DSP复习版

1.DSP芯片的结构特点有哪些，如何分类特点：1、改进型的哈佛结构2、采用多总线结构3、采用流水线技术4、配有专用的硬件乘法-累加器5、具有特殊的DSP指令6、快速的指令周期7、硬件配置强8、支持多处理器结构9、省电管理和低功耗分类：1、按基础特性分类2、按用途分类3、按数据格式分类2.简述TI公司C2000/C5000/C6000系列DSP的特点及主要用途。答：C2000：控制器系列，有一个DSP核，有大量的外设资源，如A/D、定时器、各种串口（同步或异步）、WATCHDOG、CAN总线、PWM发生器、数字IO脚等等。主要用于工业控制领域。5000和6000：视频图像处理。C5000主要分C54xx和C55xx。两系列在执行代码级是兼容的，但汇编指令系统却不同。适用于手持通讯产品，如手机、PDA、GPS等。C6000：基于超长指令字（VLIW）结构通用DSP系列。包括定点C62x、浮点C67x和新C64x。性能更高、速度更快。适合于影像/视频、通信和宽带基础设施、工业、医疗、测试和测量、高端计算和高性能音频等应用。3.设计DSP应用系统时，选择DSP芯片的依据是什么？它的运算指标主要有哪些？依据：DSP的1、运算速度2、价格3、算精度4、硬件资源5、开发工具6、功耗7、其他因素，封装形式、质量标准、供货情况、生命周期等运算指标：指令周期MAC时间FFT执行时间MIPSMOPSMFLOPSBOPS4.试述TSM320C54X芯片在提高芯片运算速度方面采用了哪些措施？1、采用了单个指令周期实现乘加运算的处理技术2、单周期实现多个运算单元并行处理3、数据搬运工作由DMA处理，无需CPU干涉4、提供针对高级数学运算（指数、开方、FFT等）的库函数5.TSM320C54X芯片的总线有哪些？它们各自的作用和区别是什么？答：C54XDSP片内有8条16位总线，即4条程序/数据总线和4条地址总线。程序总线（PB）：传送取自程序存储器的指令代码和立即操作数。数据总线（CB、DB和EB）。将内部各单元（如CPU、数据地址生成电路、程序地址生成电路、芯片外围电路及数据存储器）连接在一起。其中，CB和DB传送读自数据存储器的操作数，EB传送写到存储器的数据。地址总线共有四组，分别为PAB、CAB和EAB，主要用来提供执行指令所需的地址。6.DSP采用多处理单元结构有何好处？可完成巨大运算量的多处理器系统，即将算法划分给多个处理器，借助高速通信接口来实现计算任务并行处理的多处理器阵列7.TSM320C54X芯片的CPU主要包括哪些部分？它们的功能是什么？答：1）算术逻辑单元（ALU）：40位的算术逻辑单元（ALU）和两个40位的累加器ACCA和ACCB用来二进制补码算术运算和布尔运算，可完成宽范围的算术逻辑运算。2）累加器（ACCA和ACCB）：可用于存放从ALU或乘/加单元输出的数据，也能输出数据到ALU或乘/加单元。3）桶形移位寄存器：一个40位输入与累加器或数据总CB、DB相连，一个40位输出与ALU或数据总线EB相加。作用：对输入数据进行0到31位的左移和0到16位的右移。4）乘/加单元：一个17×17位硬件乘法器，它与一个40位专用加法器相连。作用：可在一个指令周期里完成17×17位的进制补码乘法运算，也可在一个流水线状态周期内完成一个乘法累加（MAC）运算。5）比较、选择和存储单元（CSSU）：专门用于快速执行Viterbi算法的特殊硬件。6）指数编码器（EXPencoder）：用于支持单周期指令EXP的专用硬件。它可以求出累加器中的指数值，并以2的补码形式存放到T寄存器中。8.累加器A和B的作用是什么？它们有何区别？作用：可以作为ALU或MAC的目标寄存器，存放运算结果，也可以作为ALU或MAC的一个输入。执行并行指令（LD||MAC）和一些特殊指令（MIN和MAX）时，两个累加中的一个用于装载数据，而另一个用于完成运算。区别：累加器A的31~16位（即高阶位AH）能被用作乘法-累加单元中的乘法器输入，而累加器B则不能。