DSP(知识点+思考题)
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1.dsp芯片普遍采用数据总线和程序总线分离的哈佛结构和改进的哈佛结构,有1条程序总线(PB)和3条数据总线(CB、DB、EB)4组地址总线(PAB、CAB、DAB、EAB)。
2.dsp系统的处理过程:①将输入信号x(t)进行抗混叠滤波,滤掉高于折叠频率的分量,以防止信号频谱的混叠②经采样和A/D转换器,将滤波后的信号转换为数字信号x(n)③数字信号处理器对x(n)进行处理,得数字信号y(n)④经D/A转换器,将y(n)转换成模拟信号⑤经低通滤波器,滤除高频分量,得到平滑的模拟信号y(t)。
3.dsp系统的设计过程:①明确设计任务确定设计目标②算法模拟确定性能指标③选择dsp芯片和外围芯片④设计实时的dsp应用系统⑤硬件和软件测试⑥系统集成和测试。
4.双寻址RAM(DARAM):在一个指令周期内,可对其进行两次存取操作,一次读出和一次写入。
单寻址RAM(SARAM): 在一个指令周期内,只能进行一次存取操作。
5.CPU的基本组成:40位算术逻辑运算单元(ALU);2个40累加器(ACCA、ACCB);一个支持-16~31位移位的桶形移位寄存器;乘法器-加法器单元(MAC);比较、选择和存储单元(CSSU);指数编码器;CPU状态和控制寄存器。
6. 乘法器-加法器单元(MAC):具有强大的乘法累加运算功能可在一个流水线周期内完成一次乘法运算和一次加法运算。
7.CPU状态和控制寄存器:状态寄存器0(ST0)、状态寄存器1(ST1)、和处理器工作方式状态寄存器(PMST)。
8.’C54有8个辅助寄存器。
9.流水线操作的原理:将指令分为几个子操作,每个子操作有不同的操作阶段完成,每隔一个机器周期,每个操作阶段就可以进入一条新指令,在同一个机器周期内,在不同的操作阶段可以处理多条指令,相当于并行执行了很多条指令。
T1 T2 T3 T4 T5 T611.中断操作:分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。
12.基本的数据寻址方式:立即寻址、绝对寻址、累加器寻址、直接寻址、间接寻址、存储器映像寄存器寻址、堆栈寻址。
《DSP原理及应用》实验指导书杨宣兵编写适用专业:电子信息工程_电子科学与技术信息工程通信工程信息与通信工程学院2013 年 5 月前言《DSP原理与应用》是电子信息类专业信号与信息处理方向的一门专业必修课,同时也是其他电类专业的一门重要的选修课。
课程以DSP芯片原理及基于DSP 芯片的应用系统开发为主要内容,介绍了DSP芯片原理与开发工具及软硬件开发方法。
开设必要的课程实验,使学生加深对DSP原理与片上资源应用的掌握,掌握DSP项目开发流程、开发方法、开发平台CCS的基本使用、DSP对外设控制方法以及经典数字信号处理算法的DSP工程实现等。
培养学生将数字信号处理理论应用到实际项目中的工程意识与工程开发能力。
通过本课程实验,提高学生分析问题、解决问题的能力和基于DSP的嵌入式系统开发的实际动手能力,为学生步入社会奠定工程开发基础。
对不同专业根据实验教学大纲进行实验项目选择。
实验项目设置与内容提要目录实验一基本算术运算的DSP实现 (1)实验二数字振荡器的设计与实现 (9)实验三 BSP 串口通信实现 (16)实验四 FIR 数字滤波器设计与实现 (25)实验五 TMS320VC5402 的Bootloader设计与实现 (34)实验六快速傅立叶变换(FFT)的实现 (45)实验七外部中断、按键、LED控制实验 (67)实验八双音多频DTMF信号产生 (70)实验九双音多频DTMF信号解码 (76)附录一DES5402PP-U性能介绍 (82)附录二CCS驱动程序的安装 (83)附录三DES5402PP-U功能详细介绍 (87)附录四DES5402PP-U板上设置、状态显示、跳线一览表 (93)实验一: 基本算术运算的DSP 实现实验学时:4 实验类型:验证实验要求:必修 一、实验目的1、掌握CCS 的配置与基本使用方法;2、掌握C54X 汇编语言程序结构,掌握基于CCS 开发平台Simulator 采用汇编指令完成16位定点加减乘除运算程序设计并对运算结果进行评价; 二、实验内容本实验学习使用定点DSP 实现16位定点加、减、乘、除运算的基本方法和编程技巧。
习题与思考题第一章DSP 系统与DSP芯片1.数字信号处理算法一般的实现方法有哪些?2.什么是可编程DSP芯片?他有什么特点?3.什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片?各有什么优缺点?4.设计DSP应用系统时,如何选择合适的DSP芯片?5.TMS320LF2407A-40的指令周期是多少纳秒(ns)?它的运算速度是多少MIPS? 如果DSP算法是按帧处理的,且帧长是10ms,则该芯片在一帧时间内最多可运行多少个指令周期?6.简述DSP应用系统的典型构成和特点。
7.简述DSP应用系统的一般设计过程。
8.开发DSP应用系统,一般需要哪些软硬件工具?第二章DSP芯片的运算基础1.已知一个16进制数3000H,若该数分别用Q0、Q5、Q15表示,计算该数的大小。
2.若某一个变量用Q10表示,计算该变量所能表示的数值范围和精度。
3.已知x=0.4567,试分别用Q15、Q14、Q5将该数转换为定点数(考虑舍入和不舍入两种情况)。
4.函数f(x)= 2(1+x2),-1<x<+1,为了保持最大精度,试确定定点运算时自变量x和函数f(x)的Q值。
