第一章。
1.简述典型实时数字信号处理系统组成部分。
答:包括:抗混叠滤波器(anti-aliasing filter)、模数转换器adc(analog-to-digital converter)、数字信号处理、数模转换器dac(digital-to-analog converter)和抗镜像滤波器(anti-image filter) 。
2.简述x86处理器完成实时数字信号处理的优缺点。
答:利用x86处理器完成实时数字信号处理。特点是处理器选择范围宽,主板及外设资源丰富,有多种操作系统可供选择,开发、调试较为方便;缺点是数字信号处理能力不强,硬件组成较为复杂,系统体积、重量较大,功耗较高,抗环境影响能力较弱。
3.简述数字信号处理器的主要特点。
答:(1)存储器采用哈佛或者改进的哈佛结构;(2)内部采用了多级流水;(3)具有硬件乘法累加单元;(4)可以实现零开销循环;(5)采用了特殊的寻址方式;(6)高效的特殊指令;(7)具有丰富的片内外设。
4.给出存储器的两种主要结构,并分析其区别。
答:存储器结构分为两大类:冯·诺依曼结构和哈佛结构。
冯·诺依曼结构的特点是只有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线;指令、数据都存放在这个存储器空间中,统一分配地址,所以处理器必须分时访问程序和数据空间。哈佛结构程序存储器空间和数据存储器空间分开,具有多套地址、数据总线,哈佛结构是并行体系结构,程序和数据存于不同的存储器空间,每个存储器空间独立编址、独立访问。
5.简述选择数字信号处理器所需要考虑的因素。
答:应考虑运算速度、算法格式和数据宽度、存储器类型、功耗和开发工具。
6.给出数字信号处理器的运算速度指标,并给出其具体含义。
答:常见的运算速度指标有如下几种:
1) 指令周期:执行一条指令所需的最短时间,数值等于主频的倒数;指令周期通常以ns(纳秒)为单位。例如,运行在200mhz的tms320vc5510的指令周期为5ns。
2) mips:每秒百万条指令数。
3) mops:每秒百万次操作数。
4) mflops:每秒百万次浮点操作数。
5) bops:每秒十亿次操作数。
6) mac时间:一次乘法累加操作花费的时间。大部分dsp芯片可在一个指令周期内完成mac操作;
7) fft执行时间:完成n点fft所需的时间。fft运算是数字信号处理中的典型算法而且应用很广,因此该指标常用于衡量dsp芯片的运算能力。
1.tms320c55x dsp 有哪些特征和优点?(表2-2)
答:一个 32位 x 16位指令缓冲队列:缓冲变长指令并完成有效的块重复操作;
两个17位x17位的乘法累加器:在一个单周期执行双乘法累加操作;
一个40位算术逻辑单元(alu):实现高精度算术和逻辑操作;
一个40位桶形移位寄存器:能够将一个40位的计算结果最高向左移31位或向右移32位;
一个16位算术逻辑单元(alu):对主alu并行完成简单的算术操作;
4个40位的累加器:保留计算结果,减少对存储单元的访问;
12条独立总线,其中包括3条读数据总线、2条写数据总线、5条数据地址总线、1条读程序总线、1条程序地址总线:为各种计算单元并行地提供将要处理的指令和操作数——利用c55x的并行机制的优点;
用户可配置idle域:改进了低功耗电源管理的灵活性。
2.tms320c55x dsp 的内部结构由哪几部分组成?(图2-1)
答:c55x有一条32位的程序数据总线(pb),5条16位数据总线(bb、cb、db、eb、fb)和1条24位的程序地址总线及5条23位的数据地址总线,这些总线分别与cpu相连。总线通过存储器接口单元(m)与外部程序总线和数据总线相连,实现cpu对外部存储器的访问;指令缓冲单元(i)、程序流程单元(p)、地址流程单元(a)和数据计算单元(d);以及存储器接口单元(m)。
3.简述指令缓冲单元(i)、程序流程单元(p)、地址流程单元(a)和数据计算单元(d)的组成和功能?
