DSP技術(shù)及應(yīng)用期末考試整合版

1、一、填空（每空1分，共30分）1. TI公司的定點(diǎn)DSP產(chǎn)品主要有 TMS320C2000 系列、TMS320C5000系列和 TMS320C6000 系列。2. C54x DSP中傳送執(zhí)行指令所需的地址需要用到 PAB 、CAB、DAB和 EAB 4條地址總線。3. DSP的內(nèi)部存儲器類型可分為隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。其中RAM又可以分為兩種類型：單尋址RAM（SARAM）和雙尋址RAM（DARAM）。4. C54x DSP的內(nèi)部總存儲空間為192K字，分成3個(gè)可選擇的存儲空間：64K字的程序存儲空間 、64K字的數(shù)據(jù)存儲空間和64K字的 I/O空間 。5. 從功能結(jié)

2、構(gòu)上，C54X DSP的CPU可以劃分成 運(yùn)算部件 和 控制部件 兩大部分。6. C54x DSP的尋址方式有七種，分別為立即尋址、絕對尋址、累加器尋址、直接尋址、 間接尋址 、存儲器映象寄存器尋址、堆棧尋址。7. 在C54x DSP尋址和指令系統(tǒng)中，Xmem和Ymem表示 16位雙尋址操作數(shù) ，Dmad為16位立即數(shù)，表示 數(shù)據(jù)存儲器地址 ，Pmad為16位立即數(shù)，表示 程序存儲器地址 。8. 程序計(jì)數(shù)器的值可以通過 復(fù)位操作 、 順序執(zhí)行指令 、 分支轉(zhuǎn)移 ，累加器轉(zhuǎn)移，塊重復(fù)，子程序調(diào)用，從累加器調(diào)用子程序，中斷等操作改變。9. C54x DSP芯片采用了6級流水線的工作方式，即一條指令

3、分為 預(yù)取指 、取指、譯碼、 尋址 、讀數(shù)和執(zhí)行6個(gè)階段。10. 解決MMR寫操作的流水線沖突時(shí)，一般可用采用推薦指令和 插入空操作指令 的方法。11. C54x DSP定時(shí)器由3個(gè)16位存儲器映射寄存器組成：定時(shí)器寄存器（TIM）、 定時(shí)器周期寄存器（PRD）和 定時(shí)器控制寄存器（TCR） 。12. 主機(jī)接口（HPI，Host Port Interface） 是TMS320C54x 系列定點(diǎn)芯片內(nèi)部具有的一種接口部件，主要用于DSP與其他總線或CPU進(jìn)行通信。13. C54x DSP的指令系統(tǒng)有 助記符指令 和 代數(shù)指令 兩種形式。14. COFF目標(biāo)文件中.text段通常包含 可執(zhí)行代碼

4、，.data段通常包含己初始化的數(shù)據(jù)，.bss段中通常為 未初始化的數(shù)據(jù) 保留空間。15. DSP芯片的開發(fā)工具可以分為 代碼生成工具 和 代碼調(diào)試工具 兩類。二、簡答題(每題5分，共20分)1.什么是定點(diǎn)DSP芯片和浮點(diǎn)DSP芯片？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 解：按數(shù)據(jù)的定點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為定點(diǎn)DSP；按數(shù)據(jù)的浮點(diǎn)格式工作的DSP芯片稱為浮點(diǎn)DSP；定點(diǎn)DSP的價(jià)格便宜，功耗低，但運(yùn)算精度低；浮點(diǎn)DSP的價(jià)格較高，C語言編程調(diào)試方便，運(yùn)算精度高。2. 簡述流水線操作的基本原理。解：流水線操作是各指令以機(jī)器周期為單位相差一個(gè)時(shí)鐘周期，連續(xù)并行工作的情況。其本質(zhì)是DSP多條總線彼此獨(dú)立地同時(shí)工作，

5、使得同一條指令在不同機(jī)器周期內(nèi)占用不同總線資源。同時(shí)，不同指令在同一機(jī)器周期內(nèi)占用不同總線資源。3. C54x DSP有哪些重復(fù)操作？各有什么優(yōu)點(diǎn)？ 解：有單條指令重復(fù)執(zhí)行和程序塊重復(fù)執(zhí)行兩種重復(fù)操作。單條指令重復(fù)操作功能，可以使乘法/累加和數(shù)據(jù)塊傳送那樣的多周期指令在執(zhí)行一次之后變成單周期指令，大大提高了這些指令的執(zhí)行速度。利用塊重復(fù)操作進(jìn)行循環(huán)，是一種零開銷循環(huán)。4. 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器的功能是什么？ 解：軟件可編程等待狀態(tài)產(chǎn)生器可以將外部總線周期擴(kuò)展到7個(gè)機(jī)器周期（C549、C5402、C5410和C5420為14個(gè)機(jī)器周期），這樣C54x DSP可以方便地與慢速的片內(nèi)存儲器和I/

