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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1-1-12、TMS320系列DSPs芯片的基本特点：XXX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、XXX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XXX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、XXX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间）、MAC时间（一次乘法和加法的时间）、FFT执行时间（傅立叶运算时间）、MIPS（每秒执行百万条指令）、MOPS（每秒执行百万次操作）、MFLOPS （每秒执行百万次浮点操作）、BOPS（每秒十亿次操作）。
DSP 、单片机以及嵌入式微处理器都就是嵌入式家族的一员。
最大区别就是DSP 能够高速、实时地进行数字信号处理运算。
数字信号处理运算的特点就是乘/加及反复相乘求与(乘积累加)。
为了能快速地进行数字信号处理的运算,(1)DSP设置了硬件乘法/累加器,(2)能在单个指令周期内完成乘/加运算。
(3)为满足FFT、卷积等数字信号处理的特殊要求,目前DSP大多在指令系统中设置了“循环寻址”及“位倒序”寻址指令与其她特殊指令,使得寻址、排序的速度大大提高。
DSP完成1024复点FFT的运算,所需时间仅为微秒量级。
高速数据的传输能力就是DSP高速实时处理的关键之一。
新型的DSP设置了单独的DMA总线及其控制器,在不影响或基本不影响DSP处理速度的情况下,作并行的数据传送,传送速率可达每秒百兆字节。
DSP内部有流水线,它在指令并行、功能单元并行、多总线、时钟频率提高等方面不断创新与改进。
因此,DSP与单片机、嵌入式微处理器相比,在内部功能单元并行、多DSP核并行、速度快、功耗小、完成各种DSP算法方面尤为突出。
单片机也称微控制器或嵌入式控制器,它就是为中、低成本控制领域而设计与开发的。
单片机的位控能力强,I/O接口种类繁多,片内外设与控制功能丰富、价格低、使用方便,但与DSP相比,处理速度较慢。
DSP具有的高速并行结构及指令、多总线,单片机却没有。
DSP处理的算法的复杂度与大的数据处理流量更就是单片机不可企及的。
嵌入式微处理器的基础就是通用计算机中的CPU(微处理器)。
就是嵌入式系统的核心。
为满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上与标准微处理器基本就是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
与工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点,但就是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也较差。
单片机与DSP芯片区别（一）引言：单片机（Microcontroller）和DSP（Digital Signal Processor）芯片是嵌入式系统中常见的两种处理器。
尽管它们在处理数字信号方面有一些相似之处，但它们在架构、功能和应用领域上存在着显著区别。
本文将介绍单片机和DSP芯片的区别，并从硬件设计、指令集体系结构、处理能力、资源管理和编程环境五个方面进行详细阐述。
一、硬件设计1. 单片机通常集成了处理器核、存储器、输入输出端口和外设控制器等关键组件，形成一个完整的计算平台。
2. DSP芯片支持更复杂和精确的数字信号处理，具有更多的算术逻辑单元（ALU）和专门设计的数据通路。
3. 单片机通常支持多种外设，如GPIO、UART、I2C和SPI等，适用于各种嵌入式应用。
4. DSP芯片通常设计用于高性能的信号处理任务，如音频和视频处理，它们具有更多的片内RAM和DMA控制器。
二、指令集体系结构1. 单片机常用的指令集体系结构包括CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）两种。
2. DSP芯片通常采用定制的指令集体系结构，专为数字信号处理任务进行了优化。
3. 单片机的指令集较为通用，适用于广泛的应用领域。
4. DSP芯片的指令集更加专注于数字信号处理，提供更高效的算法和运算指令。
三、处理能力1. 单片机的处理能力较低，适用于一些简单的控制和监测任务。
2. DSP芯片具有优秀的浮点运算性能和高速数字信号处理能力，适用于复杂的算法运算。
3. 单片机的频率通常在几十MHz到几百MHz之间。
4. DSP芯片通常具有更高的运行频率，以满足对实时性要求较高的应用需求。
四、资源管理1. 单片机通常具有有限的存储容量，包括Flash存储器和RAM。
2. DSP芯片通常具有更大的片上内存（On-chip Memory），能够存储更多的数据和指令。
3. 单片机通常使用栈和堆来进行存储和管理。
4. DSP芯片通常提供专门的缓冲区和数据管理单元（DMA）等资源管理功能。
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。
