DSP課后習(xí)題答案李建

1、第一章：一、 數(shù)字信號(hào)處置的實(shí)現(xiàn)方式一樣有哪幾種？(1) 在通用的運(yùn)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)(2) 在通用運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)中加上專用的加速處置機(jī)實(shí)現(xiàn)(3) 用通用的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，這種方式可用于一些不太復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處置(4) 用通用的可編程 dsp 芯片實(shí)現(xiàn)，可用于復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處置算法(5) 用專用的 dsp 芯片實(shí)現(xiàn)(6) 用基于通用 dsp 核的 asic 芯片實(shí)現(xiàn)二、 簡(jiǎn)單的表達(dá)一下 dsp 芯片的進(jìn)展概況？答：第一時(shí)期， dsp 的雛形時(shí)期（ 1980 年前后）代表產(chǎn)品： s2811。 要緊用途：軍事或航空航天部門第二時(shí)期， dsp 的成熟時(shí)期（ 1990 年前后）代表產(chǎn)品： ti 公司的 tms3

2、20c20 要緊用途：通信、運(yùn)算機(jī)領(lǐng)域第三時(shí)期， dsp 的完善時(shí)期（ 2000 年以后）代表產(chǎn)品： ti 公司 的 tms320c54 要緊用途：各行業(yè)領(lǐng)域3、 可編程 dsp 芯片有哪些特點(diǎn)？(1)采納哈佛結(jié)構(gòu) :馮.諾依曼結(jié)構(gòu)，哈佛結(jié)構(gòu)，改良型哈佛結(jié)構(gòu)(2)采納多總線結(jié)構(gòu)(3)采納流水線技術(shù)(4) 配有專用的硬件乘法- 累加器(5) 具有特殊的 dsp 指令(6) 快速的指令周期(7) 硬件配置強(qiáng)(8) 支持多處置器結(jié)構(gòu)(9) 省電治理和低功耗4、 什么是哈佛結(jié)構(gòu)和馮. 諾依曼結(jié)構(gòu)？它們有什么區(qū)別？哈佛結(jié)構(gòu) ： 該結(jié)構(gòu)采納雙存儲(chǔ)空間，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，有各自獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)

3、總線，可獨(dú)立編址和獨(dú)立訪問，可對(duì)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立傳輸， 使取指令操作、 指令執(zhí)行操作、數(shù)據(jù)吞吐并行完成，大大地提高了數(shù)據(jù)處置能力和指令的執(zhí)行速度，超級(jí)適合于實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處置。馮. 諾依曼結(jié)構(gòu) ：該結(jié)構(gòu)采納單存儲(chǔ)空間，即程序指令和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間，使用單一的地址和數(shù)據(jù)總線，取指令和取操作數(shù)都是通過一條總線分時(shí)進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)行高速運(yùn)算時(shí)，不但不能同時(shí)進(jìn)行取指令和取操作數(shù)，而且還會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸通道的瓶頸現(xiàn)象，其工作速度較慢。區(qū)別： 哈佛： 該結(jié)構(gòu)采納雙存儲(chǔ)空間，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，有各自 獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可獨(dú)立編址和獨(dú)立訪問，可對(duì)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立傳輸，使取指令操作、指令執(zhí)行操

4、作、數(shù)據(jù)吞吐并行完成，大大地提高了數(shù)據(jù)處置能力和指令的執(zhí)行速度，超級(jí)適合于實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)處置。馮： 當(dāng)進(jìn)行高速運(yùn)算時(shí)，不但不能同時(shí)進(jìn)行取指令和取操作數(shù)，而且還會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸通道的瓶頸現(xiàn)象，其工作速度較慢。五、 什么是流水線技術(shù)？答： 每條指令可通過片內(nèi)多功能單元完成取指、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行等多個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)多條指令的并行執(zhí)行，從而在不提高系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的條件下減少每條指令的執(zhí)行時(shí)刻。利用這種流水線結(jié)構(gòu)，加上執(zhí)行重復(fù)操作，就能夠保證在單指令周期內(nèi)完成數(shù)字信號(hào)處置頂用得最多的乘法 - 累加運(yùn)算。六、 什么是定點(diǎn) dsp 芯片和浮點(diǎn) dsp 芯片？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答： 假設(shè)數(shù)據(jù)以定點(diǎn)格式工作的稱為

