DSP概述DSP芯片的应用

DSP概述

1.1 引言

数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。

数字信号处理是围绕着数字信号处理的理论、实现和应用等几个方面发展起来的。数字信号处理在理论上的发展推动了数字信号处理应用的发展。反过来，数字信号处理的应用又促进了数字信号处理理论的提高。而数字信号处理的实现则是理论和应用之间的桥梁。

数字信号处理是以众多学科为理论基础的，它所涉及的范围极其广泛。例如，在数学领域，微积分、概率统计、随机过程、数值分析等都是数字信号处理的基本工具，与网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等也密切相关。近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，都与数字信号处理密不可分。可以说，数字信号处理是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时又使自己成为一系列新兴学科的理论基础。

数字信号处理的实现方法一般有以下几种：

(1) 在通用的计算机（如PC机）上用软件（如Fortran、C语言）实现；

(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现；

(3) 用通用的单片机（如MCS-51、96系列等）实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制等；

(4) 用通用的可编程DSP芯片实现。与单片机相比，DSP芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法；

(5) 用专用的DSP芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，用通用

DSP芯片很难实现，例如专用于FFT、数字滤波、卷积、相关等算法的DSP芯片，这种芯片将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现，无需进行编程。

在上述几种方法中，第1种方法的缺点是速度较慢，一般可用于DSP算法的模拟；第2种和第5种方法专用性强，应用受到很大的限制，第2种方法也不便于系统的独立运行；第3种方法只适用于实现简单的DSP算法；只有第4种方法才使数字信号处理的应用打开了新的局面。

虽然数字信号处理的理论发展迅速，但在20世纪80年代以前，由于实现方法的限制，数字信号处理的理论还得不到广泛的应用。直到20世纪70年代末80年代初世界上第一片单片可编程DSP芯片的诞生，才将理论研究结果广泛应用到低成本的实际系统中，并且推动了新的理论和应用领域的发展。可以毫不夸张地说，DSP芯片的诞生及发展对近20年来通信、计算机、控制等领域的技术发展起到十分重要的作用。1.2 DSP系统

1.2.1 DSP系统构成

图1.1所示为一个典型的DSP系统。图中的输入信号可以有各种各样的形式。例如，它可以是麦克风输出的语音信号或是电话线来的已调数据信号，可以是编码后在数字链路上传输或存储在计算机里的摄像机图像信号等。

图1.1 典型的DSP系统

输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行A/D（Analog to Digital）变换将信号变换成数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，为保证信息不丢失，抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的2倍。

DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理，如进行一系列的乘累加操作（MAC）。数字处理是DSP的关键，这与其他系统（如电话交换系统）有很大的不同，在交换系统中，处理

器的作用是进行路由选择，它并不对输入数据进行修改。因此虽然两者都是实时系统，但两者的实时约束条件却有很大的不同。最后，经过处理后的数字样值再经D/A （Digital to Analog）变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。

必须指出的是，上面给出的DSP系统模型是一个典型模型，但并不是所有的DSP系统都必须具有模型中的所有部件。如语音识别系统在输出端并不是连续的波形，而是识别结果，如数字、文字等；有些输入信号本身就是数字信号（如CD：Compact Disk），因此就不必进行模数变换了。

1.2.2 DSP系统的特点

数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部优点：

(1) 接口方便。DSP系统与其他以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容的，与这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口要容易得多；

(2) 编程方便。DSP系统中的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级；

(3) 稳定性好。DSP系统以数字处理为基础，受环境温度以及噪声的影响较小，可靠性高；

(4) 精度高。16位数字系统可以达到的精度；

(5) 可重复性好。模拟系统的性能受元器件参数性能变化比较大，而数字系统基本不受影响，因此数字系统便于测试、调试和大规模生产；

(6) 集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规范性，便于大规模集成。

当然，数字信号处理也存在一定的缺点。例如，对于简单的信号处理任务，如与模拟交换线的电话接口，若采用DSP则使成本增加。DSP系统中的高速时钟可能带来高频干扰和电磁泄漏等问题，而且DSP系统消耗的功率也较大。此外，DSP技术更新的速度快，数学知识要求多，开发和调试工具还不尽完善。

虽然DSP系统存在着一些缺点，但其突出的优点已经使之在通信、语音、图像、雷达、生物医学、工业控制、仪器仪表等许多领域得到越来越广泛的应用。

1.2.3 DSP系统的设计过程

总的来说，DSP系统的设计还没有非常好的正规设计方法。图1.2所示是DSP系统设计的一般过程。、

图1.2 DSP系统的设计流程

在设计DSP 系统之前，首先必须根据应用系统的目标确定系统的性能指标、信号处理的要求，通常可用数据流程图、数学运算序列、正式的符号或自然语言来描述。

第二步是根据系统的要求进行高级语言的模拟。一般来说，为了实现系统的最终目标，需要对输入的信号进行适当的处理，而处理方法的不同会导致不同的系统性能，要得到最佳的系统性能，就必须在这一步确定最佳的处理方法，即数字信号处理的算法（Algorithm），因此这一步也称算法模拟阶段。例如，语音压缩编码算法就是要在确定的压缩比条件下，获得最佳的合成语音。算法模拟所用的输入数据是实际信号经采集而获得的，通常以计算机文件的形式存储为数据文件。如语音压缩编码算法模拟时所用的语音信号就是实际采集而获得并存储为计算机文件形式的语音数据文件。有些算法模拟时所用的输入数据并不一定要是实际采集的信号数据，只要能够验证算法的可行性，输入假设的数据也是可以的。

在完成第二步之后，接下来就可以设计实时DSP系统，实时DSP系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。硬件设计首先要根据系统运算量的大小、对运算精度的要求、系统成本限制以及体积、功耗等要求选择合适的DSP芯片。然后设计DSP芯片的外围电路及其他电路。软件设计和编程主要根据系统要求和所选的DSP芯片编写相应的DSP汇编程序，若系统运算量不大且有高级语言编译器支持，也可用高级语言（如C语言）编程。由于现有的高级语言编译器的效率还比不上手工编写汇编语言的效率，因此在实际应用系统中常常采用高级语言和汇编语言的混合编程方法，即在算法运算量大的地方，用手工编写的方法编写汇编语言，而运算量不大的地方则采用高级语言。采用这种方法，既可缩短软件开发的周期，提高程序的可读性和可移植性，又能满足系统实时运算的要求。

