DSP課后習題總結(jié)

第一章DSP緒論

1、數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法一般有哪幾種？

（1）在通用的計算機上用軟件實現(xiàn)；（2）在通用的計算機系統(tǒng)中加上專用的加速處理機實

現(xiàn)；（3）用通用的單片機實現(xiàn)——可用于不太復(fù)雜的數(shù)字信號處理，如數(shù)字控制等；（4）

用通用的可編程DSP芯片實現(xiàn)；（5）用專用的DSP芯片實現(xiàn)。

3、什么是DSP?DSP芯片的特點？

DSP是數(shù)字信號處理的英文簡稱，它主要是利用計算機或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)字的形式對

信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理，已得到符合所需的信號形式。

特點：（1）采用哈佛結(jié)構(gòu)（2）采用多總線結(jié)構(gòu)（3）采用流水線技術(shù)（4）配有專用的硬

件乘法-累加器5）具有特殊的DSP指令（6）快速的指令周期（7）.硬件配置強8）.支

持多處理器結(jié)構(gòu)9）.省電管理和低功耗

8、簡述DSP系統(tǒng)的構(gòu)成和工作過程（第八章）

DSP系統(tǒng)的處理過程：①將輸入信號進行抗混疊濾波，濾掉高于折疊頻率的分量，

以防止信號頻譜的混疊；②經(jīng)采樣和A/D轉(zhuǎn)換器，將濾波后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號x（〃）；

③數(shù)字信號處理器對x（〃）進行處理，得數(shù)字信號y（〃）；④經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器，將y（〃）轉(zhuǎn)換成

模擬信號；⑤經(jīng)低通濾波器，濾除高頻分量，得到平滑的模擬信號了⑺。

9、DSP系統(tǒng)的設(shè)計步驟

（1）明確設(shè)計任務(wù)，確定設(shè)計目標（2）算法模擬，確定性能指標（3）選擇DSP芯片和外

圍芯片（4）設(shè)計實時的DSP應(yīng)用系統(tǒng)（5）硬件和軟件調(diào)試（6）系統(tǒng)集成和測試

第2章TMS320c54x的硬件結(jié)構(gòu)

1、TMS320C54X（簡稱，C54x）芯片的基本結(jié)構(gòu)都包括哪些

①中央處理器CPU；②內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)；③特殊功能寄存器；④數(shù)據(jù)存儲器RAM⑤

程序存儲器ROM；?I/O□；⑦串行口；⑧主機接口HPI；（9）定時器；⑩中斷系統(tǒng)