5.两个数x、y分别为0.45和1.97,试采用16位定点方法(保持最大精度),计算x、y 之和及乘积,并比较定点和浮点之结果。
6.采用定点方法,计算log2(105.6)的值,并比较定与浮点的结果。
第三章TMS320C24x DSP的硬件结构1.TMS320LF/LC240x芯片的CPU主要由哪几部分组成?2.TMS320LF/LC240x DSP芯片的外设有哪些?它们是如何构成的?3.TMS320LF/LC240x DSP芯片的中断是如何组织的?4.TMS320LF/LC240x DSP芯片的内部总线是如何组织的?5.试述TMS320LF/LC240x DSP芯片的存储器结构?第四章TMS320C24x DSP的指令系统1.汇编语句格式包含哪几部分?编写汇编语句需要注意哪些问题?2.TMS320C24x的指令集包含了哪几种基本类型的操作?3.TMS320C24x提供了那些基本的数据寻址方式?4.直接寻址方式中,数据存储单元的地址是如何生成的?5.采用﹡BR0+间接寻址,若AR0为0000 1000b,试写出位反转模式与AR1低4位的关系,设ARP=1。
使用说明:1以下内容以老师给的为准2由于个人能力有限,内容难免有错3以下内容若令你成绩过低,与文件制作人无关4仅供参考DSP复习要点一、基础知识概念题:1、给出一个典型的DSP系统的组成框图。
y(t) 2、简述C54x DSP的总线结构?答: TMS320C54x的结构是围绕8组16bit总线建立的。
(1)、一组程序总线(PB)(2)、三组数据总线(CB,DB和EB)(3)、四组地址总线(PAB,CAB,DAB和EAB)3.简述冯•诺依曼结构、哈佛结构的特点?答:①冯•诺依曼结构中不独立区分程序和数据空间,且程序和数据空间共用地址和数据线;②哈佛结构中程序空间和数据空间是独立的,具有各自独立的地址线和数据线。
4、C54x DSP的CPU包括哪些单元?答:'C54X 芯片的CPU包括:(1)、40bit的算术逻辑单元(2)、累加器A和B(3)、桶形移位寄存器(4)、乘法器/加法器单元(5)、比较选择和存储单元(6)、指数编码器(7)、CPU状态和控制寄存器(8)、寻址单元。
6、C54x的三个独立存储器空间分别是什么?答:(1)、64K字的程序存储空间(2)、64K字的数据空间(3)、64K字的I/O空间,7、简述TMS320C54xDSP的流水线分为几个操作阶段答:分为6个阶段1、预取指2、取指3、译码4、寻址5、读数6、执行8、简述C54x有哪些数据寻址方式?答: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、68页表3.1.1缩略语要记住。
缩略语含义Smem 单数据存储器操作数Xmem 双数据存储器操作数,从DB数据总线上读取Ymem 双数据存储器操作数,从CB数据总线上读取dmad 数据存储器地址pmad 程序存储器地址PA I/O口地址src 源累加器dst 目的累加器1k 16位长立即数11、定时器的初始化STM #0010H,TCR;关闭定时器,TSS=1定时器不工作STM #4999,PRD;定时周期寄存器为4999,当TIM减至0时重新装载STM #0669,TCR;重新设置定时的工作参数,TRB=1允许装载,TSS=0定时器开始工作。
第二章1、DSP芯片内有3个CPU状态控制寄存器,用于表示工作状态和控制之用,分别说明是哪3个寄存器,并指出其中的状态位或者控制位。
ARP,DP,XF,INTM,IPTR,MP/MC,OVLY,DROM的作用。
’C54x提供三个16位寄存器来作为CPU状态和控制寄存器,它们分别为:状态寄存器0(ST0)状态寄存器1(ST1)工作方式状态寄存器(PMST) ST0和ST1主要包含各种工作条件和工作方式的状态;PMST包含存储器的设置状态和其他控制信息。
1.状态寄存器0(ST0)表示寻址方式和运行状态。
DP:数据存储器页指针。
用来与指令中提供的7位地址结合形成1个16位数据存储器的地址。
OVA/B:累加器A/B的溢出标志。
用来反映A/B是否产生溢出。
C:进位标志位。
用来保存ALU加减运算时所产生的进/借位。
TC:测试/控制标志。
用来保存ALU测试操作的结果。
ARP:辅助寄存器指针。
用来选择使用单操作数间接寻址时的辅助寄存器AR0~AR7。
2.状态寄存器1 (ST1)表示寻址要求、初始状态的设置、I/O及中断的控制等。
BRAF:块重复操作标志位。
用来指示当前是否在执行块重复操作。
BRAF=0 表示当前不进行重复块操作;BRAF=1 表示当前正在进行块重复操作。
CPL:直接寻址编辑方式标志位;用来指示直接寻址选用何种指针。
CPL=0 选用数据页指针DP的直接寻址;CPL=1 选用堆栈指针SP的直接寻址。
XF:外部XF引脚状态控制位。
用来控制XF通用外部输出引脚的状态。
执行SSBX XF=1 XF通用输出引脚为1;执行RSBX XF=0 XF通用输出引脚为0。
HM:保持方式位;响应HOLD信号时,指示CPU是否继续执行内部操作。
HM=0 CPU从内部程序存储器取指,继续执行内部操作。
HM=1 CPU停止内部操作。
INTM:中断总开关INTM=0 开放全部可屏蔽中断;INTM=1 禁止所有可屏蔽中断。
0:保留位,未被使用,总是读为0。
dsp课后习题答案
DSP课后习题答案
数字信号处理(DSP)是一门重要的电子学科,它涉及到数字信号的采集、处
理和分析。
在学习DSP的过程中,课后习题是巩固知识、加深理解的重要方式。
下面我们来看一下一些DSP课后习题的答案。
1. 什么是数字信号处理?
