北航DSP-赵洪亮编著-课后答案-最完全版

1.1数字信号处理与模拟信号相比有哪些优点答：数字信号处理是采用计算机或数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）等专用处理设备，具有灵活、高速与高精度的优点，数字信号处理具有抗干扰强、设备尺寸小、造价低、效率高、能耗低等突出优点，这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。如电视技术的发展，从模拟电视到数字高清、卫星直播，电视的质量、容量、时效性等性能都发生了质的变化，这些都是先进的数字信号处理技术与集成电路技术飞速发展的结果。1.2简述DSP系统的组成答：PPT第一章第一页第五个1.3DSP芯片与普通单片机相比有什么特点答：（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；（7）可以并行执行多个操作；（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行1.4一个200阶的FIR滤波器，要分别利用TMS32055X和8051单片机完成对信号的实时处理。试估算一下，采样频率最高可各取多少？设滤波器洗漱和信号数据均为16位整数。答：1.5DSP芯片有哪些主要特点？答：PPT第一章第二页左下1.6什么事定点DSP芯片，什么事浮点DSP芯片，他们各自有什么优缺点？答：浮点DSP能直接进行浮点运算，一次完成，是直接用硬件完成的。而定点DSP无法直接完成浮点运算，需要用程序来辅助完成浮点运算。1.7在进行DSP系统设计时，如何选择DSP芯片？答：考虑因素在PPT第一章倒数第二页1.2.51.8、IT公司的DSP芯片主要有那几大类答：TMS320C2000系列，主要用于数字化控制领域，TMS320C5000系列主要用于图像通信领域，TMS320C6000系列主要用于数字通信和音视频技术领域1.9、TMS320C5000系列DSP芯片有什么特点答：它是16位整数DSP处理器，目前有三代产品。同代产品使用相似的CPU结构，但拥有不同的片上存储器和外围电路，以满足各种不同用途的要求。C5000把存储器，外围电路与CPU集成在一个芯片上，构成了一个单片计算机系统，大大地低了整个DSP应用系统的成本和体积，提高了可靠性。第二章2.1C55x芯片由哪些基本部分组成？答：2.1、C55芯片由哪些基本部分组成答：CPU、存储空间、片内外设2.2、C55x的CPU包含哪些功能单元答：C55x的CPU包含5个功能单元：指令缓冲单元（I单元）、程序流单元（P单元）、地址-数据流单元（A单元）、数据运算单元（D单元）和存储器接口单元（M单元）。I单元包括32×16位指令缓冲队列和指令译码器。此单元接收程序代码并放入指令缓冲队列，由指令译码器解释指令，然后再把指令流传给其它的工作单元（P单元、A单元、D单元）来执行这些指令。P单元包括程序地址发生器、程序控制逻辑。此单元产生所有程序空间地址，并送到PAB总线。A单元包括数据地址产生电路（DAGEN）、附加的16位ALU和1组寄存器。此单元产生读/写数据空间地址，并送到BAB、CAB、DAB总线。D单元包括1个40位的筒形移位寄存器（barrelshifter）、2个乘加单元（MAC），1个40位的ALU，以及若干寄存器。D单元是CPU中最主要的部分，是主要的数据处理部件。M单元是CPU和数据空间或I/O空间之间传输所有数据的中间媒介。2.3VC5509A的片上外设有哪些？答：PPT第二章，第四页右下角2.45509A供电电源有哪些？CPU内核电压CVDD为什么采用低电压？答：ppt第二章第七页上，因为DSP主要用于运算，运行速度快。