2、TMS320C54X芯片的CPU主要有那幾部分組成

①40位算術(shù)邏輯運算單元ALU；②2個40位的累加器A和B；③支持-16~31位移

位范圍的桶形移位寄存器：④能完成乘法-加法運算的乘法累加器MAC：⑤16位暫存

寄存器T；⑥16位轉(zhuǎn)移寄存器TRN；⑦比較、選擇、存儲單元CSSU；⑧指數(shù)譯碼

器；⑨CPU狀態(tài)和控制寄存器。

6、TMS320c54x芯片的流水線沖突是怎樣產(chǎn)生的？有哪些方法可以避免

（1）雙尋址存儲器的流水線操作CPU訪問DARAM會發(fā)生流水沖突的情況：①同時

從同一存儲塊中取指令和讀操作數(shù);②同時對同一存儲塊進行寫操作和讀第二操作數(shù)。

當發(fā)生流水沖突時，CPU可通過寫操作延遲一個周期，或通過插入一個空操作來解決

流水線沖突。（2）單尋址存儲器的流水線操作1）無時序沖突的操作：?CPU同時尋址

不同的存儲器塊；②CPU同時處理兩條指令訪問不同的存儲器塊2）有時序沖突的操

作：CPU同時訪問兩次同一個存儲器塊。解決辦法:將第二次尋址操作自動延遲到下,

個周期。（3），C54x的流水線結(jié)構(gòu)，允許多條指令同時利用CPU的內(nèi)部資源。由于CPU

的資源有限，當多于一個流水線上的指令同時訪問同一資源時，可能產(chǎn)生時序沖突。解

決的辦法：①由CPU通過延時自動解決；②通過程序解決，如重新安排指令或插入

空操作指令

第三章

5、TMS320c54X數(shù)據(jù)尋址方式各有什么特點？用在什么場合？

尋址方式用途舉例指令含義

立即尋址主要用于初始化、立即數(shù)10A

TT10,A

利用16位地址尋址存STLA,,___

絕對尋址,、將AL內(nèi)容存入y所在的存儲單元

儲單元*（y）

將累加器中的內(nèi)容作READA將A的內(nèi)容作為地址讀程序存儲

累加器尋址

為地址X器，并存入X存儲單元

利用數(shù)據(jù)頁指針和堆”（DP+x的低7位地址）A

直接尋址

棧指針尋址?X,A

利用輔助寄存器作為LD-、、

間接尋址（（ARI））A

地址指針*AR1,A

存儲器映像寄快速尋址存儲器映象LDM/、

(STI)B

存器尋址寄存器STI,B

壓入/彈出數(shù)據(jù)存儲DCUtf

13HM/、....

堆棧尋址器和存儲器映像寄存(SP)-lSP,(AG)(SP)

AG

器MMR

第四章

軟件開發(fā)環(huán)境：C54x提供了兩種開發(fā)環(huán)境。即非集成開發(fā)環(huán)境和集成開發(fā)環(huán)境CCS。

匯編器的任務(wù):在匯編過程中，根據(jù)匯編命令用適當?shù)亩螌⒏鞑糠殖绦虼a和數(shù)據(jù)連在一起,

構(gòu)成目標文件。

3、說明.text段，.data段，.bss段包含的內(nèi)容？

段——是存儲器中占據(jù)相鄰空間的代碼或數(shù)據(jù)塊。一個目標文件中的每個段都是分開的

和各不相同的。

COFF目標文件都包含以下3種形式的段：

,text段（文本段），通常包含可執(zhí)行代碼；.data段（數(shù)據(jù)段），通常包含初始化數(shù)據(jù)：

,bss段（保留空間段），通常為未初始化變量保留存儲空間。

命名段（自定義段）命名段由用戶指定，與默認的.text,.data和.bss段的使用相同，但它

們被分開匯編?？捎?usect和.sect兩個偽指令產(chǎn)生命名段。

.usect偽指令產(chǎn)生類似.bss的段，為變量在RAM中保留存儲空間。

.sect偽指令產(chǎn)生類似.text和.data的段，可以包含代碼或數(shù)據(jù)。.sect偽指令產(chǎn)生可

重新定位地址的命名段。

鏈接器的任務(wù)：是根據(jù)連接命令文件（.cmd）,將一個或多個COFF目標文件鏈接起來，在連

接過程中，連接器將各個目標文件合并，并完成以下工作：1、對各個符號和段進重新定位,

并給他們指定一個最終的地址，2、解決輸入文件之間未定義的外部引用。

鏈接器對段的處理

鏈接器是開發(fā)‘C54x器件必不可少的開發(fā)工具之一，它對段處理時有2個主要任務(wù)：

①將一個或多個COFF目標文件中的各種段作為鏈接器的輸入段，經(jīng)鏈接后在一個執(zhí)

