DSP期末复习资料

第一章一、习题1.1什么是数字信号处理器（DSP）？答：DSP是专为实时数字信号处理而设计的大规模集成可编程微处理器。1.2哈佛总线结构和冯-诺依曼总线结构的区别是什么？答：哈佛总线结构：程序存储器和数据存储器分开，有多条独立的程序总线和数据总线，它们可同时对程序和数据进行寻址和读写，使指令的执行和对数据的访问能够并行进行，使CPU的运行速度和处理能力都得以大幅度提高。冯-诺依曼结构：这种结构中只含一条内部地址总线和数据总线，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。1.3改进型的哈佛总线结构有哪些改进之处？答：1片内RAM可以映像至数据空间，也可以映像至程序空间。2片内ROM可以映像至程序空间，也可以映像至数据空间。3具有根装载功能，允许将片外的指令代码调至片内数据存储器，供CPU零等待运行。1.9DSP的主要用途是什么？答：主要用于工业控制、汽车电子、仪器仪表、军事、医疗、通信等。二、其他1.TMS320系列DSP可分为：C2000（16位/32位定点DSP，主要运用控制领域，如点击）、C5000（16位定点DSP，用于高性能、低功耗的中高档应用场合，如便携移动设备）、C6000（32位DSP，高性能，如适合宽带网络和数字音响）系列。第二章一、习题2.1TMS320C54xDSP有那些部分组成？答：主要由C54xCPU内核、片内存储器和片内外设三大部分组成。2.2TMS320C54xDSP的CPU包含那些主要功能部件？他们各完成什么任务？答：其CPU主要由：140位的算术逻辑单元22个40位的累加器3桶形移位器4乘法-累加器单元5比较、选择和存储单元6指数编码器7CPU状态和控制寄存器2.4填写下列括号。(1)片内32位长数据的读使用（数据）总线，其中，高16位数据的寻址和读取使用（CAB和CB）总线，低16位数据的寻址和读取使用（DAB和DB）总线。(2)CPU使用（PAB）总线去寻址程序存储器的地址，使用（PB）总线去读取指令代码。(3)在双数据的读操作中，对Xmem的寻址和读取使用（DAB和DB）总线，对Ymem的寻址和读取使用（CAB和CB）总线。2.5累加器A和B的保护位AG和BG的作用是什么？答：其保护位的作用是用作计算时的数据余量位，以防止溢出。2.15引脚MP/MC与PMST中的标志位MP/MC之间有什么连系？他们的作用是什么？答：PMST中的标志位MP/MC复位值取决于引脚MP/MC的状态；MP/MC=0，微计算机模式，可使用片内ROM，MP/MC=1，微处理器模式，禁止使用片内ROM。2.17上电复位后，第一条程序指令所在的地址是（FF80h）。2.18设IPTR=000000111b，则外部用户中断1INT1的中断入口地址是（034Ch)；内部定时器TINT0的中断入口地址是（03CCh）。2.19要将中断矢量表移至程序存储器0080h开始的位置，应该怎样设置IPTR？答：应在初始化程序中，设置IPTR的值为001h。2.20当INTM=0，（IMR）=0087h是，试问哪些中断在发出中断请求时，能够得到CPU的响应？其中哪个中断的优先级最高？答：XINT2、INT0、INT1、INT2能够得到响应，其中INT0的优先级最高。二、其他1、C54x的存储器空间分为三个独立的空间：程序空间、数据空间和I/O空间。存储容量分别为：(1)程序存储器基本空间64K字，最大可扩展至8M字（2）数据存储器空间64K字（3）I/O空间64K字2、C54x的片内存储器结构有下列特点：(1)片内RAM分为：双口DARAM在单周期内CPU可对其读写访问两次；单口SARAM在单周期内CPU只能对其访问一次。(2)DSP的片内RAM和ROM可以映像至程序空间，也可以映像至数据空间。(3)片内存储器与CPU同速运行，不需要插入等待状态，且比外部存储器功耗小、成本低。