DSP技术知识要点(通信工程 )CHAP1冯、诺依曼结构和哈佛结构的特点冯、诺依曼结构: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。
哈佛结构: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。
DSP芯片的特点（为何适合数据密集型应用:前5点）1．采用哈佛结构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。
定点DSP芯片和浮点DSP芯片的区别及应用特点定点DSP芯片(数据以定点格式工作):精度和范围是不能同时兼顾的。
定点DSP是主流产品，成本低，对存储器要求低、耗电少，开发相对容易，但设计中必须考虑溢出问题。
用在精度要求不太高的场合。
浮点DSP芯片(数据以浮点格式工作):精度高、动态范围大，产品相对较少，复杂成本高。
但不必考虑溢出的问题。
用在精度要求较高的场合。
定点DSP的表示（Qm.n，精度和范围与m、n的关系）及其格式转换○1整数表示法:最高位是符号位，0代表正数，1代表负数,其余位以二进制的补码形式表示数值，小数点在D0位。
用于控制操作、地址计算、及其它非信号处理应用。
○2小数表示法:最高位是符号位，0代表正数，1代表负数,其余位以二进制的补码形式表示数值，小数点在Dn－1位。
用于数字和各种信号处理算法的计算中。
○3数的定标；n越大，数值范围越小，但精度越高；相反，n越小，数值范围越大，但精度就越低。
不同Qm.n形式的数进行加减运算时，通常将动态范围小的数据格式转换成动态范围大的数据格式。
即n大的数据格式向n 小的数据格式转换。
数的定标有Qn 表示法或Qm.n(Sm.n)表示法两种。
数的总字长：m+n+1。
1位符号位m 表示数的2的补码的整数部分的位数n 表示数的2的补码的小数部分的位数若小数点设定的位置不同，它所表示的数也就不同。
例：用Q15.0表示， 16进制数2000H ＝8192用Q0.15表示 ，16进制数2000H ＝0.25正数：补码=原码负数：补码=原码取反＋1例：用Q15.0表示二进制数0010 0000 0000 0011b ＝8195二进制数1111 1111 1111 1100b ＝-4④定点格式数据的转换：1 ）十进制转换成Qm.n 形式：先将数乘以 变成整数，再将整数转换成相应的Qm.n 形式例：将 y =－0.625 转换成Q0.15和Q3.12的形式Q0.15的形式Q3.12的形式 2 )不同Qm.n 形式之间的转换：不同Qm.n 形式的数进行加减运算时，通常将动态范围小的数据格式转换成动态范围大的数据格式。
即n 大的数据格式向n 小的数据格式转换。
方法：将n 大的数向右移相差的位数，这时原数低位被移出，高位则进行符号扩展例 x =5.625 (Q3.12)y =0.625 (Q0.15)（1）x 、y 均为正数x =5.625 =5A00H (Q3.12)y =0.625 =5000H (Q0.15)y =0.625 =5000H ＝0101 0000 0000 0000B (Q0.15)2n15120.625*2204800000.625*22560600B H F H-=-=-=-=y=0.625=0A00H= 0000 1010 0000 0000B (Q3.12)x+y = 5A00H+ 0A00H=0101 1010 0000 0000B+ 0000 1010 0000 0000B=0110 0100 0000 0000B=6400H=6.25 (Q3.12)（2）x为正数，y为负数(原码取反加1，符号位除外）y =－0.625 =B000H＝1011 0000 0000 0000B (Q0.15)y = -0.625= F600H=1111 0110 0000 0000 （Q3.12）x+y = 5A00H+ F600H =5000H=5 (Q3.12)TI公司的三大主力系列DSP芯片的特点及应用领域C2x、C24x称为C2000系列，定位于控制类和运算量较小的运用，主要用于代替MCU，应用于各种工业控制领域，尤其是电机控制领域。
C54x、C55x称为C5000系列，低功耗高性能，定位于中等计算量的应用。
主要用于便携式的通信终端。
C62x、C64x和C67x称为C6000系列，高性能，定位于具有较大计算量要求的应用，主要应用于高速宽带和图像处理等高端应用DSP芯片的运算速度指令周期：即执行一条指令所需的时间，为主频的倒数。
MIPS：即每秒执行百万条指令。
MAC时间：即一次乘法加上一次加法的时间FFT执行时间：即运行一个N点FFT程序所需的时间MIPS：即每秒执行百万条指令MOPS：即每秒执行百万次操作MFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作BOPS：即每秒执行十亿次操作CHAP2TMS320C54x芯片的组成（三部分，相同系列不同芯片之间的区别和联系）主要包括CPU、片内存储器和片内外设三个部分,同一系列不同型号，cpu相同，而片内存储器和片内外设不相同。
DSP芯片的电源引脚、DSP芯片的控制引脚双电源：降低工作电压以降低功耗；保证能正常驱动I/O设备。