行的COFF輸出模塊中建立各個輸出段；

②在程序裝入時對其重新定位，為各個輸出段選定存儲器地址。

鏈接器有2條偽指令支持上述任務(wù)：

MEMORY偽指令——用來定義目標系統(tǒng)的存儲器配置空間,包括對存儲器各部分命名，

以及規(guī)定它們的起始地址和長度。

SECTIONS偽指令——用來指定鏈接器將輸入段組合成輸出段方式，以及輸出段在存儲

器中的位置，也可用于指定子段。

若未使用偽指令，則鏈接器將使用目標處理器默認的方法將段放入存儲空間。

5、鏈接器對程序重新定位的方法：

將各個段配置到存儲器中，使每個段都有一個合適的起始地址；

將符號變量調(diào)整到相對于新的段地址的位置；

將引用調(diào)整到重新定位后的符號，這些符號反映了調(diào)整后的新符號值。

宏定義，宏調(diào)用，宏擴展

，C54x匯編器支持宏指令語言。如果程序中有?段程序需要執(zhí)行多次，就可以把這一

段程序定義（宏定義）為一條宏指令，然后在需要重復(fù)執(zhí)行這段程序的地方調(diào)用這條宏指令（宏

調(diào)用）。利用宏指令，可以使源程序變得簡短。

宏的使用分以下3個步驟：①定義宏在調(diào)用宏時，必須首先定義宏；②調(diào)用宏在

定義宏之后，可在源程序中調(diào)用宏；③擴展宏在源程序調(diào)用宏指令時，匯編器將對宏指令

進行擴展。

第六章有限沖激響應(yīng)濾波器FIR和無限沖激響應(yīng)濾波器11R

6.1IIR與FIR數(shù)字濾波器都有哪些設(shè)計方法？每種設(shè)計方法的步驟是什么？

FIR數(shù)字濾波器

標準頻率響應(yīng)設(shè)計法firl任意頻率響應(yīng)設(shè)計法fir2

使用firl函數(shù)可設(shè)計標準的低通、高通、帶通和帶阻濾波器。

（1）采用漢明窗設(shè)計低通、高通、帶通、帶阻FIR濾波器

（2）采用其他窗口函數(shù)設(shè)計FIR濾波器

IIR數(shù)字濾波器巴特沃思濾波器的設(shè)計（1）butter函數(shù)用于設(shè)計Butterworth（巴特沃

思）濾波器。（2）buttord函數(shù)用來選擇巴特沃思濾波器的階數(shù)。

切比雪夫濾波器設(shè)計1）chebyl函數(shù)用來設(shè)計ChebyshevI型濾波器（2）cheblord函數(shù)用

來選擇ChebyshevI型濾波器的階數(shù)。（3）cheby2函數(shù)用來設(shè)計ChebyshevII濾波器（阻

帶等波紋）。（4）cheb20rd函數(shù)用來選擇ChebyshevII型濾波器的階數(shù)。

橢圓濾波器的設(shè)計（1）ellip函數(shù)用來設(shè)計Elliptic（橢圓）型濾波器。

（2）ellipord函數(shù)用來選擇橢圓濾波器的階數(shù)。

6.2IIR濾波器與FIR濾波器相比，有哪些優(yōu)缺點？

IIR與FIR濾波器相比，具有相位特性差的缺點，但它的結(jié)構(gòu)簡單、運算量小，具有經(jīng)濟、

高效的特點，并且可以用較少的階數(shù)獲得很高的選擇性。因此，也得到了較為廣泛的應(yīng)用。

6.3二階IIR濾波器，又稱為二階基本節(jié)，其結(jié)構(gòu)圖可分為幾種類型，各有什么特點？

（1）直接型（直接1型）4個延遲單元（z-1）

（2）標準型（直接H型）這種結(jié)構(gòu)所使用的延遲單元最少（只有2個），因此得到了廣泛地應(yīng)

TSS=O:啟動定時器；TRB=1:自動裝載;TDDR=Ah:分頻系數(shù)10soft=l,free=O:計數(shù)器減至0

時，停止工作；TCR=OAAAH。定時周期：0101H；關(guān)閉定時器中斷：IFR=0080H；開放定時器

中斷:IMR=0080H?

