河北科技大學(xué)理工學(xué)院DSP復(fù)習(xí)試卷最終版V10

1、河北科技大學(xué)理工學(xué)院DSP考前復(fù)習(xí)資料整理人：participator-S修改時(shí)間：2015-11-18 01:00版本：V1.0說(shuō)明：本試卷是基于安老師發(fā)的復(fù)習(xí)提綱課件整理，內(nèi)容全部來(lái)自課件內(nèi)容，由于是晚上整理，難免有誤，發(fā)現(xiàn)有誤請(qǐng)立即指正！每一年會(huì)有所不同，希望不斷修正，變得更加實(shí)用！加粗體部分為復(fù)習(xí)重點(diǎn)！一 、填空題：1. DSP芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要有:采用改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)、采用流水線機(jī)制、內(nèi)部集成專用的乘累加單元、具有靈活的尋址方式和特殊的指令系統(tǒng)。2. C54x DSP具有兩個(gè) 40位累加器。累加器A的AG 或 32-39位是保護(hù)位。3. 軟件中斷都是由 INTR K 、 TRAP

2、K 和 RESET 產(chǎn)生。4. TMS320C54X片內(nèi)有8條16位主總線，它們是1條程序總線、 3條數(shù)據(jù)總線 、 4條地址總線 。5. MEMROY的作用是 用于描述系統(tǒng)實(shí)際的硬件資源，用來(lái)定義用戶設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中所包含的各種形式的存儲(chǔ)器，以及它們占據(jù)的地址范圍 ，SECTIONS的作用是 用于描述輸入段怎樣被組合到輸出段內(nèi)，在可執(zhí)行程序內(nèi)定義輸出段，規(guī)定存儲(chǔ)器內(nèi)何處存放置輸出段，允許重命名輸出段 。6. 執(zhí)行復(fù)位操作后，下列寄存器的初始值分別為：ASM 0 、DP 0 。 7. TMS320C54x有三種類型的串行口：標(biāo)準(zhǔn)同步串行口(SPI)、 緩沖串行口（BSP） 、和 時(shí)分多路復(fù)用串行接口

3、（TDM） 。8. 桶形移位器能把輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行 0-31 位的左移和 0-15 位的右移。9. 即尋址方式中的立即數(shù)有兩種數(shù)值形式，數(shù)值的位數(shù)為 3、5、8、9位時(shí)為短立即數(shù)；數(shù)值的位數(shù)為 16 位時(shí)是長(zhǎng)立即數(shù)。10. DSP片內(nèi)寄存器在C語(yǔ)言中一般采用 指針 方式來(lái)訪問(wèn)，常常采用的方法是將DSP寄存器地址的列表定義在 頭文件中（reg.h） 。11. 所有TMS320C54X芯片內(nèi)部都包含 程序 存儲(chǔ)器和 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器。12. 直接尋址就是在指令中包含有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址的 低7位 用作偏移地址，并與 基地地址 組成16位的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。13. 定時(shí)器主要由3個(gè)寄存器所組成，包括 定時(shí)寄存器

4、TIM 、 定時(shí)周期寄存器PRD 、 定時(shí)控制寄存器TCR 。14. 鏈接器對(duì)段的處理主要通過(guò) MEMORY 和 SECTIONS 兩個(gè)命令完成。15. OVLY 0 ，則片內(nèi)RAM只安排到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。  DROM 1 ，則部分片內(nèi)ROM安排到數(shù)據(jù)空間。16. C54X的工作方式狀態(tài)寄存器PMST提供了三個(gè)控制位，包括 MP/非MC 、 OVLY 、 DROM 。17. 中斷向量地址的生成方式：中斷向量地址是由PMST寄存器中的IPTR和左移2位后的中斷向量序號(hào)所組成。18. ST1的CPL 1 表示選用堆棧指針(SP)的直接尋址方式。19. TMS320C54X有3個(gè)1