5、定點(diǎn) dsp 芯片。假設(shè)數(shù)據(jù)以浮點(diǎn)格式工作的稱為浮點(diǎn) dsp芯片。定點(diǎn) dsp 芯片優(yōu)缺點(diǎn)：大多數(shù)定點(diǎn) dsp 芯片稱為定點(diǎn) dsp 芯片浮點(diǎn) dsp 芯片優(yōu)缺點(diǎn)：不同的浮點(diǎn) dsp 芯片所采納的浮點(diǎn)格式有所不同， 有的 dsp 芯片采納自概念的浮點(diǎn)格式，有的 dsp 芯片那么采納ieee 的標(biāo)準(zhǔn)浮點(diǎn)格式。7、 dsp 技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)要緊體此刻什么方面？答：(1) dsp 的內(nèi)核結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步改善(2) dsp 和微處置器的融合 (3) dsp 和高級(jí) cpu 的融合(4) dsp 和 soc 的融合 (5) dsp 和 fpga 的融合 (6) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) rtos與 dsp 的結(jié)合 (7)

6、 dsp 的并行處置結(jié)構(gòu)(8) 功耗愈來愈低八、 簡(jiǎn)述 dsp 系統(tǒng)的組成和工作進(jìn)程？答： dsp 系統(tǒng)的組成：一個(gè)典型的 dsp 系統(tǒng)應(yīng)包括抗混疊濾波器、數(shù)據(jù)搜集 a/d 轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處置器 dsp、 d/a 轉(zhuǎn)換器和低通濾波器等。dsp 系統(tǒng)的工作進(jìn)程：(1) 將輸入信號(hào) x(t)通過抗混疊濾波，濾掉高于折疊頻率的分量，以避免信號(hào)頻譜的混疊。(2)通過采樣和 a/d 轉(zhuǎn)換器，將濾波后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) x(n) 。(3)數(shù)字信號(hào)處置器對(duì) x(n) 進(jìn)行處置，得數(shù)字信號(hào) y(n) 。(4)經(jīng) d/a 轉(zhuǎn)換器，將 y(n) 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；(5)經(jīng)低通濾波器，濾除高頻分量，取得滑膩的模擬

7、信號(hào) y(t)。九、 簡(jiǎn)述 dsp 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟？答：(1) 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，確信設(shè)計(jì)目標(biāo) (2) 算法模擬，確信性能指令 (3) 選擇 dsp芯片和外圍芯片 (4) 設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)的 dsp芯片系統(tǒng) (5) 硬件和軟件調(diào)試(6) 系統(tǒng)集成和測(cè)試10、 dsp 系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？答： (1) 接口方便 (2) 編程方便 (3) 具有高速性 (4) 穩(wěn)固性好 (5) 精度高 (6) 可重復(fù)性好 (7) 集成方便1 一、 在進(jìn)行 dsp 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)如何選擇合理的 dsp 芯片？答：運(yùn)算速度，芯片價(jià)錢，芯片運(yùn)算精度，芯片的硬件資源，芯片的開發(fā)工具，芯片的功耗，其他因素第二章一、 tms320c54x 芯

8、片的大體結(jié)構(gòu)都包括哪些部份？答：中央處置器內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)特殊功能寄放器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ram 程序存儲(chǔ)器rom i/o 口 串行口 主機(jī)接口 hpi 按時(shí)器中斷系統(tǒng)二、 tms320c54x 芯片的 cpu 要緊由哪幾部份組成？答： 40 位的算術(shù)運(yùn)算邏輯單元 （ alu） 。 2 個(gè) 40 位的累加器 （acca 、accb ） 。 1 個(gè)運(yùn)行 -16 至 31 位的桶形移位寄放器。 1717 位的乘法器和 40 位加法器組成的乘法器- 加法器單元 （mac ） 。比較、 選擇、 存儲(chǔ)單元（ cssu ） 。指令編碼器。cpu 狀態(tài)和操縱寄放器。3、 處置器工作方式狀態(tài)寄放器 pmst 中的 mp/

9、mc 、 ovly 和 drom 三個(gè)狀態(tài)位對(duì) c54x 的存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu)各有何阻礙？當(dāng) ovly= 0 時(shí)，程序存儲(chǔ)空間不利用內(nèi)部 ram 。 當(dāng) ovly= 1 時(shí)， 程序存儲(chǔ)空間利用內(nèi)部ram 。 內(nèi)部 ram 同 時(shí)被映射到程序存儲(chǔ)空間和 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。當(dāng)mp/ mc=0 時(shí) ， 4000hefffh 程 序 存 儲(chǔ) 空 間 概 念 為 外 部 存 儲(chǔ) 器 ；f000hfeffh 程序存儲(chǔ)空間概念為內(nèi)部rom ；當(dāng) mp/ mc=1 時(shí)， 4000hffffh 程序 存儲(chǔ)空間概念為外部存儲(chǔ)。 drom=0 ：0000h3fffh 內(nèi)部 ram ； 4000hffffh 外部存儲(chǔ)器； dr