DSP硬件和软件设计完成后，就需要进行硬件和软件的调试。软件的调试一般借助于DSP开发工具，如软件模拟器、DSP开发系统或仿真器等。调试DSP算法时一般采用比较实时结果与模拟结果的方法，如果实时程序和模拟程序的输入相同，则两者的输出应该一致。应用系统的其他软件可以根据实际情况进行调试。硬件调试一般采用硬件仿真器进行调试，如果没有相应的硬件仿真器，且硬件系统不是十分复杂，也可以借助于一般的工具进行调试。

系统的软件和硬件分别调试完成后，就可以将软件脱离开发系统而直接在应用系统上运行。当然，DSP系统的开发，特别是软件开发是一个需要反复进行的过程，虽然通过算法模拟基本上可以知道实时系统的性能，但实际上模拟环境不可能做到与实时系

统环境完全一致，而且将模拟算法移植到实时系统时必须考虑算法是否能够实时运行的问题。如果算法运算量太大不能在硬件上实时运行，则必须重新修改或简化算法。

1.3 可编程DSP芯片

1.3.1 什么是DSP芯片

DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：

(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。

当然，与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。

1.3.2 DSP芯片的发展

世界上第一个单片DSP 芯片应当是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须有的单周期乘法器。1980 年，日本NEC 公司推出的μP D7720是第一个具有乘法器的商用DSP 芯片。

在这之后，最成功的DSP 芯片当数美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称

TI）的一系列产品。TI 公司在1982年成功推出其第一代DSP 芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS320C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS320C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS320C40/C44，第五代DSP 芯片TMS320C5X/C54X，第二代DSP芯片的改进型TMS320C2XX，集多片DSP 芯片于一体的高性能DSP芯片TMS320C8X以及目前速度最快的第六代DSP芯片TMS320C62X/C67X等。TI将常用的DSP芯片归纳为三大系列，即：TMS320C2000系列（包括TMS320C2X/C2XX）、TMS320C5000系列（包括TMS320C5X/C54X/C55X）、TMS320C6000系列（TMS320C62X/C67X）。如今，TI公司的一系列DSP产品已经成为当今世界上最有影响的DSP芯片。TI公司也成为世界上最大的DSP 芯片供应商，其DSP市场份额占全世界份额近50％。

第一个采用CMOS工艺生产浮点DSP芯片的是日本的Hitachi 公司，它于1982年推出了浮点DSP芯片。1983 年日本Fujitsu 公司推出的MB8764，其指令周期为120ns，且具有双内部总线，从而使处理吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能浮点DSP芯片应是AT&T 公司于1984 年推出的DSP32。

与其他公司相比，Motorola 公司在推出DSP 芯片方面相对较晚。1986年，该公司推出了定点处理器MC56001。1990年，推出了与IEEE 浮点格式兼容的浮点DSP 芯片MC96002。

美国模拟器件公司（Analog Devices，简称AD）在DSP芯片市场上也占有一定的份额，相继推出了一系列具有自己特点的DSP芯片，其定点DSP芯片有ADSP2101/2103/2105、ASDP2111/2115、ADSP2161/2162/2164以及ADSP2171/2181，浮点DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062等。

自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛。从运算速度来看，MAC（一次乘法和一次加法）时间已经从20世纪80年代初的400ns （如TMS32010）降低到10ns以下（如TMS320C54X、TMS320C62X/67X等），处理能力提高了几十倍。DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年的占模片区（die area）的40%左右下降到5%以下，片内RAM数量增加一个数量级以上。从制造工艺来看，1980年采用4μm的N沟道MOS（NMOS）工艺，而现在则普遍采用亚微米（Micron）CMOS工艺。DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加，如外部存储器的扩展和处理器间的通信等。此外，DSP芯片的发展使DSP系统的成本、体积、重量和功耗都有很大程度的下降。表1.1 是TI公司DSP芯片1982年、1992年、1999年的比较表。表1.2则是世界上主要DSP芯片供应商的代表芯片的一些数据。

表1.1 TI DSP 芯片发展比较表（典型值）

表1.2 单片可编程DSP芯片

1.3.3 DSP芯片的分类

DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。

1．按基础特性分

这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。例如，日本OKI 电气公司的DSP芯片、TI 公司的TMS320C2XX系列芯片属于这一类。

如果有两种或两种以上的DSP芯片，它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容，则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。例如，美国TI公司的TMS320C54X 就属于这一类。

2．按数据格式分

这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列，AD公司的ADSP21XX系列，AT&T公司的DSP16/16A，Motolora公司的MC56000等。以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，AD公司的ADSP21XXX系列，AT&T

公司的DSP32/32C，Motolora公司的MC96002等。

不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola 公司的MC96002、FUJITSU公司的MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。

3．按用途分

按照DSP的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤波、卷积和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。

本书主要讨论通用型DSP芯片。

1.3.4 DSP芯片的选择

设计DSP应用系统，选择DSP芯片是非常重要的一个环节。只有选定了DSP芯片，才能进一步设计其外围电路及系统的其他电路。总的来说，DSP芯片的选择应根据实际的应用系统需要而确定。不同的DSP应用系统由于应用场合、应用目的等不尽相同，对DSP芯片的选择也是不同的。一般来说，选择DSP芯片时应考虑到如下诸多因素。

1．DSP芯片的运算速度。运算速度是DSP芯片的一个最重要的性能指标，也是选择DSP芯片时所需要考虑的一个主要因素。DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：

(1) 指令周期：即执行一条指令所需的时间，通常以ns（纳秒）为单位。如TMS320LC549-80在主频为80MHz时的指令周期为12.5ns；

(2) MAC时间：即一次乘法加上一次加法的时间。大部分DSP芯片可在一个指令周期内完成一次乘法和加法操作，如TMS320LC549-80的MAC时间就是12.5ns；

(3) FFT执行时间：即运行一个N点FFT程序所需的时间。由于FFT运算涉及的运算在数字信号处理中很有代表性，因此FFT运算时间常作为衡量DSP芯片运算能力的一个指标；

