第2章 硬件结构
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第2章DSP的硬件结构DSP的硬件结构:DSP与标准微处理器有许多共同的地方,都是由CPU、存储器、总线、外设、接口、时钟组成。
从广义上讲,可以说DSP是一种CPU。
但DSP和一般的CPU 又有不同, DSP有自己的一些独特的特点,比如采用哈佛结构、流水线操作、独立的硬件乘法器、独立的DMA总线和控制器等。
Von Neuman结构与Harvard结构:Harvard结构:程序与数据存储空间分开,各有独立的地址总线和数据总线,取指和读数可以同时进行,从而提高速度,目前的水平已达到90亿次浮点运算/秒(9000MFLOPS)。
MIPS--Million Instruction Per SecondMFLOPS--Million Floating Operation Per Second流水操作(pipeline):独立的硬件乘法器:在卷积、数字滤波、FFT、相关、矩阵运算等算法中,都有A(kB(n-k一类的运算,大量重复乘法和累加。
通用计算机的乘法用软件实现,用若干个机器周期。
DSP有硬件乘法器,用MAC指令(取数、乘法、累加)在单周期内完成。
独立的DMA总线和控制器:有一组或多组独立的DMA总线,与CPU的程序、数据总线并行工作,数据的传递和处理可以独立进行,DMA内部总线与系统总线完全分开,避开了总线使用上的瓶颈。
在不影响CPU工作的条件下,DMA速度已达800Mbyte/s。
CPU:通用微处理器的CPU由ALU和CU组成,其算术运算和逻辑运算通过软件来实现,如加法需要10个机器周期,乘法是一系列的移位和加法,需要数十个机器周期。
DSP的CPU设置硬件乘法器,可以在单周期内完成乘法和累加.移位:通用微处理器的移位,每调用一次移位指令移动1-bitDSP可以在一个机器周期内左移或右移多个bit,可以用来对数字定标,使之放大或缩小,以保证精度和防止溢出;还可以用来作定点数和浮点数之间的转换.溢出:通用CPU中,溢出发生后,设置溢出标志,不带符号位时回绕,带符号位时反相,带来很大的误差DSP把移位输出的最高位(MSB)存放在一个位检测状态寄存器中,检测到MSB=1时,就通知下一次会发生溢出,可以采取措施防止.数据地址发生器(DAG):在通用CPU中,数据地址的产生和数据的处理都由ALU来完成在DSP中,设置了专门的数据地址发生器(实际上是专门的ALU),来产生所需要的数据地址,节省公共ALU的时间.外设(peripherals):时钟发生器(振荡器与PLL)定时器(Timer)软件可编程等待状态发生器通用I/O同步串口(SSP)与异步串口(ASP)JTAG扫描逻辑电路(IEEE 1149.1标准便于对DSP作片上的在线仿真和多DSP条件下的调试’C54x的内部结构:中央处理器CPU 、内部总线控制、特殊功能寄存器、数据存储器RAM 、程序存储器ROM、I/O功能扩展接口、串行口、、主机通信接口HPI、定时系统、中断系统。
第二章 AT89S51 单片机的硬件结构第二章 AT89S51 单片机的硬件结构本章“从内到外”主要讲述关于AT89S51单片机的一些基础知识。
首先介绍AT89S51单片机的组成、CPU 、存储器组织以及特殊功能寄存器(SFR),然后,详细讲解了AT89S51的引脚分布及其功能;最后,讨论了使用AT89S51单片机时的时钟和复位电路。
2.1 AT89S51 单片机的组成如前所述,AT89S51单片机与MCS-51完全兼容,内部的结构如图2.1所示:从功能上分,它包括如下部件:一个8位中央处理器(CPU);4K可在线编程Flash ;128字节RAM与特殊功能寄存器;2个16位定时/计数器;中断逻辑控制电路;一个全双工串行接口(UART);32条可编程的I/O口线;另外,还包括一些寄存器如程序计数器PC 、程序状态寄存器PSW 、堆栈指针寄存器SP 、数据指针寄存器DPTR等部件。
2.2 AT89S51 单片机 CPU 的结构CPU是单片机的核心,它主要由运算器(ALU)、时序控制逻辑电路(控制器)以及各种寄存器等部件组成。
( 1 )运算器的功能是进行算术和逻辑运算。
它主要由算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)和寄存器组成,实现“加、减、乘、除、比较”等算术运算和“与、或、异或、求补、循环”等逻辑操作。
运算器中还包含一个布尔处理器,可以执行置位、清零、求补、取反、测试、逻辑与、逻辑或等操作,为单片机的应用提供了极大的便利。