3、中断的分类答：(1)根据C54x中断申请源的不同，可将中断划分为软件中断和硬件中断(2)从屏蔽的角度来看，可将中断划分为可屏蔽中断和非可屏蔽中断。4、形成一个中断矢量地址的方法是：有IPTR给出高9位地址，地址偏移量为低7位地址，两者组合成一个16位的地址，即为某个中断的入口地址。例如：设IPTR=00h，则定时器0的中断（TINT0的地址偏移量为4Ch）矢量地址为00CCh，计算方法：000000001高9位1001100TINT0的地址偏移量第7位TINT0的中断向量地址000000001100110000CCh5、非屏蔽中断或软件中的处理过程答：（1）产生一个IACK中断应答信号（2）将INTM位置1，屏蔽其他可屏蔽中断（TRAPK指令除外）（3）保存当前PC值，以便中断结束后返回主程序（4）CPU进入相应中断服务程序ISR，执行ISR（5）在ISR结束位置有一条返回指令，执行返回指令把返回地址从堆栈中弹给PC（6）CPU继续执行主程序6、可屏蔽中断的处理过程答：如果INTM=0、IMR的相应位为1、当前的中断优先级最高都为真，则CPU响应这个中断，进行下列的处理：（1）INTM位被置1，屏蔽其他可屏蔽中断（2）CPU开始对中断矢量表的相应位寻址（3）当取出中断矢量的第一个指令字后，DSP产生一个中断应答信号IACK，并将IFR相应位清零（4）保存当前PC值（5）CPU进入相应中断服务程序ISR，执行ISR（6）在ISR结束位置有一条返回指令，执行返回指令把返回地址从堆栈中弹给PC（7）CPU继续执行主程序第三章一、习题3.2直接寻址有两种方式，他们是如何控制的？当SP=0100h，DP=2，偏移地址为50h时，分别寻址的是哪个存储空间的哪个地址单元？答：（1）直接寻址有DP和SP两种方式。当CPL=0时，以数据页指针寄存器DP的9位为高位，以指令中的7位（dmad）为低位，共同构成16位数据存储单元的地址。当CPL=1时，将堆栈指针SP的16位地址与指令中的7位地址相加，形成16位的数据存储器地址。（2）当SP=0100h，偏移地址为50h时，寻址第0页60h单元；当DP=2，偏移地址为50h时，寻址第2页，50h单元。（P66）3.3试叙述循环寻址和位倒叙寻址的特点和他们在数字信号处理算法中的作用。答：1.特点：循环寻址：可以和任意一种间接寻址模式一起使用。位倒序寻址：在这种寻址方式中，由左向右进行运算并产生进位，而不是从右向左2.作用：循环寻址：可以节省存储空间，并提高运算速度位倒序寻址：可以有效地提高FFT算法的运算速度。（P69）3.4堆栈寻址的作用是什么？压栈和弹出操作是如何实现的？答：堆栈寻址用于进行数据或者MMR的入栈和出栈操作。执行压栈操作时，先减小SP后再将数据压入堆栈，而执行弹栈操作时，则是先从堆栈弹出数据，然后再增加SP的值。（P72）3.5绝对地址寻址有哪几种？它们可以访问哪些地址空间？各有什么特点？答：绝对地址寻址有4种方式，分别是：数据存储器（dmad）寻址，程序存储器(pmad)寻址，I/O端口(PA)寻址和*（lk）寻址。其中dmad寻址用于确定操作数存于数据存储单元的地址。Pmad寻址用于确定程序存储器中的一个地址。PA寻址是用一个符号或一个数字来确定外部I/O端口的地址。*（lk）寻址是使用一个指定数据空间的地址来确定数据存储器中的一个地址。（P64）3.9在数据存储器中开辟一段循环缓冲区，缓冲区大小为100，采用AR1做地址指针，设步长Step=4。试写出缓冲区首地址和缓冲区长度寄存器的内容，并简述该循环缓冲区的循环寻址工作原理。答：因为2^7100,所以N=7，取基地址EFB的低7位为7个0，所以缓冲区首地址可以为1000h,缓冲区长度寄存器BK为100。在初始化编程中将1000BK，1000hAR1，此时index=0。