DSP课后习题答案 李建.doc 16页

'第一章：1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？(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(4)用通用的可编程DSP芯片实现，可用于复杂的数字信号处理算法(5)用专用的DSP芯片实现(6)用基于通用dsp核的asic芯片实现2、简单的叙述一下dsp芯片的发展概况？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：各行业领域3、可编程dsp芯片有哪些特点？(1)采用哈佛结构:冯.诺依曼结构，哈佛结构，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4、什么是哈佛结构和冯.诺依曼结构？它们有什么区别？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。5、什么是流水线技术？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。6、什么是定点dsp芯片和浮点dsp芯片？它们各有什么优缺点？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。7、dsp技术的发展趋势主要体现在什么方面？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；(5)经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模拟信号y(t)。9、简述dsp系统的设计步骤？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10、dsp系统有哪些特点？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11、在进行dsp系统设计时，应如何选择合理的dsp芯片？答：运算速度，芯片价格，芯片运算精度，芯片的硬件资源，芯片的开发工具，芯片的功耗，其他因素第二章1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分？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RAM⑤程序存储器ROM⑥I/O口⑦串行口⑧主机接口HPI⑨定时器⑩中断系统2、TMS320C54x芯片的CPU主要由哪几部分组成？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。3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM三个状态位对C54x的存储空间结构各有何影响？当OVLY=0时，程序存储空间不使用内部RAM。当OVLY=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。4、TMS320C54x芯片的片内外设主要包括哪些电路？①通用I/O引脚②定时器③时钟发生器④主机接口HPI⑤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5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段？每个阶段执行什么任务？完成一条指令都需要哪些操作周期？①预取指P;将PC中的内容加载PAB②取指F;将读取到的指令字加载PB③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EAB⑤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。6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的？有哪些方法可以避免流水线冲突？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。7、TMS320C54x芯片的串行口有哪几种类型？四种：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。8、TMS320VC5402共有多少可屏蔽中断？它们分别是什么？NMI和RS属于哪一类中断源？答：TMS320VC5402有13个可屏蔽中断，RS和NMI属于外部硬件中断。9、试分析下列程序的流水线冲突，画出流水线操作图。如何解决流水冲突？STLMA，AR0STM#10，AR1LD*AR1，B解：流水线图如下图：123456789取指译码寻址读数执行 预取指STLMA,AR0写AR1预取指取指译码寻址读数执行STM#10,AR1(1stWord)写AR2写AR2预取指取指译码寻址读数执行STM#10,AR1(2ndWord)预取指取指译码寻址读数执行LD*AR1,B读AR2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。10、试根据等待周期表，确定下列程序段需要插入几个NOP指令。①LD@GAIN,TSTM#input,AR1MPY*AR1+,A解：本段程序不需要插入NOP指令②STLMB,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,BSTLMB,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1、已知(80H)=50H,AR2=84H,AR3=86H,AR4=88H。MVKD80H，*AR2MVDD*AR2，*AR3MVDM86H,AR4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=50H2、已知，(80H)=20H、（81H）=30H。LD#0，DPLD80H，16，BADD81H，B运行以上程序，B等于多少？