10、om=1 ：0000h3fffh 內(nèi) 部ram；4000hefffh 外 部 存 儲(chǔ) 器 ；f000hfeffh 片內(nèi) rom ； ff00hffffh 保留。4 、 tms320c54x 芯片的片內(nèi)外設(shè)要緊包括哪些電路？ 通用 i/o 引 腳按時(shí)器時(shí)鐘發(fā)生器主機(jī)接口 hpi 串 行通信接口 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯五、 tms320c54x 芯片的流水線操作共有多少個(gè)操作時(shí)期？每一個(gè)時(shí)期執(zhí)行什么任務(wù)？完成一條指令都需要哪些操作周期？ 預(yù)取指 p; 將 pc 中的內(nèi)容加載 pab 取指 f; 將讀取到的指令字加載 pb 譯碼 d; 假設(shè)需要，數(shù)據(jù) 1 讀地址加載 dab；假設(shè)

11、需要，數(shù)據(jù) 2 讀地址加載 cab；修正輔助寄放器和堆棧指針 尋址 a; 數(shù)據(jù) 1 加載 db；數(shù)據(jù) 2 加載 cb；假設(shè)需要，數(shù)據(jù) 3 寫地址加載 eab 讀數(shù) r; 數(shù)據(jù) 1 加載 db；數(shù)據(jù) 2 加載 cb；假設(shè)需要，數(shù)據(jù) 3 寫地址加載 eab；執(zhí)行 x。執(zhí)行指令，寫數(shù)據(jù)加載 eb。六、 tms320c54x 芯片的流水線沖突是如何產(chǎn)生的？有哪些方式能夠幸免流水線沖突？答： c54x 的流水線結(jié)構(gòu)，許諾多條指令同時(shí)利用 cpu 的內(nèi)部資源。由于 cpu 的資源有限，當(dāng)多于一個(gè)流水線上的指令同時(shí)訪問同一資源時(shí)，可能產(chǎn)生時(shí)序沖突。解決辦法由 cpu 通過延時(shí)自動(dòng)解決； 通進(jìn)程序解決， 如從

12、頭安排指令或插入空操作指令。為了幸免流水沖突，能夠依照等待周期表來選擇插入的 nop 指令的數(shù)量。7、 tms320c54x 芯片的串行口有哪幾種類型？四種： 標(biāo)準(zhǔn)同步串行口sp ， 緩沖同步串行口bsp ， 時(shí)分多路串行口 tdm ，多路緩沖串行口 mcbsp 。8 、 tms320vc5402 共有多少可屏蔽中斷？它們別離是什么？ nmi 和 rs屬于哪一類中斷源？答：tms320vc5402 有 13 個(gè)可屏蔽中斷， rs 和 nmi 屬于外部硬件中斷。九、 試分析以下程序的流水線沖突，畫出流水線操作圖。如何解決流水沖突？stlm a ， ar0 stm #10 ， ar1 ld *ar

13、1， b 解：流水線圖如以下圖：123456789預(yù)取指取指譯碼尋址讀數(shù)執(zhí)行stlm a,ar0寫 ar1預(yù)取指取指譯碼尋址讀數(shù)執(zhí)行stm #10,ar1(1st word)寫 ar2寫 ar2預(yù)取指取指譯碼尋址讀數(shù)執(zhí)行stm #10,ar1(2nd word)預(yù)取指取指譯碼尋址讀數(shù)執(zhí)行l(wèi)d *ar1,b讀 ar2解決流水線沖突：最后一條指令（ ld *ar1， b） 將會(huì)產(chǎn)生流水線沖突，在它前面加入一條nop指令能夠解決流水線沖突。10、 試依照等待周期表，確信以下程序段需要插入幾個(gè)nop 指令。 ld gain, t stm #input,ar1 mpy *ar1+,a 解：本段程序不需要

14、插入 nop 指令 stlm b,ar2 stm #input ,ar3 mpy *ar2+,*ar3+,a 解：本段程序需要在 mpy *ar2+,*ar3+,a 語句前插入 1 條 nop 指令mac x, b stlm b,st0 add table, a, b 解：本段程序需要在 add table, a, b 語句前插入 2 條 nop指令第三章一、 已知 (80h)=50h,ar2=84h,ar3=86h,ar4=88h 。mvkd 80h ， *ar2 mvdd *ar2 ， *ar3 mvdm 86h, ar4 運(yùn)行以上程序后， (80h) 、 （ 84h） 、 *ar3 和