(4) MIPS：即每秒执行百万条指令。如TMS320LC549-80的处理能力为80 MIPS，

即每秒可执行八千万条指令；

(5) MOPS：即每秒执行百万次操作。如TMS320C40的运算能力为275 MOPS；

(6) MFLOPS：即每秒执行百万次浮点操作。如TMS320C31在主频为40MHz时的处理能力为40 MFLOPS；

(7) BOPS：即每秒执行十亿次操作。如TMS320C80的处理能力为2 BOPS。

2．DSP芯片的价格。DSP芯片的价格也是选择DSP芯片所需考虑的一个重要因素。如果采用价格昂贵的DSP芯片，即使性能再高，其应用范围肯定会受到一定的限制，尤其是民用产品。因此根据实际系统的应用情况，需确定一个价格适中的DSP芯片。当然，由于DSP芯片发展迅速，DSP芯片的价格往往下降较快，因此在开发阶段选用某种价格稍贵的DSP芯片，等到系统开发完毕，其价格可能已经下降一半甚至更多。

3．DSP芯片的硬件资源。不同的DSP芯片所提供的硬件资源是不相同的，如片内RAM、ROM的数量，外部可扩展的程序和数据空间，总线接口，I/O接口等。即使是同一系列的DSP芯片（如TI的TMS320C54X系列），系列中不同DSP芯片也具有不同的内部硬件资源，可以适应不同的需要。

4．DSP芯片的运算精度。一般的定点DSP芯片的字长为16位，如TMS320系列。但有的公司的定点芯片为24位，如Motorola公司的MC56001等。浮点芯片的字长一般为32位，累加器为40位。

5．DSP芯片的开发工具。在DSP系统的开发过程中，开发工具是必不可少的。如果没有开发工具的支持，要想开发一个复杂的DSP系统几乎是不可能的。如果有功能强大的开发工具的支持，如C语言支持，则开发的时间就会大大缩短。所以，在选择DSP芯片的同时必须注意其开发工具的支持情况，包括软件和硬件的开发工具。6．DSP芯片的功耗。在某些DSP应用场合，功耗也是一个需要特别注意的问题。如便携式的DSP设备、手持设备、野外应用的DSP设备等都对功耗有特殊的要求。目前，3.3V供电的低功耗高速DSP芯片已大量使用。

7．其他。除了上述因素外，选择DSP芯片还应考虑到封装的形式、质量标准、供货情况、生命周期等。有的DSP芯片可能有DIP、PGA、PLCC、PQFP等多种封装形式。有些DSP系统可能最终要求的是工业级或军用级标准，在选择时就需要注意到所选的芯片是否有工业级或军用级的同类产品。如果所设计的DSP系统不仅仅是一个实验系统，而是需要批量生产并可能有几年甚至十几年的生命周期，那么需要考虑所选的DSP芯片供货情况如何，是否也有同样甚至更长的生命周期等。

在上述诸多因素中，一般而言，定点DSP芯片的价格较便宜，功耗较低，但运算精度稍低。而浮点DSP芯片的优点是运算精度高，且C语言编程调试方便，但价格稍贵，功耗也较大。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列属于定点DSP芯片，低功耗和低成本是其主要的特点。而TMS320C3X/C4X/C67X属于浮点DSP芯片，运算精度高，用C语言编程方便，开发周期短，但同时其价格和功耗也相对较高。

DSP应用系统的运算量是确定选用处理能力为多大的DSP芯片的基础。运算量小则可以选用处理能力不是很强的DSP芯片，从而可以降低系统成本。相反，运算量大的DSP系统则必须选用处理能力强的DSP芯片，如果DSP芯片的处理能力达不到系统要求，则必须用多个DSP芯片并行处理。那么如何确定DSP系统的运算量以选择DSP芯片呢？下面我们来考虑两种情况。

1．按样点处理

所谓按样点处理就是DSP算法对每一个输入样点循环一次。数字滤波就是这种情况。在数字滤波器中，通常需要对每一个输入样点计算一次。例如，一个采用LMS算法的256 抽头的自适应FIR滤波器，假定每个抽头的计算需要3个MAC周期，则256抽头计算需要256×3＝768个MAC周期。如果采样频率为8kHz，即样点之间的间隔为125ms，DSP芯片的MAC周期为200ns，则768个MAC周期需要153.6ms 的时间，显然无法实时处理，需要选用速度更高的DSP芯片。表1.3示出了两种信号带宽对三种DSP 芯片的处理要求，三种DSP芯片的MAC周期分别为200ns、50ns和25ns。从表中可以看出，对话带的应用，后两种DSP芯片可以实时实现，对声频应用，只有第三种DSP芯片能够实时处理。当然，在这个例子中，没有考虑其他的运算量。

表1.3 用DSP芯片实现数字滤波

2．按帧处理

有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一次，而是每隔一定的时间间隔（通常称为帧）循环一次。例如，中低速语音编码算法通常以10ms或20ms为一帧，每隔10ms或20ms语音编码算法循环一次。所以，选择DSP芯片时应该比较一帧内DSP 芯片的处理能力和DSP算法的运算量。假设DSP芯片的指令周期为p（ns），一帧的时间为tD （ns），则该DSP芯片在一帧内所能提供的最大运算量为tD/p条指令。例如TMS320LC549-80的指令周期为12.5ns，设帧长为20ms，则一帧内TMS320LC549-80所能提供的最大运算量为160万条指令。因此，只要语音编码算法的运算量不超过160万条指令，就可以在TMS320LC549-80上实时运行。

.3.5 DSP芯片的应用

自从20世纪70年代末80年代初DSP芯片诞生以来，DSP芯片得到了飞速的发展。DSP芯片的高速发展，一方面得益于集成电路技术的发展，另一方面也得益于巨大的市场。在近20年时间里，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。目前，DSP芯片的价格越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP芯片的应用主要有：

(1) 信号处理——如数字滤波、自适应滤波、快速傅立叶变换、相关运算、谱分析、卷积、模式匹配、加窗、波形产生等；

(2) 通信——如调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回波抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、可视电话等；

