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DSP课后习题答案1(精)

第一章: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。

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。

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。

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。

区别:哈佛: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: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。

答:每条指令可通过片内多功能单元完成取指、译码、取操作数和执行等多个步骤,实现多条指令的并行执行,从而在不提高系统时钟频率的条件下减少每条指令的执行时间。

利用这种流水线结构,加上执行重复操作,就能保证在单指令周期内完成数字信号处理中用得最多的乘法 - 累加运算。

(图)答:若数据以定点格式工作的称为定点DSP 芯片。

若数据以浮点格式工作的称为浮点DSP 芯片。

定点dsp 芯片优缺点:大多数定点dsp 芯片称为定点dsp 芯片,浮点dsp 芯片优缺点:不同的浮点DSP 芯片所采用的浮点格式有所不同,有的DSP 芯片采用自定义的浮点格式,有的DSP 芯片则采用IEEE 的标准浮点格式。

答:(1)DSP 的内核结构将进一步改善(2)DSP 和微处理器的融合(3)DSP 和高档CPU 的融合(4)DSP 和SOC 的融合(5)DSP 和FPGA 的融合(6)实时操作系统RTOS 与DSP 的结合(7)DSP 的并行处理结构(8)功耗越来越低8、简述dsp 系统的构成和工作过程?答:DSP 系统的构成:一个典型的 DSP 系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D 转换器、数字信号处理器 DSP 、 D/A 转换器和低通滤波器等。

DSP 系统的工作过程:①将输入信号 x(t经过抗混叠滤波,滤掉高于折叠频率的分量,以防止信号频谱的混叠。

②经过采样和 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;答::①明确设计任务,确定设计目标②算法模拟,确定性能指令③选择DSP 芯片和外围芯片④设计实时的 DSP 芯片系统⑤硬件和软件调试⑥系统集成和测试。

(图)答:(1)接口方便(2)编程方便(3)具有高速性(4)稳定性好(5)精度高(6)可重复性好(7)集成方便答:1、dsp 的运算速度2、dsp 芯片价格3、dsp 芯片运算精度4、dsp 芯片的硬件资源5、dsp 芯片的开发工具6、dsp 芯片的功耗7、其他因素。

第二章答:①中央处理器②内部总线结构③特殊功能寄存器④数据存储器 RAM ⑤程序存储器 ROM ⑥I/O 口⑦串行口⑧主机接口 HPI ⑨定时器⑩中断系统答:①40 位的算术运算逻辑单元(ALU )。

②2 个 40 位的累加器(ACCA 、ACCB )。

③1 个运行-16 至 31 位的桶形移位寄存器。

④17×17 位的乘法器和 40 位加法器构成的乘法器-加法器单元(MAC )。

⑤比较、选择、存储单元(CSSU )。

⑥指令编码器。

⑦CPU 状态和控制寄存器。

的存储空间结构各有何影响?当OVL Y= 0时,程序存储空间不使用内部RAM 。

当OVL Y= 1时,程序存储空间使用内部RAM 。

内部RAM 同时被映射到程序存储空间和数据存储空间。

当MP/ MC=0时,4000H~EFFFH程序存储空间定义为外部存储器;F000H~FEFFH 程序存储空间定义为内部ROM ;当MP/ MC=1时,4000H~FFFFH程序存储空间定义为外部存储。

DROM=0: 0000H~3FFFH——内部RAM ;4000H~FFFFH——外部存储器;DROM=1: 0000H~3FFFH——内部RAM ;4000H~EFFFH——外部存储器;F000H~FEFFH——片内ROM ;FF00H~FFFFH——保留。

①通用I/O引脚②定时器③时钟发生器④主机接口HPI ⑤串行通信接口⑥软件可编程等待状态发生器⑦可编程分区转换逻辑条指令都需要哪些操作周期?六个操作阶段:①预取指P; 将PC 中的内容加载PAB ②取指F; 将读取到的指令字加载PB ③译码D; 若需要,数据1读地址加载DAB ;若需要,数据2读地址加载CAB ;修正辅助寄存器和堆栈指针④寻址A; 数据1加载DB ;数据2加载CB ;若需要,数据3写地址加载EAB ⑤读数R; 数据1加载DB ;数据2加载CB ;若需要,数据3写地址加载EAB ;⑥执行X 。