5、6位寄存器作為狀態(tài)和控制寄存器，它們是 狀態(tài)寄存器ST0 、 狀態(tài)寄存器ST1 、 處理器工作方式狀態(tài)寄存器PMST 。20. ST1的C16 0 表示ALU工作在雙精度算術(shù)運(yùn)算方式。21. 時(shí)鐘發(fā)生器包括一個(gè)內(nèi)部振蕩器和一個(gè) 鎖相環(huán)（PLL）電路 。22. 所有的COFF文件都包含三種形式的段，分別是 .text 文本段 、 .data 數(shù)據(jù)段 、和 .bss 保留空間段 。23. 狀態(tài)寄存器ST1中CPL=0表示 使用DP ，CPL=1表示選擇的是 使用SP 。24. 累加器尋址的兩條指令分別是 READA Smem 、 WRITA Smem 。25. DSP系統(tǒng)復(fù)位操作：復(fù)位輸入引腳 R

6、S ，通過(guò)RS可對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位，使程序從FF80H單元開(kāi)始執(zhí)行。26. 仿真器初始化命令文件（SIMINT.CMD）的主要作用：為仿真器配置存儲(chǔ)器、連接I/O口及I/O文件、設(shè)置仿真命令。27. CCS各特色功能的使用方法：探針、硬軟件斷點(diǎn)、動(dòng)畫(huà)執(zhí)行、圖形顯示、存儲(chǔ)器窗口、文件輸入輸出。28. C54x有4種省電方式，分別為閑置方式1、閑置方式2、閑置方式3和保持方式。29. DSP芯片的硬件資源主要包括：片內(nèi)RAM、ROM的數(shù)量、外部可擴(kuò)展的程序和數(shù)據(jù)空間、總線接口、I/O接口等。30. C54x芯片具有的一種8位或16位的并行接口部件，主要用于DSP與其他總線或主處理機(jī)進(jìn)行通信。.31.

7、軟件可編程狀態(tài)發(fā)生器可以通過(guò)編程來(lái)延長(zhǎng)總線的等待周期，最多可達(dá)到714個(gè)周期，這樣一來(lái)，C54x就能很方便地與外部慢速器件相接口。32.二、簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述TMS320C54x的7種基本的數(shù)據(jù)尋址方式。答：1、立即尋址 2、絕對(duì)尋址 3、直接尋址 4、間接尋址 5、累加器尋址 6、存儲(chǔ)器映射寄存器尋址 7、堆棧尋址2. 編譯器、匯編器、鏈接器的功能。答：C編譯器：用來(lái)將C/C+語(yǔ)言源程序自動(dòng)編譯為C54x的匯編語(yǔ)言源程序。 匯編器：用來(lái)將匯編語(yǔ)言源文件匯編成機(jī)器語(yǔ)言COFF目標(biāo)文件。鏈接器：將匯編生成的、可重新定位的COFF目標(biāo)模塊組合成一個(gè)可執(zhí)行的COFF目標(biāo)模塊。3. 段的作用是什么？CO

8、FF目標(biāo)文件包含哪些段？答：所謂段，是指連續(xù)地占有存儲(chǔ)空間的一個(gè)代碼段或數(shù)據(jù)段，是COFF文件中最重要的概念。一個(gè)目標(biāo)文件中的每一段都是分開(kāi)的和各不相同的。COFF目標(biāo)文件文件包含：（1）text段：可執(zhí)行代碼段 （2）data段：已初始化數(shù)據(jù)段（3）bss段：未初始化數(shù)據(jù)的保留空間段4. 簡(jiǎn)述鏈接命令文件主要包括內(nèi)容。答：輸入文件名，都是要鏈接的目標(biāo)文件和文檔庫(kù)文件，或者是其他的命令文件。如果要調(diào)用另一個(gè)命令文件作為輸入文件，此句一定要放在本命令文件的最后，因?yàn)檫B接器不能從新調(diào)用命令文件返回；鏈接器選項(xiàng)。這些選項(xiàng)既可以用在連接器命令行，也可以編在命令文件中；MEMORY和SECTIONS都是