(3) 语音——如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音存储等；

(4) 图形/图像——如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等；

(5) 军事——如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航、导弹制导等；

(6) 仪器仪表——如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等；

(7) 自动控制——如引擎控制、声控、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制等；

(8) 医疗——如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等；

(9) 家用电器——如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等。

随着DSP芯片性能价格比的不断提高，可以预见DSP芯片将会在更多的领域内得到更为广泛的应用。

14_DSP技术原理及应用教程_课后答案

1 .1 数字信号处理器与一般通用计算机和单片机的主要差别有哪些? 答：在通用的计算机上用软件实现该方法速度太慢, 适于算法仿真; 在通用计算机系统上加上专用的加速处理机实现该方法专用性较强,应用受限制,且不便于系统 的独立运行; 用通用的单片机实现这种方式多用于一些不太复杂的数字信号处理,如简单的PID控制算法; 用通用的可编程DSP芯片实现与单片机相比,DSP芯片具有更加适合于数字信号处理的软件及硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法; 用专用的DSP芯片实现在一些特殊场合, 要求信号处理速度极高, 用通用的DSP 芯片很难实现,而专用的DSP 芯片可以将相应的信号处理算法在芯片内部用硬件实现,不需要编程。 1 .4 什么是冯·诺埃曼结构计算机, 什么是哈佛结构计算机, 二者的特点是什么? 答：冯．诺曼结构：将指令、数据存储在同一个存储器中，统一编址，译稿指令计数器提供的地址来区分是指令还是数据。取指令和取数据都访问统一存储器，数据吞吐率低。 哈佛结构：程序和数据存储在不同的存储空间，程序存储空间和数据存储空间是两个相互独立的存储空间，每个存储空间独立编址，独立访问。 1 .8 DSP的工作电压越来越低,内核电压已低至1V,这样做有何意义?为什么DSP内核工作电压和I/O工作电压不一样? 答：集成电路速度越来越快,随之而来,功耗越来越大,这样散热就是很大的问题.在芯片走线尺寸不变的情况下,内部阻抗也不变,降低工作电压会降低功耗,这样能再较高频率下芯片发热较少。 内核不容易受到外部干扰,所以电压可以做的较低,但IO容易受外部信号干扰,保持较高电压容易是器件工作稳定,这是功耗和稳定性的折中。 1 .10 定点DSP和浮点DSP有什么区别?在具体应用中, 应如何选择? 答：在浮点DSP中,数据即可以表示成整数,也可以表示成浮点数。浮点数在运算中,表示数的范围由于其指数可自动调节,因此可避免数的规格化和溢出等问题。但浮点DSP 一般比定点DSP 复杂, 成本也较高。 在定点DSP中, 数据采用定点表示方法。它有两种基本表示方法:整数表示方法和小数表示方法。整数表示方法主要用于控制操作、地址计算和其他非信号处理的应用, 而小数表示方法则主要用于数字和各种信号处理算法的计算中 2 .4 当要使用硬中断INT3作为中断响应矢量时,请问可屏蔽中断寄存器IMR和中断标志寄存器IFR应如何设置? 答：IFR中INT3位=1，IMR中INT3位=1，使能中断。2 .5 若处理器方式寄存器PMST的值设为01A0H,而中断矢量为INT3,那么在中断响应时, 程序计数器指针PC的值为多少? 答：PMST中IPTR=（000000011）b，int3中断向量号为24H,做移量为后变为60H,则中断响应时程序计数器指针PC=01E0H. 2 .10 DSP如何与不同速度的片外存储器及其他外设进行数据交换? 答：软件可编程等待状态发生器可以将外部总线周期扩展到7个机器周期，以使’C54x能与低速外部设备接口。而需要多于7个等待周期的设备，可以用硬件READY线来接口。 2 .11 TMS320C54x可进行移位操作,它的移位范围是多少? 答：’C54x的移位操作最多可以左移31位，或右移16位。（-16～31） 2 .1 3 为什么说应尽量利用DSP的片内存储器? 答：与片外存储器相比,片内存储器不需要插入等待状态,因此成本低,功耗小。 2 .14 如何操作通用I/ O 引脚XF和BIO? 答：XF信号可以由软件控制。通过对STl中的XF位置1得到高电平，清除而得到低电平。对状态寄存器置位的指令SSBX和对状态寄存器复位的指令RSBX可以用来对XF置位和复位。同时XF引脚为高电平和低电平，亦即CPU向外部发出1和0信号。 程序可以根据BIO的输入状态有条件地跳转，可用于替代中断。条件执行指令(XC)是在流水线的译码阶段检测BIO的状态，其它条件指令(branch、call和return)是在流水线的读阶段检测BIO 的状态的。 4 .1 写出汇编语言指令的格式, 并说明应遵循怎样的规则? 答：助记符指令格式： [标号][：] 助记符[操作数列表] [；注释] 代数指令格式： [标号][：] 代数指令[；注释] 应遵循下列规则： ①语句的开头只能是标号、空格、星号或分号。 ②标号是可选项，如果使用，必须从第一列开始。 ③每个域之间必须由一个或多个空格来分开。制表符等同于空格的作用。

DSP原理及其应用技术_课程设计_报告

郑州航空工业管理学院 电子通信工程系 DSP原理及应用课程设计报告 设计题目：基于TMS320F2812 DSP微处理器的最小系统设计 学号：********** 专业：电子信息工程专业 设计日期：2012年6月14日 指导老师：赵成陈宇

设计任务 1、利用Protel软件绘制并添加TMS320F2812的原理图库； 2、利用Protel软件绘制TMS320F2812最小系统的电路原理图，包括时钟电路模块，电源模块、复位电路模块、JTAG接口模块； 3、安装最小系统电路，在CCS下建立工程，编译并将其下载到TMS320F2812最小系统中运行。 相关设备 PC机，CCS集成开发环境，最小系统电路板及元件，XDS510仿真调试器，外用表，示波器，稳压电源。 设计原理 TMS320F2812 DSP微处理器属于通用可编程微处理器，在应用时涉及硬件电路设计及软件设计，在理论课部分，主要是了解了F2812的体系架构及软件开发的相关知识，在具体使用时，需要绘制电路原理图及版图。 TMS320F2812 DSP微处理器运行的基本环境包括时钟电路、电源电路、复位电路及JTAG接口调试电路等，为了便于测试系统的运行情况，一般在其外围直接设计串口通信电路及相关的测试电路，这里即在外围配置了XF及串口通信电路。 可以使用Protel或其他电路版图设计软件绘图，其中需要用到学习过的F2812的封装、管脚分布、时钟电路、复位电路等知识。 可以参考教材附录部分的电路原理图。 通过F2812最小电路的设计，可以将理论与实践统一联系，更深入地理解F2812的开发方法。 应用基础 能使用Protel设计电路原理图； 了解F2812硬件的相关知识及电路设计； 能使用CCS建立并调试DSP工程。 设计报告 在课程设计的最后一次指导课上提交打印版。 目录 一、设计的目的和意义…………………………………………………………………3页 二、CCS软件概述………………………………………………………………………3页

