DSP作业1-.

1.举几个DSP应用的例子,并说明DSP在系统中承担的任务。 (1通信:在蜂窝电话中,DSP协调各种芯片合理而快速的工作,并兼有开发和测试的功能。

(2军事:在雷达图像处理中,使用DSP进行目标识别和实时飞行轨迹估计。

(3家用电器:在高清晰数字电视中,采用DSP实现关键的MPEG2译码电路。

2.数字信号处理有哪几种实现方式,各有什么优缺点或特点? (1利用X86处理器完成优点:处理器选择范围较宽,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: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。

(2利用通用微处理器完成优点:可选范围广,硬件组成简单,系统功耗低,适应环境能力强。缺点:信号处理的效率较低,内部DMA通道较少。

(3利用可编程逻辑阵列(FPGA进行实现优点:适合高速信号处理,具有专用数字信号处理结构。缺点:开发需要较深的硬件基础,调试困难。

(4利用数字信号处理器实现优点:大规模集成性、稳定性好,精度高,可编程性,高速性能,可嵌入性,接口和集成方便。缺点:成本较单片机高,甚至高于PC机,DSP技术更新速度快,开发和调试工具不尽完善,不如PC机方式编程和修改方便。

(5用ASIC芯片实现优点:集成程度高,简化系统结构。缺点:功能单一,一般用于大批量消费电子。

3.简述数字信号处理器从哪几个方面提高做数字信号处理的能力。 存储器及总线结构;流水线;硬件乘法累加单元;零开销循环,特殊的寻址方式;高效的特殊指令;丰富的运算类指令。

4.比较TMS320C55x 系列DSP和已学过的单片机和通用微处理器的结构和指令系统的特点。

与单片机及通用微处理器相比,DSP有以下特点:分工精细,部件更

多,硬件配置强;DSP字长为15/16位,而单片机字长仅为8位,运算精度高;流水线结构使在数字信号处理中用的最多的乘法运算在一个时钟周期内完成,而51单片机需要更多个时钟周期;55系列DSP内有12条独立总线,大大提高了运算能力,能够完成更复杂的功能;指令系统丰富,尤其运算类指令很多,更适宜做DSP运算。

5.说明定点处理器和浮点处理器的优缺点。

定点处理器:价格较便宜,功耗较低,但运算精度稍低。浮点处理器:运算精度高,但价格稍贵,功耗也较大。

6.说明处理器芯片中含有的JTAG接口的作用。

JT AG接口是DSP的调试接口,可以利用JT AG接口完成程序的下载、调试和调试信息输出,通过该接口可以查看DSP的存储器、寄存器等的内容,如果DSP连接了非易失存储器,如Flash存储器,还可以通过JT AG接口完成芯片的烧录。

7.说明PLL的工作原理和作用,芯片内含有PLL有何优点? 作用:利用两个电信号的相位误差,通过环路自身调整作用,实现频率准确跟踪的系统。

原理:由鉴相器,环路滤波器和压控振荡器三个部件组成闭合系统,利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。

优点:芯片内含有PLL可以起到时钟倍频的作用。 8.举几个采用差分信号传输数据的例子? USB、RS485、网线、CAN总线、LV DS

9.C55x芯片上有哪些电源和地引脚,应该怎样连接这些引脚? 地引脚部分:VSS是数字地,为I/O和内核引脚接地;AVSS是模拟地,为10位

A/D接地;ADVSS为10位A/D的数字部分接地;USBPLLVSS是数字地,为USB的PLL接地。电源引脚部分:CVDD:为CPU内核提供专用电源;DV DD:为USB模块的I/O引脚提供专用电源;AV DD :为10位的A/D提供专用电源;USBVDD:为USB模块的I/O引脚提供专用电源。数字电源和模拟电源分开接;电源要接去耦合电源。

10.TMS320C55x 存储空间结构是怎样的?

C55x DSP的存储空间包括统一的数据/程序空间和I/O空间。数据空间用于访问存储器和内存映射寄存器,程序空间用于CPU从存储器中读取指令,而I/O空间用于CPU与片内(芯片没有IO选通引脚外设寄存器之间的双向通信。

11.详细解释Smem,Xmem,dst,src,Cmem 的含义。

Smem:16位数据存储值;Xmem:双数据存储器访问;Cmem:系数间接寻址操作数;dst:目的操作数:累加器,或辅助寄存器的低16位,或临时寄存器;src:源操作数:累加器,或辅助寄存器的低16位,或临时寄存器。

12.分别解释*(AR2-T1, *(AR5+T0B的含义。

*(AR2-T1:在生成地址后,AR2减去T1中16位带符号的常数。*(AR5+T0B:在生成地址之后,AR5加上T0中16位带符号的常数,按位倒序模式相加。

13.ADD Smem,dst 列出所有Smem可能的具体形式。 *abs16(#2011h ,*(#052011h,@0005h ,@Daddr,*SP(5,*SP(offset,*AR3,Smem还可以是*AR4+, *(AR0+T0, *(AR1-T0B等共15种, *CDP+:CDP