数字信号处理是指对数字信号进行采集、处理和分析的过程。
它涉及到数字信
号的数字化、滤波、编码、解码等操作。
2. 为什么要进行数字信号处理?
数字信号处理可以提高信号的质量、减少噪音、增强信号的特征等,从而更好
地满足实际应用的需求。
3. 举例说明数字信号处理在实际生活中的应用。
数字信号处理在通信、音频处理、图像处理等领域都有广泛的应用。
比如在手
机通信中,数字信号处理可以对语音信号进行压缩、去噪等操作,从而提高通
信质量。
4. 什么是数字滤波?
数字滤波是指对数字信号进行滤波操作,以实现去除噪音、增强信号特征等目的。
常见的数字滤波有低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
5. 请简要说明数字信号处理系统的基本结构。
数字信号处理系统包括信号采集、信号处理和信号输出三个基本部分。
其中信
号采集可以通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号,信号处理包括滤波、
编码、解码等操作,信号输出则是将数字信号转换为模拟信号输出。
以上是一些DSP课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
在学习DSP的过程中,不仅要掌握理论知识,还要多做习题,加深对知识的理解和应用能力。
希望大家都能在DSP领域取得更好的成绩!。
绪论部分:1,解释DSP的含义。
数字信号处理(Digital Signal Processing):以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理数字信号处理器(Digital Signal Processor):是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器芯片,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法2,为什么DSP特别适合用于数字信号处理,简述其主要特点。
主要体现在以下几个方面:①、在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;②、程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;③、片内具有快速RAM通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;④、具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;⑤、快速的中断处理和硬件I/O支持;⑥、具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;⑦、可以并行执行多个操作;⑧、支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
另外,DSP实际上是一个微型计算机,它按照指令对二进制的数字信号进行计算,因此,运算速度非常快。
3,简述Havard结构与Von Neumanr结构的不同,DSP采用的哪种结构?DSP采用的哈佛结构(Harvard Architecture ),数据空间和存储空间是分开的,通过独立的数据总线在程序空间和数据空间同时访问。
而MCI采用的冯•诺伊曼结构(Von NeumannArchitecture ),数据空间和存储空间共用一个存储器空间,通过一组总线(地址总线与数据总线)连接到CPU显然,运算能力上MCI不如DSP但MCE格便宜,对性能要求不高的场合MCU具有很大的优势。
4, 目前市场上主要的DSP T商有哪些?试用搜索工具查阅其主要DSP的处理器产品。
目前,在生产通用DSP的厂家中,最有影响的公司有:TI公司(美国德州仪器公司)ADI公司(美国的模拟器件公司)AT&T公司(现在的Luce nt公司)Motorola 公司NEC公司5, TI公司目前应用较广的3个DSP S列是什么?,各自适用于什么领域?TMS320C200D数字控制控制优化:硬盘&采暖、通风空调电机控制家用电器变频电源控制TMS320C5000消费、便携类低功耗:手机便携式电子产品生物识别电信和VoIPTMS320C60C?通信基站、数字图像处理高性能:无线基站视频流、视频会议视频安防/监控医疗成像6, TMS320F2833是哪个公司DSP 试解释其型号命名含义TMS 320 F 2S12 PBK A技术参数F —F1 讪 EEROM (核屯乐 1 舌 W1.9” , I/O 口 电H33 V )C —ROM (fe 电压 1.8 V/1.9 V t I/O IJ 也压3.3 V )7, 简述TMS320F2833主要性能。
DSP详细版简答题详细版1.数字信号处理算法一般的实现方法有哪些(详见课本P2)(1)在通用的微机上用软件实现。
这种方法速度慢,不便于实时完成,适于教学与仿真研究,如MATLAB几乎可以实现所有数字信号处理算法的仿真。
(2)利用特殊用途的DSP芯片来实现。
如用于FFT运算,FIR滤波的专用芯片,其特点是速度快,可用于速度高、实时处理的场合,缺点是灵活性差。
(3)利用专门用于信号处理的通用DSP芯片来实现。
通用DSP芯片以高速计算为目标进行芯片设计,如采用改进的哈佛结构、内部有硬件乘法器、使用流水线结构、具有良好的并行性,并具有专门适于数字信号处理的指令,既具有灵活性,又具有一定的处理能力和处理速度。
DSP芯片的问世及飞速发展,为数字信号技术应用于工程实际提供了可能。