DSP原理与应用技术-考试知识点总结

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1-1-1 2、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

DSP原理及应用-(修订版)--课后习题答案

第一章： 1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？ 答：数字信号处理的实现是用硬件软件或软硬结合的方法来实现各种算法。(1) 在通用的计算机上用软件实现；(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现；(3) 用通用的单片机实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理，如数字控制；(4)用通用的可编程 DSP 芯片实现。与单片机相比，DSP 芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源，可用于复杂的数字信号处理算法；(5) 用专用的 DSP 芯片实现。在一些特殊的场合，要求的信号处理速度极高，用通用 DSP 芯片很难实现（ 6）用基于通用 dsp 核的asic 芯片实现。 2、简单的叙述一下 dsp 芯片的发展概况？ 答：第一阶段， DSP 的雏形阶段（ 1980 年前后）。代表产品： S2811。主要用途：军事或航空航天部门。第二阶段， DSP 的成熟阶段（ 1990 年前后）。代表产品： TI 公司的 TMS320C20 主要用途：通信、计算机领域。第三阶段， DSP 的完善阶段（ 2000 年以后）。代表产品：TI 公司的 TMS320C54 主要用途：各个行业领域。 3、可编程 dsp 芯片有哪些特点？ 答： 1、采用哈佛结构（ 1）冯。诺依曼结构，（ 2）哈佛结构（ 3）改进型哈佛结构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 4、什么是哈佛结构和冯。诺依曼结构？它们有什么区别？ 答：哈佛结构：该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。冯。诺依曼结构：该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共 用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。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。 区别：哈佛：该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。冯：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。 5、什么是流水线技术？ 答：每条指令可通过片内多功能单元完成取指、译码、取操作数和执行等多个步骤，实现多条指令的并行执行，从而在不提高系统时钟频率的条件下减少每条指令的执行时间。利用这种流水线结构，加上执行重复操作，就能保证在单指令周期内完成数字信号处理中用得最多的乘法 - 累加运算。（图）6、什么是定点 dsp 芯片和浮点 dsp 芯片？它们各有什么优缺点？ 答：若数据以定点格式工作的称为定点 DSP 芯片。若数据以浮点格式工作的称为浮点 DSP芯片。

DSP原理及应用教学大纲

《DSP原理及应用》实验教学大纲 学习DSP的目的是应用其进行研发及工程实践，故实验是《DSP原理及应用》课程学习中的重要环节。通过实验，可以对DSP器件的功能进行实际操作，并在实际操作中熟悉器件的使用特性。实验是DSP应用的基本内容，为学生今后从事相关工作打下基础。 本实验有以下任务：(1)掌握如何使用DSP仿真平台；(2)掌握DSP内部结构和工作原理；(3)熟悉DSP 的指令系统；(4)熟悉用DSP实现各种基本算法。通过实验使学生加深对DSP基本理论、硬件系统、指令系统的理解，学会用仿真器进行开发，使书本上枯燥的内容变得生动，增加学生学习本课程的兴趣。此外学生的实验技能、动手能力、分析问题、解决问题的能力都将得到培养，为进一步进行工程实践奠定良好的基础。 三、实验方式 1、实际操作—要求根据目的要求完成各实验项目，对实验结果进行分析整理并写出实验报告。 2、上机设计仿真—学生先根据实验要求设计出实验电路和实验步骤，后上机进行设计仿真，最后记录仿真结果并分析写出实验报告。 3、基本要求： （1）掌握DSP仿真开发系统的结构。掌握仿真器的连接和安装，熟悉开发软件Code Composer Studio 的界面和基本操作。 （2)掌握TMS320C54x芯片的硬件结构，了解CPU、寄存器和存储器中各数据的含义。 （3)了解TMS320C54x芯片外部设备的工作原理，熟悉数据的处理过程和中断。 （4）了解TMS320C54x芯片的指令系统，熟悉各种指令和基本算法。 （5）能够独立完成简单小程序的编写和调试。 通过实验，使学生基本具有DSP的开发能力。 四、实验项目设置、学时分配及基本要求

DSP技术与应用习题库及答案王忠勇讲解

一、填空题 第一章 1．数字信号处理特点大量的实时计算（FIR IIR FFT），数据具有高度重复（乘积和操作在滤波、卷积和FFT中等常见）。 2．信号处理的作用信号改善；信号检测、估计等 3．信号处理的方法信号波形分析/变换、滤波、现代谱估计/分析、自适应滤波等。 4．信息系统包括采集、传输、处理、等。5．数字信号处理常用算法有FIR 滤波、IIR 滤波、离散傅里叶变换、卷积、离散余弦变换等 6．处理器速度的提高得益于器件水平、处理器结构、并行技术等。7．DSP结构特点包括采用哈佛结构体系、采用流水线技术、硬件乘法器、多处理单元、特殊的DSP指令。 8．DSP芯片按用途分为通用型DSP 、专用型DSP 。9．DSP芯片按数据格式分为浮点型、定点型。 第二章 1．C28x芯片具有C27X、Ｃ２８Ｘ、Ｃ２ＸＬＰ操作模式。2．C28x芯片模式选择由ＳＴ１中的ＡＭＯＤＥ和ＯＢＪＭＯＤＥ位组合来选定模式。 3．CPU内核由CPU、仿真逻辑、接口组成。 4．CPU主要特性是保护流水线、独立寄存器空间算术逻辑单元(ALU)、地址寄存器算术单元(ARAU)、循环移位器乘法器。 5．CPU信号包括存储器接口信号、时钟和控制信号、复位和中断信号、仿真信号。 6．TMS320F2812组成特点是32位、定点、改进哈佛结构、循环的寻址方式。7．存储器接口有３组地址总线。 8．存储器接口有３组数据总线。 9．存储器接口地址总线有ＰＡＢ、ＤＲＡＢ、ＤＷＡＢ、 10．CPU中断控制寄存器有IFR 、IER 、DBGIER。 11．ACC累加器是３２位的，可表示为ＡＣＣ、ＡＨ、AＬ。12．被乘数寄存器是32 位的，可表示为XT、T、TL 。13．乘数结果寄存器是32位的，可表示为P 、PH、PL。14．数据页指针寄存器16 位的，有65536 页，每页有64个存储单元。数据存储空间容量是4M字。 15．堆栈指针复位后SP指向地址是0x000400h 。 第三章 1．DSP芯片内部包含存储器类型有片内双访问存储器(DARAM)、片内单访问程序/数据RAM（SARAM）、掩膜型片内ROM存储器、闪速存储器（Flash）一次性可编程存储器（OTP）。 2．C28x具有32 位的数据地址和22位的程序地址，总地址空间可达4G字（每个字16位）的数据空间和4M字的程序空间。 3．在程序地址中保留了64个地址作为CPU的32个中断向量。