TMS320C54X芯片的总线组成情况，以及各总线的功能总线组成：1组程序总线PB；3组数据总线CB、DB、EB；4组地址总线PAB、CAB、DAB、EAB。
程序总线PB：主要用来传送取自程序存储器的指令代码和立即操作数。
数据总线CB 、DB和EB：CB和DB用来传送从数据存储器读出的数据；EB用来传送写入存储器的数据。
地址总线PAB、CAB、DAB和EAB ：用来提供执行指令所需的地址。
算术逻辑单元ALU对输入数据的符号扩展及运算结果的溢出处理①若数据存储器的16位操作数在低16位时，则当SXM=0时，高24位 ( 39~16位 ) 用0填充；当SXM=1时，高24位 ( 39~16位 ) 扩展为符号位。
②若数据存储器的16位操作数在高16位时，则当SXM=0时，39~32位和15~0位用0填充；当SXM=1时，39~32位扩展为符号位，15~0位置0。
当运算结果发生溢出时：○1若OVM=0，则对ALU的运算结果不作任何调整，直接送入累加器；○2若OVM=1，则对ALU的运行结果进行调整。
当正向溢出时，将32位最大正数00 7FFFFFFFH装入累加器；当负向溢出时，将32位最小负数FF 80000000H装入累加器。
③状态寄存器ST0中与目标累加器相关的溢出标志OVA或OVB被置1。
累加器A、B的组成、两个累加器的区别、累加器内容的保存（移位、保存）’C54x芯片有两个独立的40位累加器A和B。
保护位、高阶位、低阶位；累加器A和B的区别是，AH可以用作乘法器的一个输入，使用MPYA指令。
只能使用累加器A寻址程序空间；A的31~16位能被用作乘法-累加单元的乘法器输入，而B不能移位操作是在将累加器的内容存入存储器的过程中完成的。
由于移位操作是在移位寄存器中进行，所以操作后累加器的内容不变。
桶形移位器的移位数的形式，MAC单元的特点移位数的形式和范围：①5位立即数，取值范围：-16~15；②ST1中的ASM位（5位数），取值范围：-16~15；③暂存器T中的低6位数值，取值范围：-16~31。
MAC单元的特点：MAC单元具有强大的乘法-累加运算功能，可在一个流水线周期内完成1次乘法运算和1次加法运算。
CPU的3个状态和控制寄存器（主要位的作用及设置）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：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工作方式和存储器的配置，反映处理器的工作状态ST0、ST1是存储器映射寄存器，是指这些寄存器不是在CPU内部，而是位于数据存储器空间第0页，因此可以使用通用的数据存储器存取指令来访问这些寄存器。
对ST0、ST1中单独的一位，可以使用RSBX和SSBX指令修改例如： RSBX OVM ；设置溢出保护模式位SSBX 1，8 ；设置符号扩展模式位SSBX SXM ; 设置符号扩展模式位可以使用LD指令修改DP和ASM例如：LD #23, DP ；设置数据存储器页指针LD #－3, ASM ；设置移位数TMS320C54X芯片的可寻址存储空间（程序、数据、I/O空间）共有192千字的可寻址存储空间64千字的程序存储空间:用来存放要执行的指令和指令执行中所需要的系数表64千字的数据存储空间:用来存放执行指令所需要的数据64千字的I/O空间:用来提供与外部存储器映射的接口，可以作为外部数据存储空间使用。
片内存储器的3种形式以及SARAM、DARAM 的特点SARAM,DARAM,ROMDARAM：在一个指令周期内，可对其进行两次存取操作，即一次读出和一次写入；SARAM：在一个指令周期内，只能进行一次存取操作。
通常，SARAM和DARAM被映射到数据存储空间用来存储数据，也可以映射到程序空间用来存储程序代码。
3个状态位对片内存储器映射到程序存储空间和数据存储空间的作用引导程序（自举加载程序）的作用将用户程序从片外EPROM搬到片内RAM,让程序可以快速执行。
程序存储空间的分页扩展、数据存储器的分页管理XPC来保存页地址（即A16~AX) ，页内地址（64K内）用程序计数器PC保存。
地址线数目为16、20、23，则相应的程序存储器寻址空间为64K、1M、8M。
对数据512页，128字。
DP页地址（9为），复位后，DP=0；前80H单元（数据页0）包含CPU寄存器和片内外设寄存器和暂存器。
定时器定时时间的计算CLKOUT×（TDDR＋1）×（PRD＋1）CHAP3各种寻址方式特点及其应用，重在寻址方式的判断，注意有时一个语句可能用到（绝对地址寻址直接寻址间接寻址）（1）立即寻址○1短立即数。
3、5、8、9位，单字指令；LD #2，ARP ；ARP=2（#k3）（ST0中）LD #3，ASM ；ASM=3（#k5）（ST1中）④长立即数。
16位，双字指令。
LD #1234h，A ；A=1234hLD #80h, A ; 装入累加器 ALD 80h, A ; 将地址80H单元中的数据装入A（2）绝对寻址i.数据存储器地址(dmad)寻址；MVKD EXAM1， * AR5ii.程序存储器地址(pmad)寻址；MVPD TABLE， * AR2iii.端口(PA)寻址；结合单指令循环可实现数据块移动。