(4)用FPGA/CPLD用户可编程器件来实现。
和使用专用DSP芯片一样,该方法也是利用硬件完成数字信号处理,其特点是速度快,但无软件可编程能力、无自适应信号处理能力,只适用于某单一运算。
关于什么是FPGAFPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
FPGA的使用非常灵活,同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。
FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。
随着功耗和成本的进一步降低,FPGA还将进入更多的应用领域。
2.什么是可编程DSP芯片它有什么特点采用FPGA实现的DSP可以并行或顺序工作。
在并行工作方面,FPGA与ASIC 相当,优于DSP处理器。
而在顺序执行方面,FPGA也优于DSP处理器,因为FPGA中可以使用各种状态机或使用嵌入式微处理器来完成,且每一顺序工作的时钟周期中都能同时并行完成许多执行。
第一章习题与思考题—\填空:1.Instruction Cycle(指令周期)是执行一条指令所需的时间,指令周期的单位是(nS纳秒)。
所以DSP单周期指令的周期也是(时钟周期)。
2.选择DSP芯片所需考虑的因素有(DSP芯片性能)、(片内硬件资源)、(价您、(DSP芯片的开发工具)等。
3.TMS320LF2407A控制器是专门为基于也业的应用而设计的。
其运算速度最大可为(40MIPS),最小指令周期为(25nS)o4.TMS320LF2407ADSP控制器有强大的外设功能,包括(时间管理器EVA,EVB)、(控制器局域网CAN)、(串行接口SPI, SCI)、(模/数转换器ADC)、(看门狗定时器)。
5.TMS320LF2407ADSP 芯片有RAM:(PARAM)>(SARAM),是(⑹位。
二、思考题:1.根据TI公司对DSP命名的方法。
解释给出芯片型号的各个字段的意义。
TMS 320 LF 2407APGE2.为何将TMS320x2000系列的DSP也称作DSP数字信号控制器或DSP单片机。
3.与TMS320x240x系列器件相比,TMS320x240xA器件增加了那些新特点。
运行速度加快30MHz——40MHz片上Flash/Rom中的代码可以加密;PDPINTX、CAPn、XINTn、和ADCSOC管脚有输入保护电路;PDPINTx管脚的状态反映在COMCONx寄存器中。
第二章习题与思考题—、填空:1.TMS320LF240xA系列DSP控制器采用了改进的(哈佛结构)总线,具有分离的(程序总线)和(数据总线),使用㈣级流水线作业。
2.TMS320LF240xA系列DSP控制器具有两套相互独立的(程序操作总线)和(数据操作总线),共有6套16位的内部总线构成,分别为(程序读总线PRDB、程序地址总线PAB、数据读总线DRDB、数据写总线DWDB、数据读地址总线DRAB、数据写地址总线DWAB)。
知识点1.1Blackfin系列DSP的特点P5-6微信号结构、动态电源管理、高度并行的计算单元、高性能的数据地址产生器、极佳的代码密度、视频指令、分层结构的内存、集成的更多的外围设备、部分芯片配有专门的视频接口、调试/ JTAG接口、性能发展进程、1.2DSP芯片特点P3-4普遍采用哈佛结构及改进的哈佛结构、流水线技术、针对滤波相关矩阵运算配有独立的乘法器和加法器、有多条总线、具有硬件接口逻辑和软件等待功能、带有多个DMA通道控制器、配有中断处理器定时控制器及实时时钟、低功耗、多机并行运行特性、丰富的外设接口。
1.3改进哈弗结构的特点P3将程序和数据存储在不同的存储空间中,程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编制独立访问。
对应的是系统中设置了程序总线和数据总线,使数据的吞吐率提高了一倍。
1.4工作频率、工作功耗、工作电压之间的基本关系?P6 P163动态电源管理允许电压和频率独立调整,使每一个单项任务所消耗的能量最少,使ADI的DSP性能提高4倍以上,功耗降低1/3.。
使用外部电源管理控制器能够操纵DSP内核的内部电压,从而更进一步减少功耗。
2.1Blackfin处理器内核由哪几部分组成,每部分主要功能是什么?图2-1 p132-2-2-4-1 2个16位乘法器、2个40位ALU、2个MAC、4个视频ALU、1个移位器2.2内核数据算术单元的基本处理过程(对数据寄存器的使用过程):数据首先经过总线从内存读入数据寄存器,然后作为计算单元(ALU、MAC)的输入,计算结果存入数据寄存器,作后写入内存。
ALU支持的特殊除法原语2.3 R0.L=R0.L*R2.L (FU) R0.H=R2.H*R3.H(IU) 解释并指出计算过程中用MAC0或MAC1寄存器P17FU,使用无符号小数作为输入。
将MAC结果的高16位取出,并存放在R0.L中,使用MAC0.IU,使用无符号整数操作数。
DSP复习资料+习题+答案1、定点DSP:数据以定点格式⼯作的DSP芯⽚称为定点DSP芯⽚,该芯⽚简单、成本较低。
两种基本表⽰⽅法: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。
⼩数表⽰⽅法:主要⽤于数字和各种信号处理算法的计算中。
定点表⽰并不意味着⼀定是整数表⽰。
2、浮点DSP:数据以浮点格式⼯作的DSP芯⽚称为浮点DSP芯⽚,该芯⽚运算精度⾼、运⾏速度快。
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,成本较⾼。