答：（B）=0000000000H3、阅读以下程序，分别写出运行结果。.bssx,4.datatable:.word4,8,16,32……STM#x,AR1RPT#2MVPDtable,*AR1+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；.bssx,4.datatable:.word4,8,16,32……STM#x,AR1RPT#2MVPDtable,*+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；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1、软件开发的环境有哪几种？在非集成开发环境中，软件开发常采用哪些部分？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。2、什么是COFF格式？它有什么特点？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、说明.text段、.data段和.bss段分别包含什么内容?.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。 5、链接器对段是如何处理的?答：链接器将一个或多个COFF目标文件中的各种段作为链接器的输入段，经过链接后在一个可执行的COFF输出模块中建立各个输出段，通过情况下是将不同目标文件中的同名段进行合并，并为各个输出段分配进具体的存储器中。6、什么是程序的重定位？答：将各个段配置到存储器中，使每个段都有一个合适的起始地址；将符号变量调整到相对于新的段地址的位置；将引用调整到重新定位后的符号，这些符号反映了调整后的新符号值。7、宏定义、宏调用和宏展开分别指的是什么？答：在调用宏之前，必须先定义宏。可以在源程序的任何位置定义宏，宏定义的所有内容必须包含在同一个文件中。宏定义可以嵌套，即在一条宏指令中调用其他的宏指令。在定义宏之后，可在源程序中使用宏名进行宏调用。8、链接器能完成什么工作?链接器命令文件中，MEMORY命令和SECTIONS命令的任务是什么?答：链接器将各个目标文件合并起来，并完成如下工作：(1)将各个段配置到目标系统的存储器。(2)对各个符号和段进行重新定位，并给它们指定一个最终的地址。(3)解决输入文件之间的未定义的外部引用。MEMORY命令的作用：MEMORY命令用来建立DSP应用系统中的存储器模型。通过这条命令，可以定义系统中所包含的各种形式的存储器，以及它们占用的地址范围。 SECTION命令的作用：说明如何将输入段结合成输出段；在可执行程序中定义输出段；规定输出段在存储器中的存储位置；允许重新命名输出段。第五章1、能用伪指令（如data）或运算符（如ADD）作为标号吗？为什么？（参考课本P126标号区的格式要求）2、标号和注释有什么差别？它们在程序运行中作用一样吗？答（参考课本P1291.标号；注释是程序的人选项。注释可以由ASCII码和空格组成。注释在汇编源清单中显示，但不影响汇编。注释在程序中的作用是说明语句的含义，以便对软件进行维护。）3、两个数相乘，如果结果溢出，DSP系统会报警吗？答：不会。当发生溢出时，自动将结果设置为最大或最小值。4、伪指令起什么作用？它占用存储空间吗？答：伪指令给程序提供数据和控制汇编过程。它多用于代码编译的，硬件并不认识汇编语言，它们只认机器语言，程序的运行涉及由高级语言汇编成汇编语言，再由汇编语言编译成机器语言，最后由硬件执行机器语言。编译过程中，伪指令起作用，但是伪指令不产生目标代码，仅仅是帮助编译器准确的把其他指令编译出来。因此，伪指令在代码编译过程中所起的功能，在程序运行时伪指令已经不存在了，因为代码是编译好后才执行的。伪指令不占用存储空间。5、在堆栈操作中，PC当前地址为4020H，SP当前地址为0013H，运行PSHMAR7后，PC和SP的值分别是多少？ 答：PSHMAR7是压栈操作，完成后PC指针+1，堆栈指针SP-1PC=4021H，SP=0012H6、试编写0.25×(-0.1)的程序代码。参考程序如下：.title"FracAmp.asm".mmregs.global_c_int00.bssx,1.bssy,1.bssz,1.dataAmpCoef:.word25*32768/100.word-1*32768/10.text_c_int00:ssbxFRCTstm#x,ar1rpt#0x1mvpd#AmpCoef,*ar1+stm#x,ar2stm#y,ar3mpy*ar2,*ar3,AsthA,*ar1 Wait:bWait.end7、将定点数0.00125用浮点数表示。解：A=28H；T=19H8、试写出以下两条指令的运行结果：①EXPAA=FFFD876624T=0000则以上指令执行后，B、T的值各是多少？解:A=0xFFFD876624；T=5②NORMBB=420D0D0D0DT=FFF9则以上指令执行后，B、T的值各是多少？解:B=0x841A1A1A,T=FFF99、阅读以下程序，写出运行结果。.bssy,5table.word1,2,3,4,5STM#y,AR2RPT#5MVPDtable,*AR2+LD#0,BLD#81h,AR5（有误，应改为STM#81H，AR5）STM#0,A STM#4,BRCSTM#y,AR5RPTBsub-1ADD*ARM5,B,ASTLA,*AR5+sub:LD#0,B运行以上程序后，（81H），（82H），（83H），（84H）和（85H）的值分别是多少？答：（81H）=0001H，（82H）=0002H，（83H）=0003H，（84H）=0004H，（85H）=0005H。10、CALL指令调用子程序与循环语句有什么不同？答：CALL指令调用子程序：课本P135（子程序调用指令表）循环语句：课本P137（5.3.2循环操作程序）11、多次循环嵌套时，能够从最内一层循环直接跳到最外一层循环吗？若能，则采用什么方式呢？（没找到）12、在不含循环的程序中，RPTZ#3语句和其前一句、后一句以及后第二句各运行多少次？答：RPTZ#3语句和其前一句运行1次，后一句运行3次，后第二句运行1次。'