16位带符号的常数，按位倒序模式相加。 13.ADD Smem，dst 列出所有Smem可能的具体形式。

西工大DSP大作业

西工大DSRt作业

实验1基于CCS的简单的定点DSF程序 一、实验要求 1、自行安装CCS3.3版本，配置和运行CCS 2、熟悉CCS开发环境，访问读写DSP勺寄存器AC0-AC3 AR0-AR7, PC, T0-T3 3、结合C5510的存储器空间分配，访问DSR的内部RAM 4、编写一个最简单的定点DSP程序，计算下面式子 y=0.1*1.2+35*20+15*1.6 5、采用定点DSP进行计算，确定每个操作数的定点表示方法，最后结果的定点表示方法，并验证结果 6、对编写的程序进行编译、链接、运行、断点执行、单步抽并给出map映射文件 二、实验原理 DSP芯片的定点运算---Q格式（转）2008-09-03 15:47 DSP 芯片的 定点运算 1. 数据的溢出： 1＞溢出分类：上溢（oveflow ）: 下溢（underflow ） 2＞溢出的结果：Max Min Min Max un sig ned char 0 255 sig ned char -128 127 un sig ned int 0 65535 signed int -32768 32767

上溢在圆圈上按数据逆时针移动；下溢在圆圈上顺时钟移动。 例：signed int : 32767+1 = —32768 ; -32768-1 = 32767 unsigned char : 255+1 = 0; 0-1 = 255 3＞为了避免溢出的发生，一般在DSP中可以设置溢出保护功能。当 发生溢出时，自动将结果设置为最大值或最小值。 2. 定点处理器对浮点数的处理： 1＞定义变量为浮点型(float , double ),用C语言抹平定点处理器和浮点处理器 2＞放大若干倍表示小数。比如要表示精度为0.01的变量，放大100倍去运算，3＞定标法：Q格式：通过假定小数点位于哪一位的右侧，从而确定小 数的精度。Q0 :小数点在第0位的后面，即我们一般采用的方法Q15 小数点在第15位的后面，0~ 14位都是小数位。转化公式：Q= (int ) (F X pow(2, q)) F =(float ) (Qx pow (2,—q)) 3. Q格式的运算 1＞定点加减法：须转换成相同的Q格式才能加减 2＞定点乘法：不同Q格式的数据相乘，相当于Q值相加 3＞定点除法：不同Q格式的数据相除，相当于Q值相减 4＞定点左移：左移相当于Q值增加 5＞定点右移：右移相当于Q减少 4. Q格式的应用格式 实际应用中，浮点运算大都时候都是既有整数部分，也有小数部分的。 所以要选择一个适当的定标格式才能更好的处理运算。一般用如下两 种方法：

DSP原理及应用-(修订版)--课后习题答案

第一章： 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、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？ 答：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？ 答：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。