6、O器件接口。三、問答題(10分)1. C54x DSP的串行口有哪些類型？各有什么特點(diǎn)？ 解：有標(biāo)準(zhǔn)同步串口SP、緩沖同步串口BSP、多路緩沖串口McBSP、時(shí)分多路同步串口TMD 四種。緩沖串口（BSP）是一個(gè)增強(qiáng)型的標(biāo)準(zhǔn)串口，它由一個(gè)全雙工雙緩沖串口和一個(gè)自動緩沖單元（ABU）組成。由于其中的串行口與標(biāo)準(zhǔn)串口的功能相同，因此在標(biāo)準(zhǔn)模式下，緩沖串口的操作與標(biāo)準(zhǔn)串口的工作方式是一樣的。不過無論是標(biāo)準(zhǔn)模式還是自動緩沖模式，BSP都提供了一些增強(qiáng)功能。主要包括了可編程控制的串口時(shí)鐘、可選擇時(shí)鐘和幀同步信號的正負(fù)極性，能夠以每幀8位、10位、12位和16位傳輸數(shù)據(jù)。通過配置BSP的控制寄存器，BSP

7、還能實(shí)現(xiàn)忽略幀同步信號的數(shù)據(jù)傳輸。時(shí)分復(fù)用串行口TDM采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，將多個(gè)外部器件復(fù)用與C54x進(jìn)行串行通信，每一個(gè)時(shí)隙對應(yīng)于其中的1路通信。TDM可以和外部的多個(gè)應(yīng)用接口實(shí)現(xiàn)方便靈活的數(shù)據(jù)交換。C54x最多可以和8個(gè)外部器件接口通信。多通道緩沖串口（McBSP）是在緩沖串口的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的增強(qiáng)版。McBSP具有高速、全雙工、可與各種總線標(biāo)準(zhǔn)的器件直接接口等特點(diǎn)，它為DSP使用者在不同方面的應(yīng)用提供了方便，尤其適合在通信領(lǐng)域的應(yīng)用。四、閱讀指令并填空(每題5分，共25分)1BANZ 2000h, *AR3-2CMPR GT, AR33ADD *AR3+, 14, A4SUB A, -8,

8、 B5MPY *AR3+, A五、程序題(15分)寫出計(jì)算的主要匯編程序，并給程序添加注釋，畫出程序的流程圖。解：程序及注釋：.bss x, 20;給變量x分配20個(gè)字單元.bss y, 1;給變量y分配1個(gè)字單元STM #x, AR1;取x地址STM #19, AR2;設(shè)置循環(huán)次數(shù)LD #0, A;累加器清零loop: ADD *AR1+, A;累加x分量 BANZ loop, *AR2-;循環(huán)是否結(jié)束，沒有結(jié)束則繼續(xù)累加 STL A, y;把結(jié)果存入y流程圖：DSP原理及應(yīng)用一、 填空題（共30分，每空1分）1DSP的狹義理解為 數(shù)字信號處理器 ，廣義理解為 數(shù)字信號處理方法 。2在直接尋

9、址中，指令代碼包含了數(shù)據(jù)存儲器地址的低 7 位。當(dāng)ST1中直接尋址編輯方式位CPL =0 時(shí)，與DP相結(jié)合形成16位數(shù)據(jù)存儲器地址；當(dāng)ST1中直接尋址編輯方式位CPL =1 時(shí)，加上SP基地址形成數(shù)據(jù)存儲器地址。3TMS320C54有兩個(gè)通用引腳，BIO和XF， BIO 輸入引腳可用于監(jiān)視外部接口器件的狀態(tài)； XF 輸出引腳可以用于與外部接口器件的握手信號。5桶形移位器的移位數(shù)有三中表達(dá)方式： 立即數(shù) ； ASM ； T低6位 6DSP可以處理雙16位或雙精度算術(shù)運(yùn)算，當(dāng) C16=0 位雙精度運(yùn)算方式，當(dāng) C16=1 為雙16位運(yùn)算方式。7復(fù)位電路有三種方式，分別是 上電復(fù)位 ； 手動復(fù)位 ；

