dsp技術及應用課后習題答案
dsp技術及應用介紹了DSP技術的發展、現狀及應用,并以TMS320C54x系列DSP為描述對象,介紹了硬件結構、指令系統、匯編語言程序設計方法等知識,最后詳細介紹了典型DSP應用系統的設計和實現方法。以下是小編為大家整理推薦關于dsp技術及應用課后習題以及答案,一起來學習吧。
dsp技術及應用第一章:簡述典型實時數字信號處理系統組成部分。
答:包括:抗混疊濾波器(Anti-aliasing filter)、模數轉換器ADC(Analog-to-Digital Converter)、數字信號處理、數模轉換器DAC(Digital-to-Analog Converter)和抗鏡像濾波器(Anti-image filter) 。
2.簡述X86處理器完成實時數字信號處理的優缺點。
答:利用X86處理器完成實時數字信號處理。特點是處理器選擇范圍寬,主板及外設資源豐富,有多種操作系統可供選擇,開發、調試較為方便;缺點是數字信號處理能力不強,硬件組成較為復雜,系統體積、重量較大,功耗較高,抗環境影響能力較弱。
3.簡述數字信號處理器的主要特點。
答:(1)存儲器采用哈佛或者改進的哈佛結構;(2)內部采用了多級流水;(3)具有硬件乘法累加單元;(4)可以實現零開銷循環;(5)采用了特殊的尋址方式;(6)高效的特殊指令;(7)具有豐富的片內外設。
4.給出存儲器的兩種主要結構,并分析其區別。
答:存儲器結構分為兩大類:馮·諾依曼結構和哈佛結構。馮·諾依曼結構的特點是只有一個存儲器空間、一套地址總線和一套數據總線;指令、數據都存放在這個存儲器空間中,統一分配地址,所以處理器必須分時訪問程序和數據空間。哈佛結構程序存儲器空間和數據存儲器空間分開,具有多套地址、數據總線,哈佛結構是并行體系結構,程序和數據存于不同的存儲器空間,每個存儲器空間獨立編址、獨立訪問。
5.簡述選擇數字信號處理器所需要考慮的因素。
答:應考慮運算速度、算法格式和數據寬度、存儲器類型、功耗和開發工具。經濟法課后習題答案6.給出數字信號處理器的運算速度指標,并給出其具體含義。
答:常見的運算速度指標有如下幾種:
(1) 指令周期:執行一條指令所需的最短時間,數值等于主頻的倒數;指令周期通
常以ns(納秒)為單位。例如,運行在200MHz的TMS320VC5510的指令周期為5ns。
(2) MIPS:每秒百萬條指令數。
(3) MOPS:每秒百萬次操作數。
(4) MFLOPS:每秒百萬次浮點操作數。
(5) BOPS:每秒十億次操作數。
(6) MAC時間:一次乘法累加操作花費的時間。大部分DSP芯片可在一個指令周
期內完成MAC操作;
(7) FFT執行時間:完成N點FFT所需的時間。FFT運算是數字信號處理中的典型
算法而且應用很廣,因此該指標常用于衡量DSP芯片的運算能力。
dsp技術及應用第二章
1.TMS320C55x DSP 有哪些特征和優點?(表2-2)
答:一個 32位 x 16位指令緩沖隊列:緩沖變長指令并完成有效的塊重復操作; 兩個17位x17位的乘法累加器:在一個單周期執行雙乘法累加操作;
一個40位算術邏輯單元(ALU):實現高精度算術和邏輯操作;
一個40位桶形移位寄存器:能夠將一個40位的計算結果最高向左移31位或向右移32位;
一個16位算術邏輯單元(ALU):對主ALU并行完成簡單的算術操作;
4個40位的累加器:保留計算結果,減少對存儲單元的訪問;
12條獨立總線,其中包括3條讀數據總線、2條寫數據總線、5條數據地址總線、1條讀程序總線、1條程序地址總線:為各種計算單元并行地提供將要處理的指令和操作數——利用C55x的并行機制的優點;
用戶可配置IDLE域:改進了低功耗電源管理的靈活性。
2.TMS320C55x DSP 的內部結構由哪幾部分組成?(圖2-1)
答:C55x有一條32位的程序數據總線(PB),5條16位數據總線(BB、CB、DB、EB、FB)和1條24位的程序地址總線及5條23位的數據地址總線,這些總線分別與CPU相連。總線通過存儲器接口單元(M)與外部程序總線和數據總線相連,實現CPU對外部存儲器的訪問;指令緩沖單元(I)、程序流程單元(P)、地址流程單元(A)和數據計算單元(D);以及存儲器接口單元(M)。
3.簡述指令緩沖單元(I)、程序流程單元(P)、地址流程單元(A)和數據計算單元(D)的組成和功能?
答:C55x的指令緩沖單元由指令緩沖隊列IBQ(Instruction Buffer Queue)和指令譯碼器組成。在每個CPU周期內,I單元將從讀程序數據總線接收的4B程序代碼放入指令緩沖隊列,指令譯碼器從隊列中取6B程序代碼,根據指令的長度可對8位、16位、24位、32位和48位的變長指令進行譯碼,然后把譯碼數據送入P單元、A單元和D單元去執行。 程序流程單元由程序地址產生電路和寄存器組構成。程序流程單元產生所有程序空間的地址,并控制指令的讀取順序。
地址流程單元包括數據地址產生電路、算術邏輯電路和寄存器組構成。數據地址產生電路(DAGEN)能夠接收來自I單元的立即數和來自A單元的寄存器產生讀取數據空間的地址。對于使用間接尋址模式的指令,由P單元向DAGEN說明采用的尋址模式。
數據計算單元由移位器、算術邏輯電路、乘法累加器和寄存器組構成。D單元包含了CPU的主要運算部件。D單元移位器能夠接收來自I單元的立即數,能夠與存儲器、I/O空間、A單元寄存器、D單元寄存器和P單元寄存器進行雙向通信,此外,還可以向D單元的ALU和A單元的ALU提供移位后的數據。
4.TMS320C55x DSP 的流水線操作包括多少個階段?每一階段完成什么操作?
答:兩個。第一階段是取流水線,即從內存中取出32位的指令包,放入指令緩沖隊(IBQ)中,然后為流水線的第二階段提供48位的指令包。第二階段是指執行流水線,這部分的功能是對指令進行解碼,完成數據的存取和計算。
5.TMS320C55x DSP有哪些片上外設?
答:兩個20位的定時器。一個看門狗定時器。6通道直接存儲器存取控制器(DMA)。
外部存儲器接口(EMIF)。三個串口支持最多三個多通道緩沖串口(McBSP)或最多兩個多媒體/安全數字卡接口。增強型主機接口(EHPI)是一個16位的并行接口。可編程鎖相環(DPLL)時鐘發生器。USB全速(12Mbps)從端口。I2C主從接口。一個實時時鐘。
6.TMS320C55x 的尋址空間是多少?當CPU訪問程序空間和數據空間時,使用的地址是多少位的?
答:C55x的尋址空間為16MB,當CPU從程序空間讀取程序代碼時,使用24位地址,當訪問數據空間時,使用23位的地址。但是在訪問數據空間時,將23位地址左移一位,并將地址總線上的最低有效位(LSB)置0,使得在對數據空間或程序空間尋址時,地址總線都傳送24位地址。
7.符合IEEE1149.1標準的測試/仿真接口的引腳有哪幾個?
答:TCK引腳、TDI引腳、TDI引腳、TMS、TRST、EMU0、EMU1/OFF
