DSP原理与应用技术-考试-知识点-总结-太原理工大学-(13届葬仪落任影汐整理)

第一章1、DSP系统的组成：由控制处理器、DSPs、输入/输出接口、存储器、数据传输网络构成。P2图1-1-12、TMS320系列DSPs芯片的基本特点：哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、特殊的DSP指令、快速的指令周期。3、哈佛结构：是一种将程序指令储存和数据储存分开的储存器结构。特点：并行结构体系，是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。系统中设置了程序和数据两条总线，使数据吞吐率提高一倍。4、TMS320系列在哈佛结构之上DSPs芯片的改进：（1）允许数据存放在程序存储器中，并被算数运算指令直接使用，增强芯片灵活性（2）指令储存在高速缓冲器中，执行指令时，不需要再从存储器中读取指令，节约了一个指令周期的时间。5、冯诺依曼结构：将指令、数据、地址存储在同一存储器中，统一编址，依靠指令计数器提供的地址来区分是指令、数据还是地址，取指令和去数据都访问同一存储器，数据吞吐率低。6、流水线操作：TMS320F2812采用8级流水线，处理器可以并行处理2-8条指令，每条指令处于流水线的不同阶段。解释：在4级流水线操作中。取指令、指令译码、读操作数、执行操作可独立地处理，执行完全重叠。在每个指令周期内，4条不同的指令都处于激活状态，每条指令处于不同的操作阶段。7、定点DSPs芯片：定点格式工作的DSPs芯片。浮点DSPs芯片：浮点格式工作的DSPs芯片。（定点DSPs可以浮点运算，但是要用软件。浮点DSPs用硬件就可以）8、DSPs芯片的运算速度衡量标准：指令周期（执行一条指令所需时间）、MAC时间（一次乘法和加法的时间）、FFT执行时间（傅立叶运算时间）、MIPS（每秒执行百万条指令）、MOPS（每秒执行百万次操作）、MFLOPS（每秒执行百万次浮点操作）、BOPS（每秒十亿次操作）。9、TMS320F281x系列芯片主要性能：（1）低功耗设计（核心电压1.8V，I/O电压3.3V）（2）高性能的32位中央处理器：可达4兆字的线性程序地址，可达4兆字的线性数据地址（3）3个外部中断128位的密钥，3个32位的CPU定时器（4）串口外围设备（串行外围接口SPI，两个串行通信接口SCIs，标准的UART，改进的局域网络eCAN，多通道缓冲串行接口McBSP和串行外围接口模式）（5）最多有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚。10、TMS320F2812是TI推出的新一代32位定点DSPs芯片。第二章1、TMS320F2812是32位定点DSPs芯片。2、TMS320C28x系列芯片有三个主要部分：中央处理单元（CPU），存储器，片内外设。CPU负责控制程序的流程和指令的处理，可执行算术运算、布尔逻辑、乘法和位移操作。（CPU组成：产生数据和程序存储地址的CPU，仿真逻辑，各种信号线）3、TMS320C28x的CPU是一种低功耗的32位定点数字信号处理器，优秀特性：哈佛结构和循环寻址方式、精简指令系统、字节的组合和拆分、位操作。4、CPU的主要特性：（1）保护流水线（2）独立寄存器空间（3）算术逻辑单元（4）地址寄存器算术单元（5）循环移位器（6）乘法器利用改进型哈佛结构可以并行地执行指令和读取数据。5、C28x芯片具有3种操作模式：C27x目标-兼容模式、C28x模式及C2xLP源-兼容模式。C27x目标-兼容模式在复位时，C28x的CPU处于C27x目标-兼容模式。6、CPU有4种主要信号的名称和功能（1）存储器接口信号：在CPU、存储器和外围设备之间进行数据传送；进行程序存储器的访问和数据存储器的存取；并能根据不同的字段长度区分不同的存取操作（16位或32位）（2）时钟和控制信号：为CPU和仿真逻辑提供时钟，可以用来控制和监视CPU状态。