9、鏈接器命令。MEMORY命令的功能：用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)內(nèi)可用的存儲(chǔ)器資源及地址分配情況。SECTION命令的功能：用來(lái)控制各段的構(gòu)成與地址分配。5. 用開(kāi)發(fā)軟件的開(kāi)發(fā)流程。答：新建工程；新建各個(gè)源文件，并添加到工程中；編譯；下載；調(diào)試。6. 簡(jiǎn)述解決沉余符號(hào)位的辦法。答：在程序中設(shè)定狀態(tài)寄存器ST1中的FRCT（小數(shù)方式）位為1，在乘法器將結(jié)果傳送至累加器時(shí)就能自動(dòng)地左移1位，累加器的結(jié)果為Szzzzzz0自動(dòng)消去了兩個(gè)帶符號(hào)數(shù)相乘時(shí)產(chǎn)生的沉余符號(hào)位。7. 簡(jiǎn)述HPI接口有兩種工作方式：答：共用尋址模式(SAM方式):在這種方式下，主機(jī)和C54x都能尋址HPI存儲(chǔ)器。如果是異步工作的主機(jī)尋址，可在H

10、PI內(nèi)部重新得到同步。當(dāng)C54x與主機(jī)的周期發(fā)生沖突時(shí)，則主機(jī)具有尋址優(yōu)先權(quán)，C54x將等待一個(gè)周期。 主機(jī)尋址模式(HOM方式) :在HOM方式下，HPI存儲(chǔ)器只能讓主機(jī)尋址，而C54x則處于復(fù)位狀態(tài)或IDLE2空轉(zhuǎn)狀態(tài)。主機(jī)可以訪問(wèn)HPI RAM，而C54x則配置為最小功耗。8. HPI8接口有幾個(gè)寄存器？他們的作用是什么？答：（1）HPI存儲(chǔ)器：用于TMS320C54X與主機(jī)間傳送數(shù)據(jù)。地址從1000H到17FFH，空間容量為2K字（2）HPI地址寄存器：由主機(jī)對(duì)其直接訪問(wèn)，存放當(dāng)前尋址HPI存儲(chǔ)單元的地址（3）HPI數(shù)據(jù)鎖存器：由主機(jī)對(duì)其直接訪問(wèn)，存放當(dāng)前進(jìn)行讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)（4）HPI控

11、制寄存器：TMS320C54X與主機(jī)都能對(duì)其直接訪問(wèn)，用于主處理與DSP相互握手，實(shí)現(xiàn)相互中斷請(qǐng)求（5）HPI控制邏輯：用于處理HPI與主機(jī)之間的接口信號(hào)9. 一個(gè)典型的DSP系統(tǒng)通常由哪些部分組成？（畫(huà)出原理框圖）答：DSP 芯片及 DSP 基本系統(tǒng)、程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、模擬控制與處理 電路、各種控制口和通信口、電源處理電路和同步電路等。原理圖如下：x(t)抗混疊濾波器A/D轉(zhuǎn)換器x(n)y(n)y(t)數(shù)字信號(hào)處理器D/A轉(zhuǎn)換器低通濾波器10. 簡(jiǎn)述C54X芯片的主要特點(diǎn)。答：（1）CPU利用其專用的硬件邏輯和高度并行性提高芯片的處理性能。 （2）存儲(chǔ)器具有192K字可

12、尋址存儲(chǔ)空間（包括64K字程序存儲(chǔ)空間、64K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、64K字I/O空間） （3）高度專業(yè)化的指令集能夠快速地實(shí)現(xiàn)算法并用于高級(jí)語(yǔ)言編程優(yōu)化 （4）片內(nèi)外設(shè)和專用電路采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以快速地推出新的系列產(chǎn)品 （5）TMS320C54X執(zhí)行單周期定點(diǎn)指令時(shí)間為25/20/15/12.5/10ns，每秒指令數(shù)為40/66/100MIPS。(6)TMS320C54XD電源由IDLE1、IDLE2、IDLE3功耗下降指令控制功能，以便DSP工作在節(jié)電模式下，使之更適合于手機(jī)。(7)在片仿真接口，片上的JTAG接口符合IEEE149.1邊界掃描邏輯接口標(biāo)準(zhǔn)，可與主機(jī)連接，用于芯片的仿真和