( 2 )控制器的主要功能是产生各种控制信号和时序。
在CPU内部协调各寄存器之间的数据传送,完成ALU的各种算术或逻辑运算操作;在CPU访问外部存储器或端口时,提供地址锁存信号ALE、外部程序存贮器选通信号PSEN以及读(/RD)、写(/WR)等控制信号。
( 3 )寄存器。
CPU中还有一些寄存器,如累加器(ACC)、程序状态字(PSW)、B寄存器、程序计数器PC 、堆栈指针(SP)、指令寄存器(IR)等,这些寄存器有的在片内特殊功能寄存器空间有地址映像,它们既可看作CPU的寄存器,也可看作具有确定单元的存储单元。
第二章计算机硬件组成第一节主板1、计算机主板的称呼很多,下列不正确的是 ( ) [单选题]A、主机板B、电路板(正确答案)C、系统板D、母板2、主板的PS/2接口有 ( ) [单选题]A、3芯B、4芯C、5芯D、6芯(正确答案)3、PS/2接口为蓝色,则用来连接的设备是 ( ) [单选题]A、键盘(正确答案)B、鼠标C、打印机D、扫描仪4、PS/2接口为绿色或浅绿色,则用来连接的设备是 ( ) [单选题]A、键盘B、鼠标(正确答案)C、打印机D、扫描仪5、计算机主板上的COM接口,中文名称为 ( ) [单选题]A、网卡接口B、音频接口C、打印机接口D、串行接口(正确答案)6、计算机主板上的COM接口为( )芯 [单选题]A、7B、8C、9(正确答案)D、107、COM接口不能用来连接的设备是 ( ) [单选题]A、modemB、传真机C、鼠标D、扫描仪(正确答案)8、计算机主板并行接口一般为( )色 [单选题]A、浅红(正确答案)B、绿C、蓝D、黄9、计算机主板并行接口的英文名称为 ( ) [单选题]A、COMB、LPT(正确答案)D、USB10、计算机主板的并行接口一般为( )孔 [单选题]A、9B、15C、25(正确答案)D、411、计算机主板的并行接口可以用来连接( )设备 [单选题]A、显示器B、打印机(正确答案)C、话筒D、鼠标12、主板一般集成的显示器连接口为 ( ) [单选题]A、LPTB、COMC、VGA(正确答案)D、PS/213、主板集成显卡接口一般占用( )接口的位置 ( ) [单选题]A、COM(正确答案)B、LPTC、USBD、PS/214、VGA接口一般的颜色是 ( ) [单选题]B、蓝色(正确答案)C、绿色D、黄色15、VGA接口一般有( )孔 [单选题]A、9B、15(正确答案)C、25D、416、下列不能用来连接显示器的接口是 ( ) [单选题]A、VGAB、DVIC、HDMID、USB(正确答案)17、电脑网卡接口一般称为 ( ) [单选题]A、RJ-11B、MICC、RJ-45(正确答案)D、RS-23218、网卡接口一般为( )针 [单选题]A、4B、9C、15D、8(正确答案)19、主板音频接口中,粉红色接口一般为 ( ) [单选题]A、speakerB、line inC、mic(正确答案)D、line out20、一些老旧主板的音频接口部分有MIDI接口,该接口有 ( ) [单选题]A、15孔(正确答案)B、25孔C、9孔D、4孔21、一些老旧主板的音频接口部分有MIDI接口,该接口用来 ( ) [单选题]A、连接MIDI键盘或游戏操纵杆(正确答案)B、钢琴或USB接口设备C、音频输出设备如音箱D、还可以连接显示器22、USB接口的含义是 ( ) [单选题]A、即插即用设备B、通用串行总线接口(正确答案)C、热播插设备D、通用并行总线接口23、主板上的USB接口一般有两种颜色,其中蓝色接口表示 ( ) [单选题]A、支持3.0及以上标准(正确答案)B、支持2.0及以下标准C、不能支持1.0接口标准D、不能支持1.1接口标准24、下列接口不是计算机主板内部接口的是 ( ) [单选题]A、CPU插座B、内存条插槽C、SATA接口D、PS/2(正确答案)25、目前主板内的扩展插槽一般是 ( ) [单选题]A、PCI插槽B、ISA插槽C、AGP插槽D、PCIE插槽(正确答案)26、PCIE×8、×16这两种速率的接口一般用来安装 ( ) [单选题]A、网卡B、显卡(正确答案)C、声卡D、内存卡27、主板上的USB接口插针连线方法一般为 ( ) [单选题]A、红白绿黑(正确答案)B、黑红绿白C、绿红白黑D、白红绿黑28、主板的信号线插针接口(PANEL)中,PWRSW接口是 ( ) [单选题]A、电源指示灯B、电源开关(正确答案)C、硬盘指示灯D、复位开关29、认识主板外部的组成:(对照下图)找出各个接口。