15、ar4 的值分別等于多少？解： (80h)=50h ， (84h)=50h ， *ar3=50h， ar4=50h 二、 已知， (80h)=20h 、 （ 81h） =30h。ld #0， dp ld 80h， 16 ， b add 81h ， b 運(yùn)行以上程序， b 等于多少？答： （ b） =00 0000 0000h 3、 閱讀以下程序，別離寫出運(yùn)行結(jié)果。.bss x,4 .data table:.word 4,8,16,32 stm #x,ar1 rpt #2 mvpd table,*ar1+ 解： 數(shù)據(jù)表 table 中的常量 4 傳送到以變量 x 的地址為地址的存儲(chǔ)單元中； 數(shù)據(jù)

16、表 table 中的常量 8 傳送到以變量 x+1 的地址為地址的存儲(chǔ)單元中；數(shù)據(jù)表 table 中的常量 16 傳送到以變量 x+2 的地址為地址的存儲(chǔ)單元中；.bss x,4 .data table: .word 4,8,16,32 stm #x,ar1 rpt #2 mvpd table,*+ar2 解： 數(shù)據(jù)表 table 中的常量 4 傳送到以變量 x+1 的地址為地址的存儲(chǔ)單元中；數(shù)據(jù)表 table中的常量 8 傳送到以變量 x+2 的地址為地址的存儲(chǔ)單元中；數(shù)據(jù)表 table 中的常量 16 傳送到以變量 x+3 的地址為地址的存儲(chǔ)單元中；五、 tms320c54x 的數(shù)據(jù)尋址方

17、式各有什么特點(diǎn)？應(yīng)該應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答： tms320c54x 有 7 種大體的數(shù)據(jù)尋址方式：當(dāng)即尋址，絕對(duì)尋址，累加器尋址，直接尋址，間接尋址，存儲(chǔ)器映像寄放器尋址和堆棧尋址。1， 當(dāng)即尋址：其特點(diǎn)是指令中包括有一個(gè)固定的立即數(shù)，操作數(shù)在指令中，因而運(yùn)行較慢，需要較多的存儲(chǔ)空間。它用于對(duì)寄存器初始化。2， 絕對(duì)尋址： 能夠?qū)ぶ啡我粩?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中操作數(shù)，運(yùn)行較慢，需要較多的存儲(chǔ)空間。它用于對(duì)尋址速度要求不高的場(chǎng)合。3， 累加器尋址：把累加器內(nèi)容作為地址指向程序存儲(chǔ)器單元。它用于在程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間傳送數(shù)據(jù)。4， 直接尋址：指令中包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低 7 位和 dp 或 sp 結(jié)合形成16

18、位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址，它尋址速度快，用于對(duì)尋址速度要求高的場(chǎng)合。5， 間接尋址：利用輔助寄放器內(nèi)容作為地址指針訪問存儲(chǔ)器，可尋址64 千字 x16 為字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)空間中任何一個(gè)單元。它用于按固定步長(zhǎng)尋址的場(chǎng)合。6，堆棧尋址：用于中斷或子程序調(diào)歷時(shí)，將數(shù)據(jù)保留或從堆棧中彈出。7， 存儲(chǔ)器映像寄放器 (mmr) 尋址：是基地址為零的直接尋址，尋址速度快， 它用于直接用 mmr 名快速訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 0 頁。第四章一、 軟件開發(fā)的環(huán)境有哪幾種？在非集成開發(fā)環(huán)境中，軟件開發(fā)常采納哪些部份？答： 能夠在兩種開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行 c54x 的開發(fā)：非集成的開發(fā)環(huán)境和集成的開發(fā)環(huán)境。在非集成開發(fā)環(huán)境中，軟件開發(fā)常采納

19、：編輯、匯編、鏈接、調(diào)試等部份。二、 什么是 coff 格式？它有什么特點(diǎn)？答： 匯編器和鏈路器生成的目標(biāo)文件，是一個(gè)能夠由c54x 器件執(zhí)行的文件。這些目標(biāo)文件的格式稱為公共目標(biāo)文件格式，即 coff 。特點(diǎn)：在編寫匯編語言程序時(shí)，coff采納代碼段和數(shù)據(jù)段的形式，以便于模塊化的編程，使編程和治理變得加倍方便。3、 說明 .text 段、 .data 段和 .bss 段別離包括什么內(nèi)容? .text 段( 文本段 )， 通常包括可執(zhí)行代碼；.data 段( 數(shù)據(jù)段 )， 通常包含初始化數(shù)據(jù)；.bss 段(保留空間段 ) ， 通常為未初始化變量保留存儲(chǔ)空間。五、 鏈接器對(duì)段是如何處置的? 答：