STMttOOOOH,SWSR;不插等待時間

STM#001OH,TCR;TSS=1關(guān)閉定時器

STMPRD;加載周期寄存器（PRD）

STMS0AAAH,TCR;裝入定時器控制字，啟動定時器

STMS0080H,IFR;消除尚未處理完的定時器中斷

STM#0080H,IMR;開放定時器中斷

RSBXINTM;開放中斷

第八章

1.一個典型的DSP系統(tǒng)通常由哪幾部分組成？畫出原理框圖。

一個完整的DSP系統(tǒng)通常是由DSP芯片和其他相應(yīng)的外圍器件構(gòu)成。包括抗混疊濾波器、

數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號處理器DSP、D/A轉(zhuǎn)換器和低通濾波器等組成

2.DSP系統(tǒng)硬件設(shè)計過程有哪些步驟？

第一步：確定硬件實現(xiàn)方案；第二步：器件的選擇；第三步：原理圖設(shè)計；

第四步：PCB設(shè)計；第五步：硬件調(diào)試：

第九章

1、CCS集成開發(fā)環(huán)境有哪些功能？

CCS開發(fā)環(huán)境對用戶系統(tǒng)采用工程項目的集成管理，使用戶系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試變得簡單

明了。在開發(fā)過程中，CCS會在開發(fā)平臺中建立不同獨立程序的跟蹤信息，通過這些跟蹤信

息對不同的文件進行分類管理，建立相應(yīng)的文件庫和目標文件。

7、一個工程項目都包含有哪些文件？怎樣建立一個新的過程項目？

一個工程項目包括源程序、庫文件、鏈接命令文件和頭文件等，它們按照目錄樹的結(jié)構(gòu)

組織在工程項目中。工程項目構(gòu)建(編譯鏈接)完成后生成可執(zhí)行文件。

用戶需要建立新的工程項目。具體方法如下：

①在項目菜單“Project"中，選擇"New”命令。在出現(xiàn)的"SaveNewProjectAs(保

存新工程項目)”對話框中，確定新工程項H的目錄，選擇保存工程項目文件的文件夾，輸

入工程項目文件名(*.mak),按“保存”按鈕退出。

②將源文件(*.c和*.asm)、鏈接命令文件(*.cmd)、庫文件(*.lib)和頭文件(*.h)等

加入到工程項目中。③觀看工程項目所包含的文件④查看源文件和鏈接命令文件

第一章DSP緒論

2、簡述DSP芯片的發(fā)展概況

第一階段，DSP的雛形階段(1980年前后)。代表產(chǎn)品：S281U主要用途：軍事或航空航

天部門。第二階段，DSP的成熟階段(1990年前后)。代表產(chǎn)品：TI公司的TMS320c20

主要用途：通信、計算機領(lǐng)域。第三階段，DSP的完善階段(2000年以后)。代表產(chǎn)品：

TI公司的TMS320c54主要用途：各個行業(yè)領(lǐng)域。

4、哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)和馮?諾伊曼(VonNeuman)結(jié)構(gòu)區(qū)別

哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)采用雙存儲空間，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開，有各自獨

立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，可獨立編址和獨立訪問，可對程序和數(shù)據(jù)進行獨立傳輸，使取

指令操作、指令執(zhí)行操作、數(shù)據(jù)吞吐并行完成，大大地提高了數(shù)據(jù)處理能力和指令的執(zhí)行

速度，非常適合于實時的數(shù)字信號處理。

馮?諾伊曼（VonNeuman）結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)采用單存儲空間，即程序指令和數(shù)據(jù)共用一個

存儲空間，使用單?的地址和數(shù)據(jù)總線，取指令和取操作數(shù)都是通過一條總線分時進行。

當進行高速運算時，不但不能同時進行取指令和取操作數(shù)，而且還會造成數(shù)據(jù)傳輸通道的

瓶頸現(xiàn)象，其工作速度較慢。

DSP芯片普遍采用數(shù)據(jù)總線和程序總線分離的哈佛結(jié)構(gòu)或改進的哈佛結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)處理器

的馮?諾伊曼結(jié)構(gòu)有更快的指令執(zhí)行速度。

5、什么是流水線技術(shù)