DSP控制器原理及技术实验报告

实验二定时器 一．实验目的 1. 熟悉如何编写 28335 的中断服务程序； 2. 掌握长时间间隔的定时器的处理。 3. 掌握片外设的设置方法。 二．实验容 1. 系统初始化； 2. DSP 的初始设置； 3. 定时中断的编写； 三．实验要求 1. 通过本实验，熟悉中断的结构及用中断程序控制程序流程，掌握定时器的应用； 2. 分析给定程序代码功能，并在实验报告中给出程序流程图和必要的注释； 3. 改变定时时间，下载运行，观察结果，在报告中计算出运行时间。 四．实验背景知识 TMS320F28335 片上有 3 个 32-位 CPU 定时器，分别被称为 CPU 定时器 0、1 和2。每个定时器中均有一个 32-位减计数器，当计数器减到 0 时，产生一个中断。其中，CPU 定时器 0 的中断 TINT0 为 PIE 中断，CPU 定时器 1 的中断 TINT1 直接连到 CPU中断的 INT13，CPU 定时器 2 的中断 TINT2 直接连到 CPU 中断的 INT14。如下图所示。 CPU 定时器 2 保留为实时操作系统（如 DSP BIOS）使用，而 CPU 定时器 0、 1 则可被用户使用，SEED-DEC28335 未使用 CPU 定时器 0，用户可以根据应用的需要灵活使

用。 CPU 定时器的原理框图和定时中断如下图所示。 定时器在工作过程中，首先用 32 位计数寄存器（TIMH：TIM）装载周期寄存器（PRDH：PRD）部的值。计数寄存器根据 SYSCLKOUT 时钟递减计数。当计数寄存器等于 0 时，定时器中断输出产生一个中断脉冲。 定时器计数器（TIMH： TIM）： TIM 寄存器保存当前 32 位定时器计数值的低 16 位，TIMH 寄存器保存高 16 位。每隔（TDDRH：TDDR＋1）个时钟周期 TIMH：TIM 减 1，当 TIMH：TIM 递减到 0 时，TIMH：TIM 寄存器重新装载 PRDH：PRD 寄存器保存的周期值，并产生定时器中断TINT信号。 定时器周期寄存器（PRDH：PRD）：PRD 寄存器保存 32 位周期值的低 16 位，PRDH 保存高 16 位。当 TIMH： TIM 递减到零时，在下次定时周期开始之前 TIMH： TIM 寄存器重新装载 PRDH：PRD 寄存器保存的周期值；当用户将定时器控制寄存器(TCR)的定时器重新装载位(TRB)置位时， TIMH： TIM 也会重新装载 PRDH： PRD 寄存器保存的周期值。 五．实验准备 1 实验硬件准备 1. 将 DSP 仿真器与计算机连接好； 2. 将 DSP 仿真器的 JTAG 插头与 SEED-DEC28335 单元的 J18 相连接； 3. 启动计算机，当计算机启动后，打开SEED-DTK28335的电源。观察 SEED-DTK_MBoard 单元的＋5V，＋3.3V，＋15V，－15V 的电源指示灯灯及 SEED-DEC28335 的电源指示灯 D2 是否均亮；若有不亮，断开电源，检查电源。 2 实验软件准备

DSP原理及应用邹彦主编课后答案

第一章 1、数字信号处理实现方法一般有几种？答：课本P2（2.数字信号处理实现） 2、简要地叙述DSP芯片的发展概况。答：课本P2（ DSP芯片的发展概况） 3、可编程DSP芯片有哪些特点？答：课本P3（ DSP芯片的特点） 4、什么是哈佛结构和冯诺依曼结构？他们有什么区别？答：课本P3-P4(1.采用哈佛结构） 5、什么是流水线技术？答：课本P5（3.采用流水线技术） 6、什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片？它们各有什么优缺点？ 答：定点DSP芯片按照定点的数据格式进行工作，其数据长度通常为16位、24位、32位。 定点DSP的特点：体积小、成本低、功耗小、对存储器的要求不高；但数值表示范围较窄，必须使用定点定标的方法，并要防止结果的溢出。 浮点DSP芯片按照浮点的数据格式进行工作，其数据长度通常为32位、40位。 由于浮点数的数据表示动态范围宽，运算中不必顾及小数点的位置，因此开发较容易。但它的硬件结构相对复杂、功耗较大，且比定点DSP芯片的价格高。通常，浮点DSP芯片使用在对数据动态范围和精度要求较高的系统中。 7、DSP技术发展趋势主要体现在哪些方面？答：课本P9（发展技术趋势） 8、简述DSP系统的构成和工作过程。答：课本P10（系统的构成） 9、简述DSP系统的设计步骤。答：课本P12（系统的设计过程） 10、DSP系统有哪些特点？答：课本P11（系统的特点） 11、在进行DSP系统设计时，应如何选择合理的DSP芯片？答：课本P13（芯片的选择） 12、TMS320VC5416-160的指令周期是多少毫秒？它的运算速度是多少MIPS？ 解：f=160MHz，所以T=1/160M==；运算速度=160MIPS 第二章 1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分？答：课本P17（各个部分功能如下） 2、TMS320C54x芯片的CPU主要由几部分组成？答：课本P18（ 3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM3个状态位对’C54x的存储空间结构有何影响？答：课本P34（PMST寄存器各状态位的功能表） 4、TMS320C54x芯片的内外设主要包括哪些电路？答：课本P40（’C54x的片内外设电路） 5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段？每个操作阶段执行什么任务？完成一条指令都需要哪些操作周期？答：课本P45（1.流水线操作的概念） 6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的？有哪些方法可以避免流水线冲突？ 答：由于CPU的资源有限，当多于一个流水线上的指令同时访问同一资源时，可能产生时序冲突。解决的办法：①由CPU通过延时自动解决；②通过程序解决，如重新安排指令或插入空操作指令。 7、TMS320C54x芯片的串行口有哪几种类型？答：课本P42（TMS320C54x芯片的串行口） 8、TMS320VC5402 共有多少可屏蔽中断？它们分别是什么？NMI和RS属于哪一类中断源？答：课本P56（对VC5402来说，这13个中断的硬件名称为...... RS 和NMI属于外部硬件中断。) 9、试分析下列程序的流水线冲突，画出流水线操作图。如何解决流水线冲突？（解题时参考课本P52【例】） STLM A，AR0 STM #10，AR1 LD *AR1，B