13、測(cè)試。11. 定時(shí)器由哪些寄存器組成，并說(shuō)明工作的過(guò)程？ 答： 定時(shí)器主要由3個(gè)寄存器所組成，包括定時(shí)寄存器TIM 、定時(shí)周期寄存器 PRD 、定時(shí)控制寄存器TCR。1.  定時(shí)分頻系數(shù)和周期數(shù)分別裝入TCD和PRC寄存器中；2.  每來(lái)一個(gè)定時(shí)脈沖CLKOUT，計(jì)數(shù)器PSC減1；3.  當(dāng)PSC減至0時(shí)，PSC產(chǎn)生借位信號(hào)；4. 在PSC的借位信號(hào)作用下，TIM減1計(jì)數(shù)，同時(shí)將分頻系數(shù)裝入PSC，重新計(jì)數(shù)；5.  當(dāng)TIM減到0時(shí)，定時(shí)時(shí)間到，由借位產(chǎn)生定時(shí)中斷TINT和定時(shí)輸出TOUT， 并將PRD中的時(shí)間常數(shù)重新裝入TIM。12. 簡(jiǎn)述流水沖突的解

14、決辦法。答： 實(shí)際上，流水執(zhí)行分支轉(zhuǎn)移指令只需2個(gè)周期，但是在周期4和5時(shí)它還未被執(zhí)行，不可能到B1地址去取指，只能無(wú)效的對(duì)I3和I4指令取指，這樣一來(lái)總共花了4個(gè)周期。（這是流水線延遲的基本概念）當(dāng)發(fā)生流水沖突時(shí)，CPU可通過(guò)寫(xiě)操作延遲一個(gè)周期，或通過(guò)插入一個(gè)空操作來(lái)解決流水線沖突。單尋址存儲(chǔ)器的流水線沖突解決辦法：將第二次尋址操作自動(dòng)延遲到下一個(gè)周期。若采用C語(yǔ)言編寫(xiě)源程序，經(jīng)編譯后生成的代碼不會(huì)產(chǎn)生流水線沖突； 若采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)源程序，使用算術(shù)運(yùn)算操作不會(huì)產(chǎn)生流水線沖突； 若采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)源程序，初始化時(shí)對(duì)MMR寄存器進(jìn)行設(shè)置，不會(huì)發(fā)生流水線沖突； 通常流水線沖突發(fā)生在對(duì)MMR寄存器

15、的寫(xiě)操作，可用等待周期表加以解決。13. 簡(jiǎn)述流水線操作的基本原理。答：流水線操作是各指令以機(jī)器周期為單位相差一個(gè)時(shí)鐘周期，連續(xù)并行工作的情況。其本質(zhì)是DSP多條總線彼此獨(dú)立地同時(shí)工作，使得同一條指令在不同機(jī)器周期內(nèi)占用不同總線資源。同時(shí)，不同指令在同一機(jī)器周期內(nèi)占用不同總線資源。14. 簡(jiǎn)述六級(jí)流水線和各級(jí)的功能答： 預(yù)取指 P：在T1機(jī)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(chǔ)單元。 取 指 F：在T2機(jī)器周期內(nèi),CPU從選中的程序存儲(chǔ)單元中,讀取指令代碼加載到程序總線PB 。譯 碼 D：用PB的內(nèi)容加載IR；對(duì)IR的內(nèi)容譯碼。尋 址 A：如果需要，用數(shù)據(jù)1