3、TI公司常⽤的DSP芯⽚可以归纳为三⼤系列:TMS320C2000系列:TMS320C2xx/C24x/C28x等;TMS320C5000系列:TMS320C54x/C55x等;TMS320C6000系列:TMS320C62x/C67x/C64x4、在对I/O空间访问时,除了使⽤数据总线和地址总线外,还要⽤到IOSTRB、IS和I/W控制线。
5、C54x C语⾔相同点:1)结构化程序设计的思想,以函数为单位2)⼤部分变量、常量、结构体、枚举、联合体、指针的定义3)局部变量、全局变量、静态变量、动态变量4)宏定义、宏展开、宏调⽤5)算术、关系、逻辑、位操作运算符以及运算符之间的优先级和结合性6)函数的组织:顺序结构、分⽀结构、循环结构不同点:1)所处理数据的性质不同;程序结构不同PC :采集好的,数据量⼤;DSP:实时采集,量⼩2)数据的输⼊输出设备不同3)死循环”的对待上不同。
4)语法结构及细节上的不同6、汇编器有5条伪指令可识别汇编语⾔程序的各个部分:.bss 为未初始化的变量保留空间;.data 通常包含了初始化的数据;.sect 定义已初始化的命名段,其后的数据存⼊该段;.text 该段包含了可执⾏的代码;.usect 在⼀个未初始化的有命名的段中为变量保留空间。
7、段的处理链接器在处理段的时候,有如下2个主要任务:(1)将由汇编器产⽣的的⼀个或多个.obj⽂件链接成⼀个可执⾏的.out⽂件;(2)重新定位,将输出的段分配到相应的存储器空间。
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。
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。
1、嵌入式系统ARM内核和DSP内核的结合,意义何在?答:AMR以控制为核心;DSP多媒体影音处理,实时信号处理.控制能力好,定时控制好。
速度快、开发性好、稳定性高。
ARM处理器的三大特点是:耗电少功能强、16位/32位双指令集和众多合作伙伴。
2、DSP的工作电压越来越低,内核电压已经低至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。
3、TMS320C54xDSP采用硬件乘法器完成17*17bits带符号乘运算,而软件乘法器(微代码指令)也能完成同样的运算,请问它们有什么区别?答:DSP有专门的硬件来实行乘累加(MAC运算),也就是你说的硬件乘法器,用MAC可以在一个处理器时钟周期内,得到两个数据相乘的结果。
而典型的微处理器是通过二进制长的相乘进行乘法运算的,当微处理器遇到一个乘法指令时,调用一个内部运算序列(称为微码)在连续的时钟周期中,改执行一系列的移位和相加运算,直到算出结果。
因为微码有许多步骤,所以该运算需要许多时钟周期来完成.(硬件比软件快速完成乘法运算,软件要占用程序空间,运行时间长)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 则终端响应时程序计数器指针PC=01E0H6、TMS320C54xDSP存储器有3个独立的可选空间组成:程序、数据和I/O空间.而’C54x存储空间的配置是受MP/MC、OVL Y和DROM3个位控制的。
dsp习题及答案
DSP习题及答案
数字信号处理(DSP)是一门重要的电子学科,它涉及数字信号的获取、处理和传输。
在学习DSP的过程中,习题是非常重要的一部分,通过习题的练习可以加深对知识点的理解和掌握。
下面我们将为大家提供一些常见的DSP习题及答案,希望能够帮助大家更好地学习和掌握这门学科。
1. 什么是数字信号处理?
答:数字信号处理是指对数字信号进行获取、处理和传输的过程,它涉及到数字信号的采样、量化、编码和解码等过程。
2. 什么是数字滤波器?
答:数字滤波器是一种用于处理数字信号的滤波器,它可以对数字信号进行滤波处理,包括低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等。
3. 什么是数字信号的采样频率?
答:数字信号的采样频率是指每秒钟对信号进行采样的次数,它决定了信号的带宽和分辨率。
4. 什么是数字信号的傅里叶变换?
答:数字信号的傅里叶变换是指将信号从时域转换到频域的过程,它可以将信号分解成不同频率的正弦波和余弦波的叠加。
5. 什么是数字信号的量化误差?
答:数字信号的量化误差是指信号经过模数转换后与原始信号之间的差异,它会对信号的质量产生影响。
通过以上习题及答案的学习,我们可以更好地理解和掌握数字信号处理的基本
概念和原理。
希望大家在学习DSP的过程中能够多加练习,不断提高自己的理解和应用能力,为将来的工作和学习打下坚实的基础。
第二章6、代码安全模块CSM的作用是什么?提供代码保护,防止非法的程序拷贝。
当器件被保护的时候,只有从被保护的存储空间运行的代码可以访问(读或写)其他被保护存储空间中的数据。
从非保护的存储空间运行的代码不可以访问被保护存储空间中的数据。
7、如何由外部晶振或外部时钟频率确定CPU频率?周期包含12个时钟周期,一个机器周期就是0.5425μs。
一个机器周期一般是一条指令花费的时间,也有些是2个机器周期的指令,DJNZ,是双周期指令。
8、什么是DSP低功耗模式?DSP芯片可以工作在省点模式,使系统功能降低。
9、什么是看门狗定时钟?看门狗定时器实际上是一个计数器,一般给看门狗一个大数,程序开始运行后看门狗开始倒计数。
如果程序运行正常,过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位,重新开始倒计数。