（3）复位和中断信号：用来产生硬件复位和中断，并用来监视中断的状态。（4）仿真信号：用来进行测试和调试。7、CPU的主要单元：程序和数据逻辑控制、实时仿真逻辑、地址寄存器算术单元（ARAU）、算术逻辑单元（ALU）、预取队列和指令译码、程序和数据地址发生器、定点MPY/ALU、中断处理。8、存储器接口3条地址总线：（1）PAB（程序地址总线），传送程序空间的读/写地址，是一个22位的总线，寻址空间4M。（2）DRAB（数据读地址总线）32位，传送来自数据空间的读地址。（3）DWAB（数据写地址总线）32位，传送来自数据空间的写地址。9、存储器接口3条数据总线：（1）PRDB程序读数据总线32位，在读取程序空间时用来传送指令或数据。（2）DRDB数据读数据总线32位，在读取数据空间时用来传送数据。（3）DWDB数据/程序写数据总线32位，在对数据空间写数据时用来传送数据。（注意：程序空间的读和写不能同时发生，因为它们都要使用程序地址总线PAB。程序空间的写和数据空间的写也不能同时发生，因为两者都要使用数据／程序写数据总线DWDB。）10、数据页指针（DP）：在直接寻址模式中，对数据存储器的寻址要在64个字的数据页中进行。由低4M字的数据存储器组成65536个数据页，用0~65535进行标号。16位指针。当CPU工作在C2xLP源-兼容模式时，使用一个7位的偏移量，并忽略DP寄存器的最低位。堆栈指针（SP）：允许在数据存储器中使用软件堆栈。堆栈指针SP为16位，可以对数据空间的低64K(216)进行寻址。当使用SP时，将32位地址的高16位置为0(SP高16位不可操作)。复位后SP指向地址00000400H。（堆栈：1.堆栈从低地址向高地址增长。2.SP总是指向堆栈中的下一个空域。3.复位时，SP被初始化，它指向地址00000400H。4.将32位数值存入堆栈时，先存入低16位。5.当读写32位的数值时,C28xCPU期望存储器或外设接口逻辑把读/写排成偶数地址。6.如果增加SP的值，使它超过FFFFH，或者减少SP的值，使它低于0000H，则表明SP已经溢出。当数值存入堆栈时，SP并不要求排成奇数或偶数地址。排列由存储器或外设接口逻辑完成。）程序计数器（PC）：当流水线满时，22位的程序指针总是指向流水线中到达译码的第2阶段的指令。一旦指令到达了流水线译码的第2阶段，它就不会再被中断从流水线中清除掉，而是在中断执行之前就被执行了。11、状态寄存器1（ST1）：VMAP，位3，向量映射位，VMAP决定CPU的中断向量（包括复位向量）被映射到程序存储器的最低地址还是最高地址。0：CPU的中断向量映射到程序存储器的底部，地址是000000h-0003FFh。1：CPU的中断向量映射到程序存储器的上部，地址是3FFFC0h-3FFFFFh。可使用SETCVMAP和CLPCVMAP指令对该位进行置位和清0，复位时VMAP被置位。12、解释物理程序X1/XCLKIN振荡器输入信号X2振荡器输出信号XF_XPLLDIS锁相环使能信号（选择系统时钟源）OSC振荡器SYSCLKOUT系统时钟CLKIN外部时钟13、解释物理意义：XF_PLLDIS（选择系统时钟源）当使用内部振荡器，在X1和X2之间连接石英晶体，使用外部振荡器，输入时钟信号接在X1，X2悬空。14、PLL被禁止：当XPLLDIS0,则PLL被禁止，SYSCLKOUT=XCLKINPLL被旁路：PLL被旁路，SYSCLKOUT=XCLKIN/2PLL使能：使能PLL，在PLLCR寄存器中写入一个非零值nSYSCLKOUT=(XCLKIN*n)/215、F2812器件上3个32位CPU定时器（TIMER0/1/2）16、设系统时钟SCLKOUT，xmHz，计数器走一步需多长时间？CPU定时器一个周期溢出频率：17、看门狗作用：（1）防止程序“跑飞”或进入死循环（2）程序“跑飞”或死循环后，定时器发出复位信号。喂狗：不希望产生脉冲信号，需屏蔽计数器或用软件周期性地向看门狗复位控制寄存器写“0x55+0xAA”。