10、 軟件復(fù)位 。8立即數(shù)尋址指令中在數(shù)字或符號常數(shù)前面加一個(gè) # 號，來表示立即數(shù)。9位倒序?qū)ぶ贩绞街?，AR0中存放的是 FFT點(diǎn)數(shù)的一半 。10一般，COFF目標(biāo)文件中包含三個(gè)缺省的段： text 段； data 段和 bss 段。11匯編源程序中標(biāo)號可選，若使用標(biāo)號，則標(biāo)號必須從 第一列 開始；程序中可以有注釋，注釋在第一列開始時(shí)前面需標(biāo)上 星號或分號 ，但在其它列開始的注釋前面只能標(biāo) 分號 。12C5402有23條外部程序地址線，其程序空間可擴(kuò)展到 1M ，內(nèi)程序區(qū)在 第0頁 。數(shù)據(jù)存儲器二、 簡答（共40分）1 TMS320C54x有多少條16位總線？這些總線各有什么作用？（6分）答：C

11、54x共有4組8條16位總線 1條程序總線（PB）：傳送取自程序存儲器的指令代碼和立即操作數(shù)。 3條數(shù)據(jù)總線（CB、DB、EB）：CB和EB傳送從數(shù)據(jù)存儲器讀出的操作數(shù)；EB傳送寫到存儲器中的數(shù)據(jù)。 4條地址總線（PAB、CAB、DAB、EAB）傳送相應(yīng)指令所學(xué)要的代碼。2 TMS320C54x片內(nèi)存儲器一般包括哪些種類？如何控制存儲器片內(nèi)或片外的分配？（6分）答：TMS320C54x的片內(nèi)存儲空間分為3個(gè)可選擇的存儲空間：64K的程序空間，64K的數(shù)據(jù)空間和64K的I/O空間，所有TMS320C54x芯片都包括RAM、SARAM、DARAM。 程序空間：MP/MC=1 4000HFFFFH

12、片外 MP/MC=0 4000HEFFFH 片外 FF00HFFFFH 片內(nèi) OVLY=1 0000H007FH 保留 0080H007FH 片內(nèi) OVLY=0 0000H3FFFH 片外 數(shù)據(jù)空間：DROM=1 F000HFEFFH 只讀空間 FF00HFFFH 保留 DROM=0 F000HFEFFH 片外3 當(dāng)TMS320C54x CPU接收到可屏蔽的硬件中斷時(shí)，滿足哪些條件中斷才能被響應(yīng)？（6分）答：（1）出現(xiàn)多個(gè)中斷時(shí)，此中斷的優(yōu)先級最高（2）INTM=0 允許全局中斷 （3）IMR中的響應(yīng)相應(yīng)位為1，開放此中斷。4 循環(huán)尋址中，如何確定循環(huán)緩沖的起始地址？如果循環(huán)緩沖大小為17，其

13、起始地址必須從什么地址開始？BK初始化為多少？（4分）5 TMS320C54x硬件復(fù)位地址為多少？如何確定中斷向量地址？計(jì)算INT0（IPTR=001H）的中斷向量地址。（6分）答：復(fù)位后，復(fù)位向量地址為：0080H 確定地址方式：IPTR+左移2位后的中斷向量序列號 10H左移2位后成為40H，IPTR=001H，則中斷向量地址為00C0H6 若輔助寄存器AR0的值為0x0005H，AR3的值為0x030FH，請分別給出下列尋址方式修改后的輔助寄存器的值。（6分）*AR3+ ； AR3=0310H*AR3+0 ； AR3=0314H*AR3（15） ； AR3=0324H7 分別解釋以下指令

14、的功能。（6分）LD #80h， A； 把立即數(shù)80H裝入累加器ALD 80h， A； 把80H為地址的數(shù)據(jù)裝如累加器ALD #80h，16， A； 把立即數(shù)80H左移16位后裝如累加器A三、 程序填空（共22分，每空2分）1實(shí)現(xiàn)計(jì)算z=x+y-w的程序。 title "example1.asm" mmregsSTACK usect "STACK", 10h bss x，1 bss y， bss w，1 bss z，1 def start datatable： word 10，26，23 textstart： STM #0，SWWSR STM #STAC