16、讀地址加載DAB；如果需要用數(shù)據(jù)2，讀地址加載CAB；修正輔助寄存器和堆棧指針。讀 數(shù) R：讀數(shù)據(jù)1，加載DB；讀數(shù)據(jù)2，加載CB；如果需要，將數(shù)據(jù)3寫(xiě)地址加載EAB。執(zhí) 行 X：執(zhí)行指令；用寫(xiě)數(shù)據(jù)加載EB。15. 簡(jiǎn)述C54程序地址的產(chǎn)生。答：CPU取指操作時(shí)：首先，由程序地址生成器(PAGEN)產(chǎn)生地址；然后，將地址加載到程序地址總線PAB；最后，PAB尋址存放程序存儲(chǔ)器中的指令、系數(shù)表和立即數(shù)。16. CPU的基本組成。答：（1）40位算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）：C54x使用40位的算術(shù)邏輯運(yùn)算單元和2個(gè)40位累加器，可完成寬范圍的算術(shù)邏輯運(yùn)算。ALU的運(yùn)算結(jié)果通常都被傳送到目的累加器（

17、累加器A和B）（2）累加器A和B：C54x芯片有兩個(gè)獨(dú)立的40位累加器A和B，可以作為ALU或MAC的目標(biāo)寄存器，存放運(yùn)算結(jié)果，也可以作為ALU或MAC的一個(gè)輸入。（3）桶形移位寄存器：主要用于格式化操作，為輸入的數(shù)據(jù)定標(biāo) 。 在進(jìn)行ALU運(yùn)算之前，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)定標(biāo)； 對(duì)累加器進(jìn)行算術(shù)或邏輯移位； 對(duì)累加器進(jìn)行歸一化處理； 在累加器的內(nèi)容存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之前，對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)。 （4）乘法器|加法器單元；（5）16位暫存寄存器；（6）16位轉(zhuǎn)移寄存器TRN；（7）比較、選擇和存儲(chǔ)單元（CSSU）;(8)指數(shù)編碼器；（9）CPU狀態(tài)控制器17. DSP的分類答：1.這種分類是依據(jù)DSP芯片

18、的工作時(shí)鐘和指令類型進(jìn)行的。2.按照用途，可將DSP芯片分為通用型和專用型兩大類。 3.根據(jù)芯片工作的數(shù)據(jù)格式，按其精度或動(dòng)態(tài)范圍，可將通用DSP劃分為定點(diǎn)DSP和浮點(diǎn)DSP兩類。18. DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程答：設(shè)計(jì)步驟分幾個(gè)階段： 軟件設(shè)計(jì)軟件調(diào)試（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)（2）算法模擬，確定性能指標(biāo) （3）選擇DSP芯片和外圍芯片 （4）設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)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(cè)試19. 解決沉余符號(hào)位的辦法.答：在程序中設(shè)定狀態(tài)寄存器ST1中的FRCT（小數(shù)方式）位為1，在乘法器將結(jié)果傳送至累加器時(shí)就能自動(dòng)地左移1位，累加器的結(jié)果為Szzzzzz0自動(dòng)消去了

19、兩個(gè)帶符號(hào)數(shù)相乘時(shí)產(chǎn)生的沉余符號(hào)位。20. 使用條件算符時(shí)應(yīng)注意三點(diǎn)：三、程序題：1. 分析下列程序判斷是哪種尋址方式（注意觀察每種的不同），并解釋含義；LD #10，A 立即數(shù)10 賦給 ASTL A，*（y） 將AL內(nèi)容存入y所在的存儲(chǔ)單元READA x將A的內(nèi)容作為地址讀程序存儲(chǔ)器，并存入x存儲(chǔ)單元LD x，A(DP+x的低7位地址) 賦給 ALD *AR1，A(AR1) 賦給 ® ALDM ST1，B(ST1) 賦給 ® BPSHM AG(SP)-1 賦給 SP,(AG) 賦給 (SP)以上分別是立即、絕對(duì)、直接、間接、累加器、MMR、堆棧！2. 對(duì)堆棧進(jìn)行初始化設(shè)