3个事件都可以使看门狗产生脉冲信号：（1）未及时“喂狗”使8位看门计数器溢出，受看门屏蔽位的控制（2）错误的“喂狗”方式（未正确对看门狗复位控制寄存器写入“0x55+0xAA”）（3）对看门狗控制寄存器（WDCR）的WDCHK（2:0）位写入的不是“1,0,1”。11(1)(1)TINTCLKOUTffTDDRPRD6:110TDDRHTDDRTIMCLKsx6:1(:1)10TDDRHTDDRTPRDHPRDsx18、喂狗周期公式：第三章1、C28x芯片具有32位数据地址和22位程序地址，总地址空间可达4G字节的数据空间和4M字节的程序空间。2、片内SARAM的共同特点：（1）每个存储器块都可以被单独访问（2）每个存储器块都可映射到程序空间或数据空间，用以存放指令代码或存储数据变量。（3）每个存储器块在读/写访问时都可以全速运行，即等待状态为零等待。片内SARAM的各自特点：（1）复位时，自动将堆栈指针SP设置在M1块的顶部地址400h处。（2）L0和L1受到代码安全模块的保护。DARAM：片内双访问存储器，每个机器周期可被访问两次存储器。3、片上OTP：一次性可编程存储器，只能编程一次，不能擦除。4、F2812CPU采用32位格式访问储存器或外设时，分配的地址必须是偶地址。如果操作的是奇地址，则CPU操作奇地址之前的偶地址。5、F2812处理器的外部接口（XINTF）映射到5个独立的存储区域，使用三个片选信号。6、外部存储器接口能配置各种参数，尽量不要将配置程序放在XINTF扩展的存储器空间中执行。7、外设接口提供一个时钟输出XCLKOUT，所有外部接口的访问都是在XCLOCK的上升沿开始。8、对XINTF空间的读/写操作的时序都可分为三个阶段：建立(Lead)、激活（Active）和跟踪（Trail）。（1）在建立阶段，访问空间的片选信号为低电平有效，产生的地址放在地址总线上。（2）激活阶段。F2812访问外部设备读操作：读信号XRD低电平有效，数据锁存到OSCCLKWDCLK=512/WDPS(20)/WDCNT(70)1=WDCLK：：喂狗周期DSPs中写操作：写信号XWE低电平有效，DSPs数据放到数据总线上（3）跟踪阶段。读/写信号（XRD/WE）变为高电平，而使片选信号仍然保持为低电平的一段时间。9、理解图的意义:SYSCLKOUT和XCLKOUT的关系所有的外部扩展访问都是以内部XINTF的时钟XTIMCLK为参考的，因此在配置XINTF时，首先要通过XINTCNF2寄存器配置XTIMCLK。XTIMCLK可以配置为两种情况：SYSCLKOUT或者SYSCLKOUT/2（默认值）。外部接口还提供一个时钟输出信号XCLKOUT，所有外部接口的访问都是在XCLKOUT的上升沿开始，可以通过XINTCNF2寄存器的CLKMODE位配置XCLKOUT的频率。10、XREADY信号检测方式：同步检测，XREADY信号在激活状态结束前的一个XTIMCLK信号上升沿被采样；异步检测，XREADY信号在激活状态结束前的倒数第三个XTIMCLK信号上升沿时被采样。11、GPIO：当某个引脚被配置成数字I/O时，引脚相应的外设功能（包括中断）必须被禁止。如采样窗口是6个采样周期宽度，那么只有6个采样数据相同时输出才会改变。作用：这个功能可以有效地消除毛刺脉冲对输入信号的干扰（抗干扰）。12、解释：如果采样窗口是六个采样周期宽度，那么只有当6个采样数据相同时输出才会改变，有效消除毛刺脉冲对输入信号的影响。第四章1、可屏蔽中断：这些中断可以用软件禁止或使能。不可屏蔽中断：这些中断不能被禁止。CPU将立即响应这类中断并执行相应的中断服务子程序。所有软件的激发都属于不可屏蔽中断。2、C28x系列芯片支持32个CPU级中断向量，包括复位向量。每个向量是一个22位的地址，该地址是相应中断服务程序（ISR）的入口地址。每个向量被保存在两个地址连续的存储器单元中（每个存储单元为16位，两个共32位）。其中，该空间的低地址保