间接寻址模式,数据空间共

5

种,port(#2012,port(@33,port(*AR1:间接寻址,共13种,port(*CDP+:间接寻址,3种。14.将状态寄存器中的SATA设置为1能起到什么作用?16位有符号整形数xa 及xb,其中xa=32767,xb=2,分别写出SATA =0和SATA =1时xa+xb的结果。

SAT A为饱和处理方式,若设为1.当正溢出时,取正数最大值,负溢出时,取负数最大值。SAT A =0,xa+x b=-32767;SAT A =1,xa+xb=32767。15.什么是循环寻址,为什么设置循环寻址可提高运算速度。

在用间接寻址方式时,AR0~AR7及CDP 都可以设置为线性或循环寻址方式的指针,循环寻址方式的指针在增量或减量时,会在循环缓冲区内自动回绕。循环缓冲区由循环缓冲区起始地址寄存器BSAxx(16位和循环缓冲区大小寄存器BKxx限定。利用循环寻址,在向循环缓冲区存数据或从中取数据时,可不用软件判断是否要溢出缓冲区,从而加快数据处理速度。

16.为什么55x DSP的大部分加、减指令带有移位?

由于它是定点处理器,使用专门的移位处理器,不需要额外的指令去占用额外的时间,可以提高运算速度。

17.AR7=0200H,内存0200H和0201H中分别存放有7000H和9000H,分别写出SXMD=1和SXMD=0时,顺序执行下列两条指令后A,B的值。MOV *AR7+,

AC1 ;MOV *AR7-, AC2

SXMD=1时AC1=0000007000H,AC2=FFFFFF9000H;SXMD=0时

AC1=0000007000H,AC2=0000009000H。

18.定义两个变量va 、vb后,(1将它们的值用直接寻址的方式分别赋给累加器AC0、AC1。(2 将它们的值用间接寻址方式分别赋给累加器AC0、AC1。程序执行效率应尽量高。

直接寻址:LD #va,DP;间接寻址:变量va,vb顺序存放 LD @va, AC0; STM #va,AR1; LD #vb,DP;LD *AR1+,AC0; LD @vb, AC1; LD *AR1, AC1;

19.55x DSP中设置了什么指令方便作除法? 有条件减法指令。SUBC Smem,src;

20.下列汇编语句分别对应指令系统中的哪条指令?并说明它们完成的操作。

(1ADD @2,AC2;(2 MOV AC0<<5,*AR4;(3 SUB *AR1- <<12,AC0,AC3

(4MACM *AR3, *AR5+ , AC1

(1ADD Smem,dst;操作:DP直接寻址得到源操作数和累加器AC2中的目的操作数相加,结果放入累加器AC2中。(2MOV ACx<<#SHIFTW,Smem;操作:累加器AC0中操作数左移5位,结果放入AR4中。(3SUB Smem<<#SHIFTW,ACx,ACy;操

作:AR1中数据左移12位后减去累加器AC0中的数据,结果放入AC3中,AR1减1。(4MACM Xmem,Ymem,ACx;操作:AR3中的数据

和AR5中的数据相乘,结果放入

AC1中,AR5加1。

21.总结一下为什么DSP的指令系统有利于快速执行,尤其是快速计算。

(1一个功能有单独的指令描述,指令多。(2移位操作频繁,多指令同时包含此功能。(3支持多条指令并行操作,提高速度。(4有许多高效的特殊指令。

22.简述选择数字信号处理器所需要考虑的因素。 运算速度,算法格式和数据宽度,存储器,功耗,开发工具 23.给出数字信号处理器的运算速度指标,并给出其具体定义。 (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;主频周期通常以ns为单位(2MIPS:美妙百万条指令数。(3MOPS:每秒百万次操作数(4MFLOPS:每秒百万次浮点操作数(5BOPS:每秒十亿次操作数。(6MAC时间:一次乘法累加花费的时间。大部分DSP 芯片可以再一个指令周期内完成MAC操作。(7FFT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。

24.C55x汇编语言中::及||的含义是?

单指令中内置并行方式,通常用::来分割指令的两个部分;用户自定义的两条指

令间的并行方式,通常用符号||来分隔这两条指令。 25.什么是CDP间接寻址?Cmem的含义?

使用系数数据指针CDP对数据空间,寄存器位和I/O空间进行访问。Cmem:系数间接寻址操作数。

26.说明MPY *AR0-, *CDP+, AC0 :: MPY *AR1-, CDP+, AC1 所完成的操作。

以AR0间接寻址得到操作数1,AR0再减1,用CDP间接寻址得到操作数2,CDP 加1,操作数1乘以操作数2的结果放在AC0中;同时,进行另一中运算,以AR1间接寻址得到操作数3,AR1减1,操作数2乘以操作数3的结果放在AC1中。

27.根据任务调度的方式不同,C55x处理器程序可以分为哪两类?并简述其优缺点。

根据任务的调度方式不同,C55x处理器程序大体可以分为两类: (1由程序自己完成任务调度:程序运行效率高,对硬件中断响应快,程序运行稳定,适合于任务较为单一,实时性强的应用(2由嵌入式操作系统完成任务调度:但如果要利用处理器同时完成多个任务,应用嵌入式操作系统是十分有必要的,这是因为嵌入式操作系统可以讲应用分解为多个任务,简化了应用系统软件设计,更为重要的是良好的多任务设计有助于提高系统的稳定性和可靠性。

28.在C语言编写的程序中,分别给出利用C语音和嵌套汇编语言打开全局中断的程序代码。

C语言中:IRQ_globalEnable(;汇编语言中:asm(“BCLR ST1_INTM”;

29.