20、置 1. size .set 1202. stack .usect “STACK”，size；保留空間，共120個(gè)單元3. STM # stack + size，SP ；將保留空間的高地址賦給SP，作為棧底4. .bss x,10 ;給x保留10個(gè)空間5. .bss y,1 ;給y保留1個(gè)空間6. STM #x,AR1 ;設(shè)置數(shù)據(jù)段的首地址7. STM #9,AR2 ;設(shè)置循環(huán)計(jì)數(shù)值8. LD #0,A ;累加器清09. loop: ADD *AR1+,A ;累加運(yùn)算，并修改地址10. BANZ loop,*AR2- ;若計(jì)數(shù)值不為0，則循環(huán)，并計(jì)數(shù)值減111. 若計(jì)數(shù)值為0，則結(jié)束循環(huán)12.

21、 STL A, y ;累加和存入y中13.3.計(jì)算y = a *x + b 1. LD a, T ;取a值，T=a2. MPY x, B ;完成ax乘積，B=ax3. ADD b, B ;完成ax+b運(yùn)算，B=ax+b4. STL B, y ;計(jì)算結(jié)果存入y中4.計(jì)算y = xl *al + x2 *a2 1. LD x1, T 2. MPY a1, B3. LD x2, T4. MAC a2, B 乘法累加，B=x1a1+x2a25. STL B, y 計(jì)算結(jié)果的低字BL存入y中6. STH B, y+1 計(jì)算結(jié)果的高字BH存入y+1中8. 計(jì)算 y= 1. .title “example.

22、asm”2. .mmregs3. stack .usect “STACK”,10h ； 為堆棧指定空間4. .bss a,4 ； 為變量分配4個(gè)字的空間5. .bss x,46. .bss y,17. .def start8. .data 9. table: .word 1,2,3,4 變量初始化；10. .word 8,6,4,211. .text12. start: STM #0,SWWSR 插入0個(gè)等待狀態(tài)13. STM #STACK+10h,SP 設(shè)置堆棧指針14. STM #a,AR1 AR1指向a15. RPT #7 移動(dòng)8個(gè)數(shù)據(jù)16. MVPD table,*AR1+ 從程序存儲(chǔ)

23、器到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器17. CALL SUM 調(diào)用SUM子程序18. end: B end 19. SUM: STM #a, AR3 ； 子程序執(zhí)行20. STM #x, AR421. RPTZ A, #322. MAC *AR3+,*AR4+,A23. STL A, y24. RET25. .end9. 求4項(xiàng)乘積aixi(i=1,2,3,4)中的最大值，并存放累加器A中。1. STM #a, AR1 ai首地址a給AR12. STM #x, AR2 ;xi首地址x給AR23. STM #2, AR3 ;設(shè)置計(jì)數(shù)器AR3=24. LD *AR1+,T ;取系數(shù)T=ai,并修改AR15. MPY *

24、AR2+,A ;乘法運(yùn)算A=aixi,并修改AR2 6. loop1: LD *AR1+,T ;取系數(shù)T=ai,并修改AR17. MPY *AR2+,B ;乘法運(yùn)算B=aixi,并修改AR2 8. MAX A ;求A和B中的最大值 9. BANZ loop1,*AR3- ;若AR30,則循環(huán),并修改AR3；若AR3=0，則不循環(huán) 10. 條件分支轉(zhuǎn)移1. RC TC ;若TC=1，則返回，否則往下執(zhí)行2. CC sub,BNEQ ;若累加器B不等于0，則調(diào)用sub，否則往下執(zhí)行3. BC new,AGT,AOV ;若累加器A>0且溢出，轉(zhuǎn)至new,否則往下執(zhí)行11. 傳送類程序編寫(xiě)一段程序?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)組x20復(fù)制到數(shù)組y20中。1. .bss x, 202. .bss y, 203. ·4. ·5. STM #x, AR26. STM #x, AR37. RPT #198. MVDD *AR2+, *AR3+12. 計(jì)算y=1. .bss x,10 ;給x保留10個(gè)空間2. .bss y,1 ;給y保留1個(gè)空間3. STM #x,AR1 ;設(shè)置數(shù)據(jù)段的首地址4. S