工作电压低利于功耗的降低，利于芯片的散热，在全速运行时不会产生芯片的发热问题2.5、C55x内部总线有哪些，各自的作用是什么答：C55xCPU含有12组内部独立总线,即程序地址总线(PAB):1组,24位;程序数据总线(PB):1组,32位;数据读地址总线(BAB、CAB、DAB):3组,24位;数据读总线(BB、CB、DB):3组,16位;数据写地址总线(EAB、FAB):2组,24位;数据写总线(EB、FB):2组,16位。2.6、C55x的指令流水线有哪些操作阶段，每个阶段执行什么任务答：C55x的指令流水线分为二个阶段，一取指阶段从存储器取来32位指令包，将其顾入指令缓冲队列中，并送48位指令包给第二流水阶段，二执行阶段对指令进行译码，并完成数据访问和计算2.7、C55x的cpu包含哪几个累加器，在C54兼容模式（C54CM=1）下如何保持与C54的兼容答：C55x的CPU包括4个40位的累加器:AC0~AC3，4个累加器是等价的,任何一条使用一个累加器的指令,都可以通过编程来使用4个累加器中的任何一个。在C54x兼容模式（C54CM=1）下，累加器AC0、AC1分别对应于C54x里的累加器A、B2.8．C55x的CPU包含哪几个状态寄存器？其中涉及到C54兼容模式的位有哪些？答：.状态寄存器ST0_55【状态位见PPT第二章15~20页】1.累加器溢出标志ACOV0~32.进位位CARRY3.DP位域4.测试/控制位TC1。2状态寄存器ST1_551.ASM位域2.BRAF位3.C16位4.C54CM位5.CPL位6.FRCT位7.HM位8.INMT位9.M40位10.SATD位11.SXMD位12.XF位状态寄存器ST2_551.AR0LC~72.ARMS位3.CDPLC位4.DBGM位5.EALLOW位6.RDM位状态寄存器ST3_551.CACLR位2.CAEN位3.CAFRZ位4.CBERR位5.CLKOFF位6.HINT位7.MPNMC位8.SATA位9.SMUL位10.SST位2.9C55x的CPU在读取程序代码和读写数据时有什么不同？答：见PPT2.3.2程序空间和2.3.2数据空间各自第一段2.10.C55x的堆栈有哪些种类？涉及到的寄存器有哪些？答：PPT2.4.5中的⑦。2.11.C55x中对中断是如何处理的？答：书上P65页下方步骤3.1、C55x有哪些寻址方式，访问哪些地方答：绝对寻址方式（k16,k23,I/O）,通过在指令中指定一个常数地址完成寻址，直接寻址方式，使用地址偏移量寻址，间接寻址方式使用指针完成寻址。访问数据空间、I/O空间、寄存器位、存储器映射寄存器。3.2、如何选择DP直接寻址方式和SP直接寻址方式，两者有何不同答：CPL为0选择DP直接寻址方式,为1选择SP直接寻址方式。DP直接寻址方式中，23地址的高7位由DPH寄存器提供，DPH选择选择128个主数据页中的一页，低16位由DP和offset这两个数值的和组成。SP直接寻址方式使用SPH作为23位地址的高7位，低16位是SP的值和一个在指令中指定的7位的偏移地址的和，高7位和低16位合并后形成扩展数据堆栈指针。也可以单独给SPH和SP赋值，也可以用一条指令给XSP赋值3.3、C55x的间接寻址方式有哪几种类型答：AR间接寻址方式，双AR间接寻址方式，CDP间接寻址方式，系数间接寻址方式3.4、如何在数据空间建立一个字循环缓冲区答：1初始化相应的缓冲区大小寄存器2初始化ST2_55中相应的配置位，使能选定指针的循环寻址3初始化相应的扩展寄存器，选择一个主数据页4初始化对应的缓冲区首地址寄存器，主数据页XAR(22~16)或XCDP(22~16)和BSA寄存器合并形成缓冲区的23位首地址5装入选定的指针ARn或CDP，大小从0至缓冲区长度减13.5.C55x的助记符指令集和代数指令集各有何特点？答：PPT3.2.2中第一段3.7.4.2、什么是段，COFF目标文件通常包括哪些默认段答：段是COFF文件的基本单元。