15、K+10h，SP ；初始化堆棧指針SP STM #x,AR1 RPT #2 MVPD table,*AR1+ ；數(shù)據(jù)從程序存儲器傳送到數(shù)據(jù)存儲器 CALL SUMBend: B endSUMB: LD x, A ADD y, A SUB w,A ；實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算 STL A, z RET end2實(shí)現(xiàn)對數(shù)組X5=1，2，3，4，5的初始化，然后將數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)組X5復(fù)制到數(shù)組Y5。最后實(shí)現(xiàn)數(shù)組X和數(shù)組Y中對應(yīng)元素相乘并累加，即z=1*1+2*2+3*3+4*4+5*5 mmregs bss x， 5 bss y， 5 bss z， def starttable： word 1，2，3，4，5

16、text start： STM #x， AR1 RPT 4 MVPD table，*AR1+ ；從程序存儲器傳送到數(shù)據(jù)存儲器數(shù)組X5 STM # x， AR2STM # y， AR3 RPT 4 MVDD *AR1，*AR3 ；從數(shù)據(jù)存儲器數(shù)組X5傳送到Y(jié)5 SSBX FRCT ；準(zhǔn)備整數(shù)乘法 STM # x， AR2 STM # y， AR3STM # z， AR4RPTZ 4 MAC *AR2+,*AR3+,A STL A，*AR4 End： B end end四、分析程序回答問題（共8分）A 00 0000 1200def _c_int00C 1 mmregsAR3 0100stack:

17、 usect "stack",10h bss a,4 bss x,40100h 1500 bss y,1 datatable: word 1,2,4,3 word 8,6,4,2 text_c_int00： STM #stack+10h，sp STM #a，AR1 RPT #7 MVPD table,*AR1+ CALL sumend： B endsum： STM #a，AR3 STM #x，AR4 RPTZ A，#3 MAC *AR3+,*AR4+,A STL A，y ret end （1） 說明該程序的功能：（4分）答：a1*x1=a2*x2+a3*x3+a4*x4（2

18、） 說明以下各量的理論值（4分）A： 2A a1的地址：81H 內(nèi)容：1 AR1： 88H AR3： 84H3932保護(hù)位3116高階位150低階位4 累加器又叫做 目的寄存器 ，它的作用是存放從ALU或乘法器/加法器單元 輸出的數(shù)據(jù)。它的存放格式為13指令執(zhí)行前有關(guān)寄存器及數(shù)據(jù)存儲器單元情況如下圖所示，請?jiān)谙聢D分別填寫指令執(zhí)行后有關(guān)寄存器及數(shù)據(jù)存儲器單元的內(nèi)容。 ADD *AR3+，14，AA 00 0000 2700 C 1AR3 01010100h 1500一、 填空題（每空2分，共20分）1、 在C語言和C55x匯編語言的混合程序設(shè)計(jì)中，C函數(shù)的參數(shù)和返回值傳遞到C55x的寄存器中。在

19、函數(shù)“l(fā)ong func(int *p1, int i2, int i3, int i4)”中，*p1傳遞到 AR0 寄存器，i2傳遞到 T0 寄存器，i4傳遞到 AR1 寄存器，返回值由 AC0 寄存器傳遞。2、 匯編語言“mov *AR0，AC0”使用的尋址方式是 間接尋址模式 ，“mov #0x3，DPH”使用的尋址方式是 直接尋址模式 ，“mov *(#0x011234)，T2”使用的尋址方式是 絕對尋址模式 。3、 指令執(zhí)行前AC0的值是0012345678，那么匯編語句“AND #0x7f， AC0”，執(zhí)行之后，AC0的值是 0000000078 。4、 C55x 的鏈接器命令文件中，SECTIONS命令的主要作用是 告訴鏈接器如何將輸入段組合成輸出段，以及在存儲器何處存放輸出 。MEMORY命令的主要作用是 定義目標(biāo)系統(tǒng)的存儲器配置圖，包括對存儲器各部分的命名，以及規(guī)定它們的起始地址和長度 。二、簡述題（共40分）1、 根據(jù)你的理解，試列舉 DSP 芯片的特點(diǎn)？（5分）答：哈佛結(jié)構(gòu)；多總線結(jié)構(gòu)；指令系統(tǒng)的流水線操作；專用的硬件乘法器；特殊的DSP指令；快速的指令