如果看门狗减到0就认为程序没有正常工作,强制整个系统复位。
13、281x DSP的中断是如何组织的?有哪些中断源?RINT:触发CPU的发送中断信号;XINT:触发CPU的接受中断信号。
第三章6、C28x DSP有哪些寻址方式?直接寻址、间接寻址、栈寻址、寄存器寻址。
7、直接寻址方式中,数据存储单元的地址如何形成?在直接寻址方式中,指令包括数据地址的低7位,这低7位地址作为偏移地址与DP或SP中德基地址组合形成完整的16位数据地址。
第四章3、说明. text段、. data段、. bss段分别包含什么内容?text段在内存中被映射为只读,但.data和.bss是可写的。
bss是英文Block Started by Symbol的简称,通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域,在程序载入时由内核清0。
BSS段属于静态内存分配。
它的初始值也是由用户自己定义的连接定位文件所确定,用户应该将它定义在可读写的RAM区内,源程序中使用malloc分配的内存就是这一块,它不是根据data大小确定,主要由程序中同时分配内存最大值所确定,不过如果超出了范围,也就是分配失败,可以等空间释放之后再分配。
第一章※<思考题>1.DSP应用系统模型包括哪些主要部分?2.DSP系统有何特点?3.设计一个DSP系统应考虑哪些问题?4.选择DSP芯片的依据是什么?5.比较不同种类DSP芯片的区别是什么?6.在你接触到的问题中,哪些可用DSP来解决?7.开发DSP系统可用哪些开发工具?8.试列举DSP芯片的特点。
5第二章※<思考题>1. TSM320C54X芯片存储器采用什么结构?有何特点?2TSM320C54X芯片在提高芯片运算速度方面采用了哪些措施?3. TSM320C54X芯片的总线有哪些?它们各自的作用和区别是什么?4. DSP采用多处理单元结构有何好处?5. TSM320C54X芯片的CPU主要包括哪些部分?它们的功能是什么?6. 累加器A和B的作用是什么?它们有何区别?7. ST0、ST1、PMST的作用是什么?它们是如何影响DSP工作过程的?8. 数据页0(0H-7FH)能否被映象到程序空间?9. TSM320C54x的总存储空间为多少?可分为哪3类,它们的大小是多少?10. TSM320C54x片内随机存储器有哪两种,片内与片外RAM的区别是多少?11. 试述三种存储器空间的各自作用是什么?12. 试述RAM、ROM的分配和使用方法。
13. 片内DARAM可否用作为程序空间?对哪些情况要用两个机器周期才能访问到存储器?14. 寻址存储器映象外围电路寄存器时,要用多少个机器周期?15. 定时器由哪些寄存器组成,他们是如何工作的?16. 时钟发生器由哪些部分组成,他们是如何工作的?17. /RS为低电平至少多少个CLKOUT周期才能保证DSP复位?18. HPI由哪些部分组成,它们的作用是什么?19. HPI是如何控制与DSP进行8位至16位数据转换的,高低字节是如何处理的?20. C54x有哪几种串行口?标准同步串行口由哪些部分组成,它们是如何工作的?21. CLKX、CLKR有何作用?收发数据按8、16位传送是如何控制的?22. C54x与外部存储器、I/O设备接口主要有哪些总线和控制信号线,他们的作用是什么?23. C54x如何寻址不同速度的外部设备?24. SWWSR是如何与READY线一起工作的?25. DSP为了降低功耗采取了哪些措施?26. 什么情况下使用外部总线只用一个机器周期?27. 什么情况下IO读/写操作需要至少3个机器周期?28. 使C54x进入复位状态后以及结束复位后外部总线状态如何变化?29. 用什么办法进入IDLE3省电工作方式和结束这种方式?30. /HOLD和/HOLDA 是如何控制CPU的?31. 哪些办法可以引起硬件或软件中断?32. CPU是如何响应中断的?33. 如何计算中断复位后的开始地址?34. 在选择存储器时,主要考虑哪此因素?如果所选存储器的速度跟不上DSP的要求,应如何协调?35. C54x-40与低地址数据存储器(SRAM,10 ns)以及高地址程序存储器(EPROM,200 ns)相接口。
第一章1. 什么是可编程DSP芯片?它有什么特点?答:可编程DSP芯片即通用数字信号处理器,其有完整的指令系统,可通过编程来实现各种数字信号处理功能,易于软件更新与系统升级。
主要特点有:(1)快速的指令周期,支持在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法运算;(2)采用改进的哈佛总线结构,可以同时完成获取指令和数据读取操作;(3)片内具有快速RAM,可通过独立的总线对多个存储器块并行访问;(4)硬件支持低开销或无开销的循环及跳转指令,使得FFT、卷积等运算速度大大提高;(5)快速的中断处理和硬件I/O支持,保证了实时响应能力;(6)专用寻址单元,具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;(7)采用流水线操作,使取指、译码、取操作数和执行指令等操作可以重叠执行;(8)片内集成了丰富的外设模块,简化了系统硬件设计。
2. 什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片?各有什么特点?答:定点DSP芯片:数据以定点格式工作的DSP芯片,DSP里面运算的数据的小数点位置是固定的。
主频高、速度快、成本低、功耗小,计算复杂度不高。
浮点DSP芯片:数据以浮点格式工作的DSP芯片,DSP里面运算的数据的小数点位置是浮动的。