9.ST0、ST1、PMST的作用是什么？它们是如何影响DSP工作过程的？ST0：反映处理器的寻址要求和计算的中间运行状态ST1：反映处理器的寻址要求、设置计算的初始状态、I/O及中断控制PMST：设置和控制处理器的工作方式，反映处理器的工作状态。10.试述三种存储器空间的各自作用及配置情况是什么？答：1、程序存储空间：存放要执行的指令和指令执行中所用的系数表。CPU自动通过总线P以及外部总线访问程序空间。MP/MC控制位用来决定程序存储空间是否使用内部ROM。当MP/MC=0，4000H~EFFFH程序空间定义为外部存储器，而FF00H~FFFFH程序空间定义内部ROM。其工作方式为微型计算机。当MP/MC=1，4000H~FFFFH程序存储空间定义为外部存储器，不能使用片内ROM。其工作方式为处理器模型。OVLY控制位用来决定程序存储空间是否使用内部RAM。当OVLY=0，0000H~3FFFH定义为外部程序存储空间，程序存储空间不使用内部RAM，此时内部RAM只作为数据存储器使用。当OVLY=1，0000H~007FH保留，程序无法占用。0080H~3FFFH定义为内部DARAM，即内部RAM同时被映射到程序存储空间和数据存储空间。2、数据存储空间存放执行指令所要用的数据。CPU根据指令通过总线CB、DB、EB以及外部总线访问数据空间。DROM控制位用来决定数据存储空间是否使用内部ROM。当ROM=0时，F000H~FEFFH定义为外部ROM,FF00~FFFFH为外部数据存储空间，此时数据存储空间不使用内部ROM；当ROM=1时，F000~FEFFH定义内部ROM，FF00~FFFFH保留。3、I/O空间与存储器映像外围设备相接口，也可以作为附加的数据存储空间使用。CPU根据I/O读写指令通过总线C/D/E以及外部总线访问I/O空间。11.定时器由哪些寄存器组成，他们是如何工作的？答：C54xDSP定时器由定时计数寄存器（TIM）、定时周期寄存器（PRD）和定时控制寄存器（TCR）组成。定时器由主定时器模块和预定标模块组成。预定标模块中的预定标计数器（PSC）和定时器分频系统（TDDR）都是定时器控制寄存器（TCR）的位。当PSC减计数到0时，TDDR的内容加载到PSC中。当系统复位或者定时器单独复位时，TDDR的内容重新加载到PSC。PSC由CPU提供时钟，每个CPU时钟信号将使PSC减1。主定时器模块由PRD和TIM组成。当TIM减计数到0后，PRD中的内容自动加载到TIM。当系统复位或者定时器单独复位时，PRD中的内容重新加载到TIM。TIM由预定标器PSC提供时钟，每个来自预定标块的输出时钟使TIM减1。主计数器块为定时器中断（TINT）信号，该信号被送到CPU和定时器输出TOUT引脚。如下图所示。从图可以看出，通过TSS位的控制可以关闭定时器的时钟输入，停止定时器的运行。12.RS为低电平至少多少个CLKOUT周期才能保证DSP复位？2个CLKOUT周期的低电平。SoftSoftTDDRTDDRTSSTSSTRBTRBPSCPSCfreefreeReserved3-0459-615-12TIMPRDBorroworTRB定时器复位位&CPUClockTINTTOUTpin定时器结构框图PSCTDDRBorroworTSS定时器启动位预分频比率域预分频计数域CycleTINT=Cyclecpu*(TDDR+1)*(PRD+1)TCR：13.C54x有哪几种串行口?标准同步串行口由哪些部分组成，它们是如何工作的?标准同步串行口SP，缓冲同步串行口BSP，时分多路串行口TDM，多路缓冲串行口McBSP。标准同步串行口：1、数据接收寄存器（DRR）：16位存储器映像数据接收寄存器，用来保存来自RSR寄存器并写到数据总线的输入数据。复位时，DRR被清除。2、数据发送寄存器（DXR）：16存储器映像数据发送寄存器，用来保存来自数据总线并将要加载到XSR的外部串行数据。