利用這種流水線結(jié)構(gòu)，加上執(zhí)行重復(fù)操作，就能保證在單指令周期內(nèi)完成數(shù)字信號處理中

用得最多的乘法-累加運算。

6、什么是定點DSP芯片和浮點DSP芯片。二者優(yōu)缺點

根據(jù)芯片工作的數(shù)據(jù)格式，按其精度或動態(tài)范圍，可將通用DSP劃分為定點DSP和浮點

DSP兩類。若數(shù)據(jù)以定點格式工作的——定點DSP芯片。若數(shù)據(jù)以浮點格式工作的——浮

點DSP芯片。不同的浮點DSP芯片所采用的浮點格式有所不同，有的DSP芯片采用自定

義的浮點格式，有的DSP芯片則采用IEEE的標準浮點格式。

7、DSP技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在哪些方面：

DSP技術(shù)將會有以下一些發(fā)展趨勢：（1）DSP的內(nèi)核結(jié)構(gòu)將進一步改善（2）DSP和微處

理器的融合（3）DSP和高檔CPU的融合（4）DSP和SOC的融合（5）DSP和FPGA的

融合（6）實時操作系統(tǒng)RTOS與DSP的結(jié)合（7）DSP的并行處理結(jié)構(gòu)

（8）功耗越來越低

11、在進行DSP系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)如何選擇合理的DSP芯片

在進行DSP系統(tǒng)設(shè)計時，選擇合適的DSP芯片是非常重要的一個環(huán)節(jié)。通常依據(jù)系統(tǒng)

的運算速度、運算精度和存儲器的需求等來選擇DSP芯片。-一般來說，選擇DSP芯片

時應(yīng)考慮如下一些因素。（1）.DSP芯片的運算速度2）.DSP芯片的價格3）.DSP芯片

的運算精度4）.DSP芯片的硬件資源5）.DSP芯片的開發(fā)工具6）.DSP芯片的功耗7）.其

它因素

第2章TMS320c54x的硬件結(jié)構(gòu)

3、處理器工作方式狀態(tài)寄存器PSMT中的MP/A/C、0vLy初OROM三個狀態(tài)位對，C54x

的存儲空間結(jié)構(gòu)各有何影響

MP/MC：用來確定是否允許使用片內(nèi)程序存儲器ROM

OVLY：用來決定片內(nèi)雙尋址數(shù)據(jù)RAM是否映射到程序空間

DROM：用來決定片內(nèi)ROM是否可以映射到數(shù)據(jù)存儲空間；

4、TMS320c54x芯片的片內(nèi)外設(shè)主要包括哪些電路

?具有軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器?設(shè)有可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路?帶有內(nèi)部

振蕩器或外部時鐘源的片內(nèi)鎖相環(huán)（PLL）發(fā)生器?支持全雙工操作的串行口，可進

行8位或16位串行通?帶4位預(yù)定標器的16位可編程定時器?設(shè)有與主機通信的

并行接口（HPD?具有外部總線判斷控制，以斷開外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控

制信號

?數(shù)據(jù)總線具有總線保持器特性

5、TMS320c54x芯片的流水線操作共有多少個操作階段，每個階段執(zhí)行什么任務(wù)？完成一

條指令都需要哪些操作周期

'C54x的流水線操作是由6個操作階段或操作周期組成。在任何一個機器周期內(nèi)，可以

有1~6條不同的指令在同時工作，每條指令可在不同的周期內(nèi)工作在不同的操作階段。

六個操作階段：①預(yù)取指P:在T1機器周期內(nèi)，CPU將PC中的內(nèi)容加載到程序地

址總線PAB,找到指令代碼的存儲單元。②取指F：在T2機器周期內(nèi),CPU從選中的

程序存儲單元中，讀取指令代碼加載到程序總線PB。③譯碼D：在T3機器周期內(nèi)，

CPU將PB中的指令代碼加載到指令譯碼器IR進行譯碼，產(chǎn)生執(zhí)行指令所需要的?系列

控制信號。④尋址A：在T4周期內(nèi)，CPU將數(shù)據(jù)1或數(shù)據(jù)2的讀地址或同時將兩個讀

地址分別加載到數(shù)據(jù)地址總線DAB和