处理速度比定点DSP低,成本和功耗比定点DSP高,其动态范围和处理精度远高于定点DSP芯片,运算复杂度高,精度要求高。
3. 简述TMS320C2000、TMS320C5000、TMS320C6000的特点和应用领域。
答:(1) TMS320C2000 系列面向控制应用领域进行了优化,基于32位处理器内核,主频300MHz,具有强大运算和控制功能,片内集成了丰富的控制外设模块,便于构成高效能的工业测控系统,片内集成了Flash存储器,简化了用户硬件电路;集成了异步串行通信接口,易于通过标准通信接口实现与计算机或其他微处理器间的远距离通信。
主要用于大存储设备管理、高效能的实时控制等场合,如电机驱动控制、大容量开关电源、医疗仪器等。
DSP复习要点第一章绪论1、数的定标:Qn表示。
例如:16进制数2000H=8192,用Q0表示16进制数2000H=0.25,用Q15表示2、‟C54x小数的表示方法:采用2的补码小数;.word 32768 *707/10003、定点算术运算:乘法:解决冗余符号位的办法是在程序中设定状态寄存器STl中的FRCT位为1,让相乘的结果自动左移1位。
第二章CPU结构和存储器设置一、思考题:1、C54x DSP的总线结构有哪些特点?答:TMS320C54x的结构是围绕8组16bit总线建立的。
(1)、一组程序总线(PB):传送从程序存储器的指令代码和立即数。
(2)、三组数据总线(CB,DB和EB):连接各种元器件,(3)、四组地址总线(PAB,CAB,DAB和EAB)传送执行指令所需要的地址。
2、C54x DSP的CPU包括哪些单元?答:'C54X 芯片的CPU包括:(1)、40bit的算术逻辑单元(2)、累加器A和B(3)、桶形移位寄存器(4)、乘法器/加法器单元(5)、比较选择和存储单元(6)、指数编码器(7)、CPU状态和控制寄存器(8)、寻址单元。
1)、累加器A和B分为三部分:保护位、高位字、地位字。
保护位保存多余高位,防止溢出。
2)、桶形移位寄存器:将输入数据进行0~31bits的左移(正值)和0~15bits的右移(负值)3)、乘法器/加法器单元:能够在一个周期内完成一次17*17bit的乘法和一次40位的加法4)、比较选择和存储单元:用维比特算法设计的进行加法/比较/选择运算。
5)、CPU状态和控制寄存器:状态寄存器ST0和ST1,由置位指令SSBX和复位指令RSBX控制、处理器模式状态寄存器PMST2-3、简述’C54x DSP的ST1,ST0,PMST的主要功能。
答:’C54x DSP的ST1,ST0,PMST的主要功能是用于设置和查看CPU的工作状态。
•ST0主要反映处理器的寻址要求和计算机的运行状态。
ST1主要反映处理器的寻址要求、计算初始状态的设置、I/O及中断的控制等。
PMST主要设定和控制处理器的工作方式和存储器的配置,反映处理器的工作状态。
ST0的ARP用于指示当前使用的辅助寄存器,TC为测试/控制的状态位,C表示加减法的进借位,OV A、OVB为累加器的溢出状态,DP表示当前使用的数据页。
•ST1的BRAF为块重复标志,CPL表示编译方式,HM表示挂起方式,INTM用于中断屏蔽控制,OVM为溢出方式设置,SXM 用于设置符号扩展,C16用于设置双16位或者双精度方式,FRCT用于设置小数计算,CMPT为兼容模式位,ASM用于设定移位数。
•PMST的IPTR用于配置中断向量指针,MP/MC、OVLY、DROM用于配置片内存储器的使用,A VIS用于配置地址是否可见,CLKOFF用于关断时钟输出,SMUL、SST分别用于乘法、存储的饱和处理设置。
4、C54x DSP存储器可采用软件配置吗?如何配置?答:’C54X通过在处理器工作方式状态寄存器(PMST)中的三个状态位来设置片内存储器。
MP/MC=0:片内ROM安排到程序空间;MP/MC=1:片内ROM不安排到程序空间;OVLY=0:片内RAM只安排到数据空间;OVLY=1:片内RAM安排到数据空间和程序空间;PROM=0:片内不安排到数据空间;PROM=1:片内安排到数据空间;5、C54x数据存储器前1K如何划分?答:1)存储器映象CPU寄存器(0000h~001Fh,共26个单元) 2)外围电路寄存器(0020h~005FH) 3)32字暂存器DARAM(0060h~007Fh) 4)896字DARAM(0080h~03FFh)。
6、C54x程序存储器ROM的保留部分的内容是什么?答:(1)自举加载程序。
从串行口、外部存储器、I/O口、或者主机接口(如果有的话)自举加载。
(2)256字U律压扩表。
(3)256字A律压扩表。
(4)256字正弦函数值查找表。
(5)中断向量表。
7、C54x DSP的IO空间有何特点?答:(1)它是一个64K字的地址空间(0000h—FFFFh),都在片外。
(2)可以用两条指令(PORTR和PORTW)对I/O空间寻址。
(3)用于与外部设备连接;(4)读写信号均为对通过外部总线实现。
二、重点:1、C54x的三个独立存储器空间:(1)、64K字的程序存储空间(2)、64K字的数据空间(3)、64K字的I/O空间,片内存储器的有DARAM、SARAM和ROM三种类型第三章指令系统一、思考题:1、C54指令有哪些数据类型?答:16位数的单精度和32位数的双精度、长字指令2、C54指令有哪些数据寻址方式?答:‘C54x提供了七种基本的数据寻址方式:(1)、立即数寻址——指令中嵌有一个固定的数。
(2)、绝对地址寻址——指令中有一个固定的地址。
(3)、累加器寻址——按累加器内的地址去访问程序存储器中的一个单元。