20、鏈接器將一個(gè)或多個(gè)coff 目標(biāo)文件中的各類段作為鏈接器的輸入段，通過鏈接后在一個(gè)可執(zhí)行的 coff 輸出模塊中成立各個(gè)輸出段，通過情形下是將不同目標(biāo)文件中的同名段進(jìn)行歸并，并為各個(gè)輸出段分派進(jìn)具體的存儲(chǔ)器中。六、 什么是程序的重定位？答： 將各個(gè)段配置到存儲(chǔ)器中，使每一個(gè)段都有一個(gè)適合的起始地址；將符號(hào)變量調(diào)整到相關(guān)于新的段地址的位置；將引用調(diào)整到從頭定位后的符號(hào)，這些符號(hào)反映了調(diào)整后的新符號(hào)值。7、 宏概念、宏挪用和宏展開別離指的是什么？答： 在挪用宏之前， 必需先概念宏。 能夠在源程序的任何位置概念宏，宏概念的所有內(nèi)容必需包括在同一個(gè)文件中。宏概念能夠嵌套，即在一條宏指令中挪用其他的宏指

21、令。在概念宏以后，可在源程序中利用宏名進(jìn)行宏挪用。八、 鏈接器能完成什么工作?鏈接器命令文件中， memory命令和 sections命令的任務(wù)是什么?答： 鏈接器將各個(gè)目標(biāo)文件歸并起來，并完成如下工作：(1) 將各個(gè)段配置到目標(biāo)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器。(2) 對(duì)各個(gè)符號(hào)和段進(jìn)行從頭定位，并給它們指定一個(gè)最終的地址。(3) 解決輸入文件之間的未概念的外部引用。 memory 命令的作用：memory 命令用來成立 dsp應(yīng)用系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器模型。通過這條命令， 能夠概念系統(tǒng)中所包括的各類形式的存儲(chǔ)器，和它們占用的地址范圍。section 命令的作用：說明如何將輸入段結(jié)合成輸出段；在可執(zhí)行程序中概念輸出段；

22、規(guī)定輸出段在存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)位置；許諾從頭命名輸出段。第五章1、能用偽指令（如data ）或運(yùn)算符（如add ）作為標(biāo)號(hào)嗎？什么緣故？（參考講義 p126標(biāo)號(hào)區(qū)的格式要求）2、標(biāo)號(hào)和注釋有什么不同？它們?cè)诔绦蜻\(yùn)行中作用一樣嗎？答（參考講義p129 1. 標(biāo)號(hào)；注釋是程序的人選項(xiàng)。注釋能夠由ascii 碼和空格組成。注釋在匯編源清單中顯示，但不阻礙匯編。注釋在程序中的作用是說明語句的含義，以便對(duì)軟件進(jìn)行保護(hù)。）3、兩個(gè)數(shù)相乘，若是結(jié)果溢出，dsp系統(tǒng)會(huì)報(bào)警嗎？答：可不能。當(dāng)發(fā)生溢出時(shí)，自動(dòng)將結(jié)果設(shè)置為最大或最小值。4、偽指令起什么作用？它占用存儲(chǔ)空間嗎？答：偽指令給程序提供數(shù)據(jù)和操縱匯編進(jìn)程。它多

23、用于代碼編譯的，硬件并非熟悉匯編語言，它們只認(rèn)機(jī)械語言，程序的運(yùn)行涉及由高級(jí)語言匯編成匯編語言，再由匯編語言編譯成機(jī)械語言，最后由硬件執(zhí)行機(jī)械語言。編譯進(jìn)程中，偽指令起作用，可是偽指令不產(chǎn)生目標(biāo)代碼，僅僅是幫忙編譯器準(zhǔn)確的把其他指令編譯出來。因此，偽指令在代碼編譯進(jìn)程中所起的功能，在程序運(yùn)行時(shí)偽指令已經(jīng)不存在了，因?yàn)榇a是編譯好后才執(zhí)行的。偽指令不占用存儲(chǔ)空間。5、在堆棧操作中， pc當(dāng)前地址為 4020h，sp當(dāng)前地址為 0013h ，運(yùn)行 pshm ar7后， pc和 sp的值別離是多少？答：pshm ar7 是壓棧操作，完成后pc指針 +1，堆棧指針 sp-1pc=4021h ，sp=0012h6、試編寫的程序代碼。參考程序如下：.title .mmregs.global _c_int00.bss x,1.bss y,1.bss z,1.dataampcoef: .word 25*32768/100.word -1*32768/10.text_c_int00: ssbx frctstm #x,ar1rpt #0 x1mvpd #ampcoef,*ar1+stm