复位时，DXR被清除。3、串行接口控制寄存器（SPC）：16位存储映像串行接口控制寄存器，用来保存串行接口的模式控制和状态位。4、数据接收移位寄存器（RSR）：16位数据接收移位寄存器，用来保存来自串行数据接收（DR）引脚的输入数据，并控制数据到DRR的传输。5、数据发送移位寄存器（XSR）：16位数据发送移位寄存器，用来控制来自DXR的外部数据的传输，并保存将要发送到串行数据发送引脚的数据。14.C54x有哪些寻址方式，它们是如何寻址的（提示可从寻址存储器、地址形式、应用场合等方面）？答：C54x有7种数据寻址方式：1）立即寻址(ImmediateAddressing)：指令中本身就包含一个立即操作数，并在操作数前加“#”来表示，没有寻址过程；2）绝对寻址(AbsoluteAddressing)：利用16位绝对地址访问存储单元，指令中包含一个确定的16位地址(可以是程序中的地址标号或符号常数)。3）累加器寻址(AccumulatorAddressing)：把累加器A的数作为地址去访问(扩展)程序存储空间中的数据内容。4）直接寻址(DirectAddressing)：利用数据指针DP和堆栈指针SP寻址，数据存储器的实际地址由基地址(DP或SP指向的地址)和地址偏移量(要寻址的数据存储器地址（dmad）的低7位)共同构成。5）间接寻址(IndirectAddressing)：将辅助寄存器作为地址指针访问存储器。6）存储器映射寄存器寻址(MMRAddressing)：存储器映像寄存器寻址是用来修改存储器映像寄存器的，但不影响当前数据页指针DP或堆栈指针SP的值。7）堆栈寻址(StackAddressing)：利用堆栈指针来寻址。用于堆栈寻址有4条指令，即为PSHD、PSHM、POPD和POPM。15.带延迟的分支转移与不带延迟的分支转移指令有何差异？延迟分支转移指令允许其后面的2个单周期指令执行完毕，因此采用延迟分支转移可以节省2个机器周期。16.可重复操作指令的特点是什么？其最多重复次数是多少可以使紧随其后的一条指令或程序块重复执行，分为单指令重复和程序块重复，重复指令第一次重复之后，那些多周期指令就会有效地成为单周期指令。最大重复次数为6553617.用双操作数指令编程有何特点？用何种寻址方式获得操作数，且只用哪些辅助寄存器？双操作数据寻址用于完成2次读操作或者1次并行存储操作（用||表示）。这些指令代码都是1个字长，在并行存储指令中（ST||LD），源操作数和目的操作数指向相同的位置时，则写到目的地址以前进行读操作；如果双操作数指令指向具有不同寻址模式的同一个辅助寄存器时，则Xmod所定义的方式进行寻址。只能以间接方式进行操作。只用AR2、AR3、AR4、AR5辅助寄存器18.有些指令如MAC、MAS等，后面带有后缀R，这表示要对结果进行舍入处理，舍入是如何进行的？保留高16位，低16位四舍五入全部清019.使用循环寻址时，必须遵循的3个原则是什么？1.把循环缓冲区的首地址放在符合上述算法的N的边界地址上。2.使用一个小于或等于缓冲区大小的步长。3.在开始寻址前，辅助寄存器必须指向循环缓冲区内的一个元素。20.循环寻址和位倒序寻址是DSP数据寻址的特殊之处，试叙述这两种寻址的特点和它们在数字信号处理算法中的作用。1、循环寻址可以和任意一种间接寻址模式一起使用。每一个辅助寄存器和系数数据指针，作为对数据或寄存器位的指针时，都可以独立配置成线性或循环寻址。2、位倒序寻址提高了执行速度和在FFT算法的程序中使用存储器的效率。在这种寻址方式中，AR0存放的整数N是FFT点数的一半，一个辅助寄存器指向一个数据存放的物理单元。当使用位倒序寻址方式把AR0加到辅助寄存器中时，地址以位倒序的方式产生，即进位是从左向右的，而不是从右向左。位倒序寻址主要应用于FFT运算，可以提高FFT算法的执行速度和使用存储器的效率。FFT运算主要实现采样数据从时域到