当index变化到index=96，再做index+step使就会使index等于Bk里的值100，因此应该进行index=index+step-BK的操作，使得index=0，也就是使AR1=1000h，又回到首地址的位置，从而形成了循环寻址。（P70）二、其他1.C54x指令集包括：汇编语言指令、汇编伪指令和宏指令。2.指令中的符号、缩写及操作符符号意义符号意义A累加器AB累加器BALU算术逻辑运算单元DABD地址总线dst目的累加器（A或B）Src源累加器Dmem数据存储器操作数Pmem程序存储器操作数DPST0中的9位数据存储器页指针SP堆栈指针RC重复计数器PC程序计数器IFR中断标志寄存器PA16位立即数表示的端口地址INTMST1的中断屏蔽位lk16位长立即数3.C54x寻址方式共有7种，如下所示寻址方式用途举例指令含义立即寻址主要用于初始化LD#10，A将立即数10传送至累加器A绝对寻址利用16位地址寻址存储单元STLA，*（y）将累加器的低16位存放到变量y所在的存储单元中累加器寻址把累加器的内容作为地址READAx按累加器A作为地址读程序存储器，并存入变量x所在的数据存储单元直接寻址利用数据页指针和堆栈指针寻址LD@x,A(DP+x的低7位地址)A间接寻址利用辅助寄存器作为地址指针LD*AR1，A((AR1))A存储器映像寄存器寻址快速寻址存储器映像寄存器LDMST1，B(ST1)B堆栈寻址压入/弹出数据存储器和MMRPSHMAGSP-1SP,(AG)TOS4.直接寻址是指利用指令中的地址偏移量dma与数据页指针DP或堆栈指针SP组合，找到数据空间中的一个16位地址的方式。5.使用绝对寻址指令时要注意下列两个问题（1）由于绝对地址的长度为16位，因此，该类指令至少为两个字长，指令周期也相对较长。（2）有些采用绝对寻址的指令不能与单循环指令RPT、RPTZ配合使用，如*（lk）寻址。6.C54X中断可分为可屏蔽中断和非屏蔽中断。所有的软件中断都是非屏蔽的。第四章一、习题1.在DSP编程中可采用C语言或汇编语言编程，两种编程方法各有什么优缺点？答：汇编语言：优点：汇编语言的代码执行效率高、运行速度快，可以直接对寄存器进行操作，充分发挥了DSP控制器的硬件性能；缺点：开发的工作量大，程序可读性、移植性差。C语言：优点：C语言可读性强、编程简单、调试方便，适合编写结构和算法比较复杂的程序缺点：C语言代码有冗余，降低了执行效率；C语言无法实现某些底层的操作。2.什么是COFF文件格式？它的特点是什么？答：COFF是公共目标文件格式（CommonObjectFileFormat）这是汇编器和链接器建立的目标文件的文件格式。COFF中最重要的一个概念是段，一个段就是最终在存储器映象中占据连续空间的一个数据或代码块。分段的优点:在目标文件中将程序、数据、变量的代码分开放置，便于在链接时作为一个单独的部分分配存储器。由于大多数系统都有好几种形式的存储器，通过对各个段重新定位，可以使用权目标存储器得到更为有效的利用。3.已初始化段和未初始化段的含义是什么？使用哪些伪指令来定义段？答：未初始化段包含程序代码、常数表格和数据。已初始化段是为变量在数据存储器中保留空间的；未初始化段定义伪指令有.bss和.usect指令；已初始化的段定义伪指令有.text、.data、.sect指令。4.说明.text段、.data段、.bss段、.sect段、.usect段通常包含什么内容。答：.text段通常包含可执行代码；.data段内含已初始化的数据和常数表格；.bss段中保留存储器空间，通常使用在RAM空间；.sect内含代码和数据；.usect段在自定义的段中保留空间。5.宏定义、宏调用和宏展开分别指的是什么？答：宏定义：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。宏调用：在定义宏之后，可在源程序中使用宏名进行宏调用。宏扩展：在调用宏指令时，汇编器将变量传递给宏参数，按宏定义取代宏调用语句，然后再对源代码进行汇编。二、其他1.汇编语言的格