答:c55x的指令缓冲单元由指令缓冲队列ibq(instruction buffer queue)和指令译码器组成。在每个cpu周期内,i单元将从读程序数据总线接收的4b程序**放入指令缓冲队列,指令译码器从队列中取6b程序**,根据指令的长度可对8位、16位、24位、32位和48位的变长指令进行译码,然后把译码数据送入p单元、a单元和d单元去执行。
程序流程单元由程序地址产生电路和寄存器组构成。程序流程单元产生所有程序空间的地址,并控制指令的读取顺序。
地址流程单元包括数据地址产生电路、算术逻辑电路和寄存器组构成。数据地址产生电路(dagen)能够接收来自i单元的立即数和来自a单元的寄存器产生读取数据空间的地址。对于使用间接寻址模式的指令,由p单元向dagen说明采用的寻址模式。
数据计算单元由移位器、算术逻辑电路、乘法累加器和寄存器组构成。d单元包含了cpu的主要运算部件。d单元移位器能够接收来自i单元的立即数,能够与存储器、i/o空间、a单元寄存器、d单元寄存器和p单元寄存器进行双向通信,此外,还可以向d单元的alu和a单元的alu提供移位后的数据。
4.tms320c55x dsp 的流水线操作包括多少个阶段?每一阶段完成什么操作?
答:两个。第一阶段是取流水线,即从内存中取出32位的指令包,放入指令缓冲队(ibq)中,然后为流水线的第二阶段提供48位的指令包。
第二阶段是指执行流水线,这部分的功能是对指令进行解码,完成数据的存取和计算。
5.tms320c55x dsp有哪些片上外设?
答:两个20位的定时器。一个看门狗定时器。
6通道直接存储器存取控制器(dma)。外部存储器接口(emif)。三个串口支持最多三个多通道缓冲串口(mcbsp)或最多两个多**/安全数字卡接口。
增强型主机接口(ehpi)是一个16位的并行接口。可编程锁相环(dpll)时钟发生器。usb全速(12mbps)从端口。
i2c主从接口。一个实时时钟。
6.tms320c55x 的寻址空间是多少?当cpu访问程序空间和数据空间时,使用的地址是多少位的?
答:c55x的寻址空间为16mb,当cpu从程序空间读取程序**时,使用24位地址,当访问数据空间时,使用23位的地址。但是在访问数据空间时,将23位地址左移一位,并将地址总线上的最低有效位(lsb)置0,使得在对数据空间或程序空间寻址时,地址总线都传送24位地址。
7.符合ieee1149.1标准的测试/**接口的引脚有哪几个?
答:tck引脚、tdi引脚、tdi引脚、tms、trst、emu0、emu1/off
1. c55x dsp支持哪三种寻址模式?
答:c55x dsp支持三种寻址模式,绝对寻址模式;直接寻址模式;间接寻址模式。
2.简述k16绝对寻址和k23绝对寻址不同点和相同点。
答:不同k16绝对寻址的指令其操作数为*abs16(#k16),其中k16是一个16位的无符号常数。寻址方法是将7位的寄存器dph(扩展数据页指针xdp的高位部分)和k16级联形成一个23位的地址,用于对数据空间的访问。
该模式可以访问一个存储单元和一个存储映射寄存器。
和k23绝对寻址的指令其操作数为*(#k23),其中k23是一个23位的无符号常数。使用这种寻址方法的指令将常数编码为3字节(去掉最高位)。
相同点:k16绝对寻址和k23绝对寻址的指令不能与其他指令并行执行。
3.简述c55x dsp并行指令遵守的规则。
答:在并行指令中,必须遵守三条基本规则:
1 两条指令的总长度不能超过6个字节。
2 在指令的执行过程中不存在操作器、地址产生单元、总线等资源冲突。
3 其中一条指令必须有并行使能位或两条指令符合软-双并行条件。
4. 已知ac1=0200fc00h,ar3=0200h,(200)=3400h。
mov *ar3+ <#16, ac1
执行上面指令后,ac1和ar3的值分别是多少?
答:beforeafter
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...
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答 用来指定目标存储器结构。5.在cmd文件中,section命令的主要作用是什么?答 用来控制段的构成与地址分配。处理器软件开发流程是什么?答 7.利用c语言与汇编语言混合编程优什么优点?答 可以充分地控制处理器的功能,为人工映射算法构成最有效的程序编码,效率高 可维护性和移植性好。的流水线技术是...
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