执行指令,写数据加载EB 。

答:’C54x的流水线结构,允许多条指令同时利用CPU 的内部资源。

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。

解决办法①由CPU 通过延时自动解决;②通过程序解决,如重新安排指令或插入空操作指令。

为了避免流水冲突,可以根据等待周期表来选择插入的NOP 指令的数量。

四种串行口:标准同步串行口SP ,缓冲同步串行口BSP ,时分多路串行口TDM ,多路缓冲串行口 McBSP 。

源?答:TMS320VC5402 有 13 个可屏蔽中断,RS 和NMI 属于外部硬件中断。

解:流水线图如下图:解决流水线冲突:最后一条指令(LD *AR1,B )将会产生流水线冲突,在它前面加入一条 NOP 指令可以解决流水线冲突。

① LD @GAIN, T STM #input,AR1MPY *AR1+,A解:本段程序不需要插入 NOP 指令② STLM B,AR2STM #input ,AR3MPY *AR2+,*AR3+,A 解:本段程序需要在 MPY *AR2+,*AR3+,A 语句前插入1 条 NOP 指令③MAC @x, BSTLM B,ST0ADD @table, A, B 解:本段程序需要在 ADD @table, A, B 语句前插入 2 条NOP 指令第三章运行以上程序后,(80H、(84H )、*AR3和AR4的值分别等于多少?解:(80H=50H,(84H=50H,*AR3=50H,AR4=50H运行以上程序,B 等于多少?答:(B )=00 0000 0000H解:数据表table 中的常量4传送到以变量x 的地址为地址的存储单元中;数据表table 中的常量8传送到以变量x+1 的地址为地址的存储单元中;数据表table 中的常量16传送到以变量x+2 的地址为地址的存储单元中;.bss x,4.datatable: .word 4,8,16,32……STM #x,AR1RPT #2MVPD table,*+AR2解:数据表table 中的常量4传送到以变量x+1 的地址为地址的存储单元中;数据表table 中的常量8传送到以变量x+2 的地址为地址的存储单元中;数据表table 中的常量16传送到以变量x+3 的地址为地址的存储单元中;3.5 TMS320C54x 的数据寻址方式各有什么特点?应该应用在什么场合?答:TMS320C54x 有7种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和堆栈寻址。

1,立即寻址:其特点是指令中包含有一个固定的立即数,操作数在指令中,因而运行较慢,需要较多的存储空间。

它用于对寄存器初始化。

2,绝对寻址:可以寻址任一数据存储器中操作数,运行较慢,需要较多的存储空间。

它用于对寻址速度要求不高的场合。

3,累加器寻址:把累加器内容作为地址指向程序存储器单元。

它用于在程序存储器和数据存储器之间传送数据。

4,直接寻址:指令中包含数据存储器的低7位和DP 或SP 结合形成16位数据存储器地址,它寻址速度快,用于对寻址速度要求高的场合。

5,间接寻址:利用辅助寄存器内容作为地址指针访问存储器,可寻址64千字X16为字数据存储空间中任何一个单元。

它用于按固定步长寻址的场合。

6,堆栈寻址:用于中断或子程序调用时,将数据保存或从堆栈中弹出。

7,存储器映像寄存器(MMR )寻址,是基地址为零的直接寻址,寻址速度快,它用于直接用MMR 名快速访问数据存储器的0页。

第四章答:可以在两种开发环境中进行 C54X 的开发:非集成的开发环境和集成的开发环境。

在非集成开发环境中,软件开发常采用:编辑、汇编、链接、调试等部分。

答:汇编器和链路器生成的目标文件,是一个可以由'C54x 器件执行的文件。

这些目标文件的格式称为公共目标文件格式,即COFF 。

特点:在编写汇编语言程序时,COFF 采用代码段和数据段的形式,以便于模块化的编程,使编程和管理变得更加方便。

3、.text 段(文本段,通常包含可执行代码;.data 段(数据段,通常包含初始化数据;.bss 段(保留空间段,通常为未初始化变量保留存储空间。

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