(4)、直接寻址——指令中的7bits是—个数据页内的偏移地址,而所在的数据页由数据页指针DP或SP决定。
该偏移加上DP和SP的值决定了在数据存储器中的实际地址。
(5)、间接寻址——按照辅助寄存器中的地址访问存储器。
(6)、存储器映射寄存器寻址——修改存储器映射寄存器中的值,而不影响当前DP或SP的值。
(7)、堆栈寻址——把数据压入和弹出系统堆栈。
3、直接寻址的数据地址是如何形成的?答:(1)、CPL=0时状态寄存器ST0的9位数据页指针(DP)和指令中的操作数的低七位偏移地址合成16位有效地址(2)、CPL=1时状态寄存器ST0的16位堆栈指针(SP)和指令中的操作数的低七位偏移地址合成16位有效地址4、什么是循环寻址?如何实现?(算法可以不用记)答:使所寻址的数据存储器地址在指定的范围内循环的寻址方式成为循环寻址。
循环缓冲器的有效基址是用户选定的辅助寄存器ARX的低N位置0后所得的值,其尾地址是通过BK的低N位代替ARX的低N位得到的。
循环寻址的算法实际上是以BK的值为模进行的取模运算。
5、什么是位倒序寻址?如何实现?答:AR0存放的整数N是FFT点数的一半,—个辅助寄存器指向一数据存放的物理单元。
当使用位倒序寻址把AR0加到辅助寄存器中时,地址以位倒序的方式产生,即进位是从左向右,而不是从右向左。
6、什么是循环缓冲器?如何实现?答:循环缓冲器是一个包含了最近的数据的滑动窗口,当新的数据来到时,缓冲器就会覆盖最早的数据。
循环缓冲器实现的关键是循环寻址的实现。
循环缓冲器大小寄存器(BK)确定了循环缓冲器的大小。
大小为R的循环缓冲器必须从一个N-bit边界开始(也就是说,循环缓冲器基地址的最低N位必须为0 ),N是满足2N>R的最小整数。
R 的值必须装入BK。
循环缓冲器的有效基地址(EFB)就是用户选定的辅助寄存器(ARx)的低N位置0后所得到的值。
循环缓冲器的尾地址(EOB)是通过用BK的低N位代替ARx的低N位得到。
1)对于N阶的FIR滤波器,在数据存储器中开辟一个称之为滑窗的N个单元的缓冲区,滑窗中存放最新的N个输入样本。
2)每次输入新的样本时,以新样本改写滑窗中的最老的样本数据,而滑窗中的其他数据不需要移动。
3)利用片内BK(循环缓冲区长度)寄存器对滑窗进行间接寻址。
二、重点:1、C54X的汇编指令由操作符和操作数两部分组成。
基本形式为2、LD # 80h,A 如果漏掉了…#‟号,指令:LD 80h,A3、双操作数寻址方式:只能选择4个辅助寄存器:AR2~AR5。
4、四条使用堆栈寻址方式访问堆栈的指令:PSHD:把一个数据存储器的值压入堆栈。
PSHM:把一个存储器映射寄存器的值压入堆栈。
POPD:把一个数据存储器的值弹出堆栈。
POPM:把一个存储器映射寄存器的值弹出堆栈。
整数小数乘法程序、MAC、MACR指令、例27★第四章汇编语言的程序设计一、思考题:1、汇编、链接时哪些选项是必须的?答:源文件名%1是必须的,链接时目标文件是必须的。
2、.lst,.cmd,.map,.out,.obj各为什么文件?有何作用?答:1).lst:输出列表文件,用于调试2).cmd:链接器命令文件,用于控制链接器连接和程序重定位3).map:存储器映像文件,用于调试4).out:输出可执行文件,用于运行5).obj:目标文件,对其链接生成.map和.out文件3、子程序如何调用?答:采用CALL:无条件调用;CALA根据累加器规定地址调用子程序;CC:有条件调用。
二、重点:1、汇编语言源程序是以“.asm”为其扩展名的程序,每一行都可以由四个部分组成,用空格或TAB隔开。
句法如下:[标号] 助记符[操作数] [;注释](1)、标号:必须从第1列写起,最多可达32个字符(A~Z,a~z,0~9,_,以及$ ),但不能以数字开头,后面可以加或不加“:”。
标号的值就是SPC(段程序计数器)的值。
(2)、助记符:助记符指令、汇编指令、宏指令和宏调用;一般用大写;汇编指令、宏指令以(.)开始,且为小写。
(3)、操作数——指令中的操作数或汇编命令中定义的内容。
操作数之间必须用逗号“,”隔开。
有的指令无操作数,如:NOP、RESET。
(4)、注释从“;”开始,可以放在指令或汇编命令的后面,也可以放在单独的一行或数行。
2、7种常数数据类型:二进制、八进制、十进制、十六进制、浮点数、字符、字符串符号仅在定义它的汇编程序有效,使用.global伪指令定义的符号为全局符号;3、伪指令:提供数据、控制汇编过程(1)段定义伪指令:己初始化段:.text .data和.sect命令用于建立已初始化段;未初始化段:.bss和.usect命令建立未初始化(2)、段程序计数器定位伪指令:.align [size in bits]该指令使段程序计数器SPC对准1~128字的边界;不同操作数代表不同的含义:“1”——SPC对准字边界“2”——SPC对准长字或偶地址边界“128”——SPC对准页边界(缺省值)4、宏命令:其使用过程包括三个部分:宏定义、调用、宏展开5、DSP的软件开发方式(3种):直接编写汇编语言源程序;编写C语言程序;混合编程(既有C代码又含汇编代码)6、程序:程序一般由数据段、代码段、堆栈段组成;程序的四种基本结构:顺序结构、分支结构、循环结构、子程序结构7、常用汇编命令选项:(1)、%1:用源文件名代入。
(2)、-s:将所有定义的符号放在目标文件的符号表中。
(3)、-1:产生一个列表文件。
(4)、-x:产生一个交叉汇编表,并把它附加到列表文件的最后。
8、最常用的连接命令选项为-m和-o。
(1)、-m filename:生成一个filename.map映像文件。