第8章 TMS320C55x软件设计实例
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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。
第一章1、数字信号处理实现方法一般有几种?答:课本P2(2.数字信号处理实现)2、简要地叙述DSP芯片的发展概况。
答:课本P2(1.2.1 DSP芯片的发展概况)3、可编程DSP芯片有哪些特点?答:课本P3(1.2.2 DSP芯片的特点)4、什么是哈佛结构和冯诺依曼结构?他们有什么区别?答:课本P3-P4(1.采用哈佛结构)5、什么是流水线技术?答:课本P5(3.采用流水线技术)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:定点DSP芯片按照定点的数据格式进行工作,其数据长度通常为16位、24位、32位。
定点DSP的特点:体积小、成本低、功耗小、对存储器的要求不高;但数值表示范围较窄,必须使用定点定标的方法,并要防止结果的溢出。
浮点DSP芯片按照浮点的数据格式进行工作,其数据长度通常为32位、40位。
由于浮点数的数据表示动态范围宽,运算中不必顾及小数点的位置,因此开发较容易。
但它的硬件结构相对复杂、功耗较大,且比定点DSP芯片的价格高。
通常,浮点DSP芯片使用在对数据动态范围和精度要求较高的系统中。
7、DSP技术发展趋势主要体现在哪些方面?答:课本P9(3.DSP发展技术趋势)8、简述DSP系统的构成和工作过程。
答:课本P10(1.3.1DSP系统的构成)9、简述DSP系统的设计步骤。
答:课本P12(1.3.3DSP系统的设计过程)10、DSP系统有哪些特点?答:课本P11(1.3.2DSP系统的特点)11、在进行DSP系统设计时,应如何选择合理的DSP芯片?答:课本P13(1.3.4DSP芯片的选择)12、TMS320VC5416-160的指令周期是多少毫秒?它的运算速度是多少MIPS?解:f=160MHz,所以T=1/160M=6.25ns=0.00000625ms;运算速度=160MIPS第二章1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分?答:课本P17(各个部分功能如下)2、TMS320C54x芯片的CPU主要由几部分组成?答:课本P18(1.CPU)3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM3个状态位对’C54x 的存储空间结构有何影响?答:课本P34(PMST寄存器各状态位的功能表)4、TMS320C54x芯片的内外设主要包括哪些电路?答:课本P40(’C54x的片内外设电路)5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段?每个操作阶段执行什么任务?完成一条指令都需要哪些操作周期?答:课本P45(1.流水线操作的概念)6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的?有哪些方法可以避免流水线冲突?答:由于CPU的资源有限,当多于一个流水线上的指令同时访问同一资源时,可能产生时序冲突。
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。
该系统利用VHDL语言、PLD设计出租车计费系统,以MAX+PLUSⅡ软件作为开发平台,设计了出租车计费器系统程序并进行了程序仿真。
使其实现计费以及预置和模拟汽车启动、停止、暂停等功能,并动态扫描显示车费数目。
关键词: 出租车计费器;计数器;VHDL语言;MAX+PLUSⅡ;一、实验任务及要求1.能实现计费功能,计费标准为:按行驶里程收费,起步费为10.00元,并在车行3公里后再按2元/公里,当计费器计费达到或超过一定收费(如20元)时,每公里加收50%的车费,车停止不计费。
2. 实现预置功能:能预置起步费、每公里收费、车行加费里程。
3. 实现模拟功能:能模拟汽车启动、停止、暂停、车速等状态。
4. 设计动态扫描电路:将车费显示出来,有两位小数。
5. 用VHDL语言设计符合上述功能要求的出租车计费器,并用层次化设计方法设计该电路。
6. 各计数器的计数状态用功能仿真的方法验证,并通过有关波形确认电路设计是否正确。
7. 完成电路全部设计后,通过系统实验箱下载验证设计的正确性。
二、实验原理系统顶层框图:计费器按里程收费,每100米开始一次计费。
各模块功能如下:(1) 车速控制模块当起停键为启动状态时(高电平),模块根据车速选择和基本车速发出响应频率的脉冲驱动计费器和里程显示模块进行计数;当处于停止状态时暂停发出脉冲,此时计费器和里程显示模块相应的停止计数。
(2) 里程动态显示模块其包括计数车速控制模块发出的脉冲以及将计数显示动态显示出来,每来一个脉冲里程值加0.1(控制器每发一个脉冲代表运行了0.1公里)。
(3) 计费动态显示模块其初值为10元,当里程超过3公里后才接受计数车速控制模块发出的脉冲的驱动,并且计数显示动态显示出来,每来一个脉冲(代表运行了0.5公里)其数值加1元,当收费超过20时数值加1.5元。
三、出租车计费系统的实现3.1系统的总体模块图:3.2系统各功能模块的实现:(1)模块MS的实现模块MS,输入端口CK0、CK1为两个不同的时钟信号,来模拟汽车的加速和匀速,JS加速按键。
第一章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-DigitalConverter)、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,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:·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。
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。