西电DSP大作业报告

DSP实验课程序设计报告 学院：电子工程学院 学号：1202121013 ：海霞 指导教师：苏涛

DSP 实验课大作业设计 一 实验目的 在DSP 上实现线性调频信号的脉冲压缩、动目标显示（MTI ）和动目标检测(MTD)，并将结果与MATLAB 上的结果进行误差仿真。 二 实验容 2.1 MATLAB 仿真 设定带宽、脉宽、采样率、脉冲重复频率，用MATLAB 产生16个脉冲的LFM ，每个脉冲有4个目标（静止，低速，高速），依次做 2.1.1 脉压 2.1.2 相邻2脉冲做MTI ，产生15个脉冲 2.1.3 16个脉冲到齐后，做MTD ，输出16个多普勒通道 2.2 DSP 实现 将MATLAB 产生的信号，在visual dsp 中做脉压，MTI 、MTD ，并将结果与MATLAB 作比较。 三 实验原理 3.1 线性调频 线性调频脉冲压缩体制的发射信号其载频在脉冲宽度按线性规律变化即用对载频进行调制(线性调频)的方法展宽发射信号的频谱，在大时宽的前提下扩展了信号的带宽。 若线性调频信号中心频率为0f ，脉宽为τ，带宽为B ，幅度为A ，μ为调频斜率，则其表达式如下： ]2 12cos[)()(20t t f t rect A t x μπτ+??=；)(为矩形函数rect 在相参雷达中，线性调频信号可以用复数形式表示，即 )]2 12(exp[)()(20t t f j t rect A t x μπτ+??= 在脉冲宽度，信号的角频率由220μτπ- f 变化到220μτπ+f 。 3.2 脉冲压缩原理 脉冲雷达信号发射时，脉冲宽度τ决定着雷达的发射能量，发射能量越大， 作用距离越远；在传统的脉冲雷达信号中，脉冲宽度同时还决定着信号的频率宽度B ，即带宽与时宽是一种近似倒数的关系。脉冲越宽，频域带宽越窄，距离分辨率越低。 脉冲压缩的主要目的是为了解决信号的作用距离和信号的距离分辨率之间的矛盾。为了提高信号的作用距离，我们就需要提高信号的发射功率，因此，必须提高发射信号的脉冲宽度，而为了提高信号的距离分辨率，又要求降低信号的脉冲宽度。

西工大DSP大作业

实验1 基于CCS的简单的定点DSP程序 一、实验要求 1、自行安装CCS3.3版本，配置和运行CCS 2、熟悉CCS开发环境，访问读写DSP的寄存器AC0-AC3，ARO-AR7, PC, T0-T3 3、结合C5510的存储器空间分配，访问DSP的内部RAM 4、编写一个最简单的定点DSP程序，计算下面式子y=0.1*1.2+35*20+15*1.6 5、采用定点DSP进行计算，确定每个操作数的定点表示方法, 最后结果的定点表示方法，并验证结果 6、对编写的程序进行编译、链接、运行、断点执行、单步抽并给出map映射文件 二、实验原理 DSP芯片的定点运算---Q格式(转) 2008-09-03 15:47 DSP芯片的定点运算 1．数据的溢出： 1>溢出分类：上溢（overflow）：下溢（underflow） 2>溢出的结果：Max Min Min Max unsigned char 0 255 signed char -128 127 unsigned int 0 65535 signed int -32768 32767 上溢在圆圈上按数据逆时针移动；下溢在圆圈上顺时钟移动。例：signed int ：32767+1＝－32768；-32768-1＝32767

unsigned char：255+1＝0；0-1＝255 3>为了避免溢出的发生，一般在DSP中可以设置溢出保护功能。当 发生溢出时，自动将结果设置为最大值或最小值。 2．定点处理器对浮点数的处理： 1>定义变量为浮点型（float，double），用C语言抹平定点处理器和浮点处理器的区 2>放大若干倍表示小数。比如要表示精度为0.01的变量，放大100倍去运算，运算 3>定标法：Q格式：通过假定小数点位于哪一位的右侧，从而确定小 数的精度。Q0：小数点在第0位的后面，即我们一般采用的方法Q15 小数点在第15位的后面，0～14位都是小数位。转化公式：Q＝（int） （F×pow（2，q））F＝（float）（Q×pow（2，－q）） 3．Q格式的运算 1>定点加减法：须转换成相同的Q格式才能加减 2>定点乘法：不同Q格式的数据相乘，相当于Q值相加 3>定点除法：不同Q格式的数据相除，相当于Q值相减 4>定点左移：左移相当于Q值增加 5> 定点右移：右移相当于Q减少 4．Q格式的应用格式 实际应用中，浮点运算大都时候都是既有整数部分，也有小数部分的。 所以要选择一个适当的定标格式才能更好的处理运算。一般用如下两 种方法： 1>使用时使用适中的定标，既可以表示一定的整数复位也可以表示 小数复位，如对于2812的32位系统，使用Q15格式，可表示