给

出

函

数

int

fn(long11,long12,long13,int*p4,int*p5,int*p6,int*p7,int*p8,int

i9,int i10中传送参数所使用的寄存器。

输入参数通过AC0,AC1,AC2,AR0,AR1,AR2,AR3,AR4,T0,T1传送,输出参数通过T0传送。

30.P295例利用了哪些55x的特点提高处理速度。

高效处理的特点或条件:双乘器:实现双乘法,乘加乘减这样丰富的并行指令;硬件循环;丰富的寻址方式;内部的多总线结构;使用了总线缓冲区;40位的累加器不用担心溢出;并行语句等(对应指令写

31.简述存取SDRAM的工作过程。

1、上电稳定后经过8个刷新周期,进入模式寄存器设置(MRS,确定芯片的工作模式,CL,BL,突发传输方式。

2、行有效,同时进行了片选和BANK选择工作。CS RAS有效CAS WE 无效,地址线和BA上选择相应的BANK和行(有些文档中将这两种都归为地址线,BA为地址的最高位

3、列读写,当行有效后,选择需要的列进行读或写的操作,CAS有效,RAS无效,地址线上为列地址,WE信号决定了究竟是读还是写的操作。

32.写出55x外扩一片SDRAM的实现步骤,并画出55x外扩一片8M X16位SDRAM的连接图。

首先,应该根据需要选择存储器类型,再根据需要设置时间参数和相应的各种寄存器,选择工作方式,最后(1选择片选信号,连接片选信号线;(2根据占用的片选空间连接数据线和地址线(3连接时钟线和状态信号线

33.简述55x外扩异步存储器的硬软件步骤。

调整DSP的读写时序有两种方法,一种是将AM29LV320D的RY/BY信号接到DSP的ARDY信号上,通过硬件等待信号实现二者读写时序的同步,另外一种方法是通过软件设置外部存储器接口寄存器实现正确读写。硬件步骤:当CLKOU T为4分频时,设置建立时间为1个时钟周期,选通时间为4个时钟周期,保持时间为2个时钟周期就可以正确读取AM29LV320D存储器。外部存储器接口为每个片选空间都提供了独立的片选控制寄存器,通过这些寄存器可以设置寄存器类型,读/写时序以及超时时钟周期数,同时在各片选控制寄存器中要设置位宽类型。软件步骤:应用芯片支持库函数对外部寄存器接口进行设置首先要在头文件中包含csl_emif.h,接下来声明EMIF配置结构。

34.链接命令文件(.cmd文件的作用是什么?

作用:定义段名,段的起始地址,段的长度,初始化段的初始值等; 35.写出多步骤任务(步骤之间要放弃CPU在使用和不适用多任务操作系统情况下的典型结构。

不使用时——自我调度程序的基本结构:通常有中断程序部分,初始化部分和主循环部分组成。使用时——应用嵌入式操作系统的基本结构:核心是操作系统的内核,在多任务系统中,内核负责管理各个任务,为每个任务分配CPU时间,负责任务间的通信和任务切换。根据其重要程度的不同,系统中每个任务被赋予一定的优先级,内核将根据每个任务的优先级进行任务调度。基于优先级的内核还可以分为可剥夺型和不可剥夺型。36.写出两个任务使用信号量同步的流程(使用uC//OS-II的OS函数。

下边的代码使用两个信号量实现了两个任务之间的同步。信号量

创建的代码如下:信号量sem2初始为可用状态,而信号量sem1初始为不可用状态。

Sem1=OSSemCreate(0;sem2=OSSemCreate(1;任务TaskLED必须等待sem2可用才能够继续往下运行,而Sem2在TaskSEG中发送。同样TaskSEG必须等待Sem1可用

才能够继续往下运行,而Sem1在TaskLED中发送,这样就实现了程序之间代码的顺序执行,而不受OSTimeDly的影响。

37.使用C语言和汇编语言混合编写C55xDSP程序的好处是什么? 充分发挥两者的优点,解决易读性和效率之间的矛盾,同时也改善了软件的移植性,在软件移植时不用改变程序的主体框架,只要为处理器提供相应的算法即可。

38.调用TI dsplib函数库fir(x,h,r,dbuffer,nx,nh的准备工作是什么?

先设置好各参数,然后调用,在一次调用中要把输出缓冲区和延时缓冲区清零。