TMS320F281XDSP原理及应用技术考试部分答案

第一章 4）C PU 32位定点CPU主频高达150MHz增强型哈佛总线结构支持JTAG仿真接口 2）存储器4MB的程序/数据寻址空间（片外1MB ）片上高达128KX16位FLASH存储器 18KX16位单周期访问片内RAM 3）两个事件管理器EVM 每个EVM模块包括：8通道16位PWM死区产生和配置单元外部可屏蔽功率或驱动保护中断正交脉冲编码接口（QEP）三个捕捉单元，捕捉外部时间特别适合于电机控制 4）串行通信外设一个高速同步串行外设接口（SPI）两个UART接口模块（SCI） 增强的CAN2.0B接口模块多通道缓冲串口（McBSP） 5）A DC模块12位，2X8通道（两个S/H）, A/D转换周期200ns,输入电压0?3V。 6）其它外设：锁相环（PLL）控制的时钟倍频系数看门狗定时模块 三个外部中断3个32位CPU定时器128位保护密码高达56个通用I/O引脚支持 IDLE,STANDBY ,HALT 等省电模式 F2812和F2810的区别 F2812 有外部存储器接口TMS320F2810 没有TMS320F2812 有128K 的Flash TMS320F2810 仅64K。 5.可达1M的存储器空间可编程的等待状态可编程的读/写选通定时三个独立的片选 思考题TMS320F28X系列中的F2810、F2811、F2812间有何区别？ TMS320F2812 有外部存储器接口，而TMS320F2811 和TMS320F2810 没有。TMS320F2812 和TMS320F2811 有128K 的Flash,而TMS320F2810 仅64K。 与单片机相比，DSP有何特点？ DSP器件具有较高的集成度。DSP具有更快的CPU，更大容量的存储器，内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。提供高速、同步串口和标准异步串口。有的片内集成了A/D和采样/ 保持电路，可提供PWM输出。DSP器件采用改进的哈佛结构，具有独立的程序和数据空间， 允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器，增强的多级流水线，使DSP器件具有 高速的数据运算能力。DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8?10倍完成一次乘加运 算快16?30倍。DSP器件还提供了高度专业化的指令集，提高了FFT快速傅里叶变换和滤 波器的运算速度。此外，DSP器件提供JTAG接口，具有更先进的开发手段，批量生产测试 更方便，开发工具可实现全空间透明仿真，不占用用户任何资源。软件配有汇编/链接C编 译器、C源码调试器。 第二章 5不会 7可以通过方向寄存器（GPxDIR ）控制引脚为输入或输出；通过量化寄存器（GPxQUAL ）设定量化采样周期（QUAL PRD ）,消除输入信号中的毛刺干扰。 1、定时器0 （INT1.7 ）中断与定时器1中断（INT13 ）、定时器2中断（INT14 ）相比有何不同？ 2、假定SYSCLKOUT = 150MHz，试分析看门狗定时器的定时周期值范围？ 3、假定SYSCLKOUT = 150MHz，试分析CPU定时器的定时周期值范围？ 第三章 3采用非复用的扩展总线 F2812的XINTF映射到5个独立的存储空间。当访问相应的存储空间时，就会产生一个片选信号。 4 思考题 1如何通过软件判断内部RAM单元或外部RAM芯片是否工作正常？对于FLASH或 EPROM等程序存储器芯片如果诊断？ 最简单的办法，对同一个地址写入0~0xFF，然后读出数据，看两者是否相同，再从地址0开始写入有规律的数据，如全0或全1,还有0与1间隔如0x55,0xaa”然后读出看与原数据 是否相同比较常见的故障地址线粘连，数据线粘连，虚焊，存储单元损坏等都可以检测

DSP原理及应用_复习题(精)

一．填空题（本题总分12分，每空1分） 1．累加器A分为三个部分，分别为AG,AH,AL 2．TMS320VC5402型DSP的内部采用 8 条 16 位的多总线结构。 3．TMS320VC5402型DSP采用哈佛总线结构对程序存储器和数据存储器进行控制。 4．TMS329VC5402型DSP有 8 个辅助工作寄存器。 5．DSP处理器TMS320VC5402中DARAM的容量是 16K 字。 6．TI公司的DSP处理器TMS320VC5402PGE100有_____2______个定时器。7．在链接器命令文件中，PAGE １通常指_数据_______存储空间。 8．C54x的中断系统的中断源分为__硬件_____中断和____软件____中断。1．TI公司DSP处理器的软件开发环境是__ CCS(Code Composer Studio ________________。 2．DSP处理器TMS320VC5402外部有_____20______根地址线。 3．直接寻址中从页指针的位置可以偏移寻址 128 个单元。 4．在链接器命令文件中，PAGE 0通常指_程序_______存储空间。 5．C54x系列DSP处理器中，实现时钟频率倍频或分频的部件是_锁相环PLL ____________。 6．TMS320C54x系列DSP处理器上电复位后，程序从指定存储地址FF80h __单元开始工作。 7．TMS320C54x系列DSP处理器有__2___个通用I/O引脚，分别是__ BIO和XF _______。 8．DSP处理器按数据格式分为两类，分别是__定点DSP和浮点DSP _____9．TMS329VC5402型DSP的ST1寄存器中，INTM位的功能是开放/关闭所有可屏蔽中断。 10．MS320C54X DSP主机接口HPI是__8______位并行口。 1.在C54X系列中，按流水线工作方式，分支转移指令的分为哪两种类型：_无延迟分支转移，延迟分支转移__

DSP原理及应用 李利 第二版课后习题答案

第1章 1.简述DSP芯片的主要特点。 答：哈佛结构；多总线结构；指令系统的流水线操作；专用的硬件乘法器；特殊的DSP指令；快速的指令周期；硬件配置强。 2.请详细描述冯·诺曼依结构和哈佛结构，并比较它们的不同。 答案在P6第一自然段。 3.简述DSP系统的设计过程。 答案依图1-3答之。 4.在进行DSP系统设计时，如何选择合适的DSP芯片？ 答：芯片运算速度；芯片硬件资源；运算精度（字长）；开发工具；芯片的功耗；其他因素（封装形式、环境要求、供货周期、生命周期等）。 5.TI公司的DSP产品目前有哪三大主流系列?各自应用领域是什么? 答案在P8第二自然段。 第2章 一、填空题