默认段包括.text段，通常包含可执行代码。.data段，通常包含初始化数据.bss段，通常给未初始化的变量保留存储空间4.3、什么是初始化段和末初始化段答：末初始化段占用处理器存储空间，它们常常分配到RAM。这些段在目标文件里没有实际内容，仅仅为它们保留储存空间，当程序在运行时用这些空间来创建和存储变量。用于汇编命令。初始化段包含可执行代码或者初始化数据。当程序被装载时，它们就被放到处理器存储空间里。每个初始化段独立分配空间，可以引用在其他段定义的标识，链接器自动处理这些段间引用。4.4、什么是段指针，段指针有何用途答：段指针指汇编器为每个段分配的一个程序指针。一个段指针指向一个段的当前地址4.8、什么是宏指令，宏指令起什么作用答：宏指令是指单个的指令组成一个新的总指令。作用：1、定义自己的宏指令和重新定义已存在的宏指令2.简化长的或复杂的汇编代码3.访问指令库4.在一个宏里定义有条件和可重复块5.在一个宏里操作字符串6.控制扩展列表4.10、MEMORY和SECTIONS的指令的作用是什么答：MEM用来指定目标存储器结构，SECTIONS用来控制段的构成与地址分配。PAGE，用来识别一个存储空间，name命名一人存储空间范围。attr指定与命名的存储空间范围相联系的1-4段的个属性。Origin指定存储段的开始地址。length指定存储段的长度。Fill指定存储段的填充字符，为可选参数。6.3、关键字interrupt有什么作用答：指定某个函数为中断函数6.4、如何在C语言源程序中嵌入汇编语言语句答：在C语言中，使用asm指令来插入单行汇编语言到编译器创建的汇编语言文件中6.6、小储存器模式和大储存器模式有何区别答：两种模式的数据在存储器中的放置和访问不同。使用小存储器模式将得到比使用大存储模式时更少的代码和数据，但是程序必须满足一定的大小和存储放置限制。小模式下编译器使用16位数据指针来访问数据。XARn寄存器的高7位用来设置指向包含。Bss段的存储页，在程序执行过程中它们的值不变。大存储模式支持不严格的数据放置。用-mlshell选项就可以应用该模式。在大存储器模式下，数据指针为23位，在存储器中占2字空间。Stack和Sysstack段必须在同一页上。在大存储器模式下编译代码时，必须和rts55x.lib运行时间库链接。应用程序中的所有文件都必须使用相同的存储器模式。8.7、什么是McBSP，最高通信速度是多少，主要用途是什么，TMS320VC5509A提供了及格McBSP答：多通道串行缓冲口、100MB/S、用于标准串口通信，提供3个McBSP。9.1、DSP系统硬件设计都有哪些步骤答：1确定硬件整体方案2器件的选择3原理图设计4PCB设计5硬件调试1.0、状态寄存器相关设置答：累加器溢出标志、进位位、DP位、测试控制位2.0、C55x的cpu包括哪几个状态寄存器？涉及到C54兼容模式的位有哪些答：ST0-55到ST3-55，有ASM位域、BRAF位、C16位、C54CM位、M40位3.0、哈佛结构和冯诺依曼结构区别答：1.冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同：2.哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）4.0、DSP处理中断的步骤如下或C55x对中断是如何处理的答：①接收中断请求。软件和硬件都要求DSP将当前程序挂起。②响应中断请求。CPU必须响应中断。如果是可屏蔽中断,响应必须满足某些条件;如果是不可屏蔽中断,则CPU立即响应。③准备进入中断服务子程序。CPU要执行的主要任务有:完成当前指令的执行,并冲掉流水线上还未解码的指令。自动将某些必要的寄存器的值保存到数据堆栈和系统堆栈。从用户事先设置好的向量地址获取中断向量,该中断向量指向中断服务子程序。④执行中断服务子程序。CPU执行用户编写的ISR。IS