1.TMS320C54x DSP中传送执行指令所需的地址需要用到PAB、CAB、DAB和EAB4条地址总线。P13 2.DSP的基本结构是采用哈佛结构，即程序和数据是分开的。 3.TMS320C54x DSP采用改进的哈佛结构，围绕8条16位总线建立。P13 4.DSP的内部存储器类型可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。其中RAM又可以分为两种类型：双访问RAM,即DARAM和单访问RAM,即SARAM。P24-2.4节 5.TMS320C54xDSP的内部总存储空间为192K字，分成3个可选择的存储空间：64K程序存储器空间、64K数据存储器空间和64KI/O 存储空间。P23-2.4节 6.TMS320C54x DSP具有2个40位的累加器。 7.溢出方式标志位OVM=1，运算溢出。若为正溢出，则ACC中的值为007FFF FFFFH。 8.桶形移位器的移位数有三种表达方式：5位立即数；ST1中5位ASM域；暂存器T的低6位。 9.DSP可以处理双16位或双精度算术运算，当C16=0为双精度运算方式，当C16=1为双16位运算方式。 10.TMS320C54x系列DSP的CPU具有三个16位寄存器来作为CPU状态和控制寄存器，它们是：ST0、ST1和PMST。 11.TMS320C54x：DSP软硬件复位中断号为0，中断向量为00H。 12.TMS320C54x DSP主机接口HPI是8位并行口。引脚

DSP原理及应用考试卷答案

3、若链接器命令文件的MEMORY部分如下所示： MEMORY { PAGE 0: PROG: origin=C00h, length=1000h PAGE 1: DATA: origin=80h, length=200h } 则下面说法不正确的是（A） A、程序存储器配置为4K字大小 B、程序存储器配置为8K字大小 C、数据存储器配置为512字大小 D、数据存储器取名为DATA 6、假定AR3中当前值为200h，AR0中的值为20h，下面说法正确的是（） A、在执行指令*AR3+0B后，AR3的值是200h； B、在执行指令*AR3-0B后，AR3的值为23Fh； C、在执行指令*AR3-0B后，AR3的值是180h；

7、下面对一些常用的伪指令说法正确的是：（ D ） A、.def所定义的符号，是在当前模块中使用，而在别的模块中定义的符号； B、.ref 所定义的符号，是当前模块中定义，并可在别的模块中使用的符号； C、.sect命令定义的段是未初始化的段； D、.usect命令定义的段是未初始化的段。 8、在采用双操作数的间接寻址方式时，要使用到一些辅助寄存器，在此 种寻址方式下，下面的那些辅助寄存器如果使用到了是非法的（ D ） A、AR2 B、AR4 C、AR5 D、AR6 3、假设AR3的当前值为200h，当使用以下TMS320C54XX寻址模式后其 中的值为多少假定AR0的值为20h。 （1）*AR3+0 （2）*AR3-0 （3）*AR3+ （4）*AR3 2．在直接寻址中，指令代码包含了数据存储器地址的低 7 位。当ST1中直接寻址编辑方式位CPL =0 时，与DP相结合形成16位数据存储器地址；当ST1中直接寻址编辑方式位

DSP原理及应用考试卷答案

DSP原理及应用考试卷答案 3、若链接器命令文件的MEMORY部分如下所示： MEMORY { PAGE 0: PROG: origin=C00h, length=1000h PAGE 1: DATA: origin=80h, length=200h } 则下面说法不正确的是（A） A、程序存储器配置为4K字大小 B、程序存储器配置为8K字大小 C、数据存储器配置为512字大小 D、数据存储器取名为DATA 6、假定AR3中当前值为200h，AR0中的值为20h，下面说法正确的是（） A、在执行指令*AR3+0B后，AR3的值是200h； B、在执行指令*AR3-0B后，AR3的值为23Fh； C、在执行指令*AR3-0B后，AR3的值是180h； 7、下面对一些常用的伪指令说法正确的是：（D ） A、.def所定义的符号，是在当前模块中使用，而在别的模块中定义的符号； B、.ref 所定义的符号，是当前模块中定义，并可在别的模块中使用的符号； C、.sect命令定义的段是未初始化的段； D、.usect命令定义的段是未初始化的段。 8、在采用双操作数的间接寻址方式时，要使用到一些辅助寄存器，在此种寻址方式下，下面的 那些辅助寄存器如果使用到了是非法的（ D ） A、AR2 B、AR4 C、AR5 D、AR6 3、假设AR3的当前值为200h，当使用以下TMS320C54XX寻址模式后其中的值为多少？假定 AR0的值为20h。 （1）*AR3+0 （2）*AR3-0 （3）*AR3+ （4）*AR3 2．在直接寻址中，指令代码包含了数据存储器地址的低7 位。当ST1中直接寻址编辑方式位CPL =0 时，与DP相结合形成16位数据存储器地址；当ST1中直接寻址编辑方式位CPL =1 时，加上SP基地址形成数据存储器地址。 3．TMS320C54有两个通用引脚，BIO和XF，BIO 输入引脚可用于监视外部接口器件的状态；XF 输出引脚可以用于与外部接口器件的握手信号。 4．累加器又叫做目的寄存器，它的作用是存放从ALU或乘法器/加法器单元输出的数据。它的存放格式为Array 5．桶形移位器的移位数有三中表达方式：立即数；ASM ；T低6位 6．DSP可以处理双16位或双精度算术运算，当C16=0 双精度运算方式，当C16=1 为双16位运算方式。 20．ST1的C16＝ 0 表示ALU工作在双精度算术运算方式。 7．复位电路有三种方式，分别是上电复位；手动复位；软件复位。 8．立即数寻址指令中在数字或符号常数前面加一个# 号，来表示立即数。 9．位倒序寻址方式中，AR0中存放的是FFT点数的一半。 10．一般，COFF目标文件中包含三个缺省的段：．text 段；．data 段和．bss 段。11．汇编源程序中标号可选，若使用标号，则标号必须从第一列开始；程序中可以有注释，注 释在第一列开始时前面需标上星号或分号，但在其它列开始的注释前面只能标分号。