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《DSP原理及应用(修订版)》邹彦主编课后答案(个人终极修订版)

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《DSP原理及应用(修订版)》邹彦主编课后答案(个人终极修订版)


('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(1.2.1DSP芯片的发展概况)3、可编程DSP芯片有哪些特点?答:课本P3(1.2.2DSP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(3.DSP发展技术趋势)8、简述DSP系统的构成和工作过程。答:课本P10(1.3.1DSP系统的构成)9、简述DSP系统的设计步骤。答:课本P12(1.3.3DSP系统的设计过程)10、DSP系统有哪些特点?答:课本P11(1.3.2DSP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(1.3.4DSP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=6.25ns=0.00000625ms;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(1.CPU)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2.7.2】)声明:1、本人知识能力有限,只能按自己认识来判断答案的正误来编写本资料;2、本资料为《DSP原理及应用(修订版)》邹彦主编的课后答案,仅作参考作用,不一定代表考试方向。3、请尊重劳动成果,祝大家考试顺利!STLMA,AR0STM#10,AR1LDAR1,B解:流水线图如下图:123456789预取指取指译码寻址读数执行STLMA,AR0写AR1预取指取指译码寻址读数执行STM#10,AR1(1stWord)写AR2写AR2预取指取指译码寻址读数执行STM#10,AR1(2ndWord)预取指取指译码寻址读数执行LDAR1,B读AR2解决流水线冲突:最后一条指令(LDAR1,B)将会产生流水线冲突,在它前面加入一条NOP指令可以解决流水线冲突。10、试根据等待周期表,确定下列程序段需要插入几个NOP指令。(流水线等待周期表P53)LD@GAIN,T①STM#input,AR1MPYAR1+,A解:本段程序不需要插入NOP指令(查等待周期表,对于T字段,后面的存储指令需要加入一个等待周期,由于STM是一条双字指令,隐含1个等待周期,所以不用再插入等待周期)STLMB,AR2②STM#input,AR3MPYAR2+,AR3+,A解:本段程序需要在MPYAR2+,AR3+,A语句前插入1条NOP指令(在等待周期表,AR2后面的STM指令不用插入等待,但注2表面在后面的STM指令之前,不能有在执行阶段对,ARx的写操作,而前面的STLM指令正是执行阶段写AR2,所以应插入1个等待周期。)MAC@x,B③STLMB,ST0ADD@table,A,B解:本段程序需要在ADD@table,A,B语句前插入2条NOP指令第三章1、已知(1030H)=0050H,AR2=1040H,AR3=1060H,AR4=1080H。MVKD1030H,AR2(将地址单元1030H中的数据复制到AR2寄存器所指向的数据存储单元中去,因为(1030H)=0050H,AR2=1040H,执行结果(1040H)=0050H,AR2=0050H)MVDDAR2,AR3(在AR2和AR3数据存储器内部传送数据,即AR2指向的存储单元数据=AR3指向的存储单元数据,即:AR2=1040H,AR3=1060H,所以执行结果(1040H)=(1060H)=0050H,AR3=0050H)MVDM1060H,AR4(地址1060H数据向AR4寄存器传送数据。执行结果:(1060H)=AR4=0050H;)运行以上程序后,(1030H)、(1040H)、AR3和AR4的值分别等于多少?解:运行的结果:(1030H)=0050H,(1040H)=0050H,AR3=0050H,AR4=0050H2、已知(1080H)=0020H,(1081H)=0030H。STM#1080H,AR0(AR0=#1080H)STM#1081H,AR1(AR1=#1081H)LDAR0,16,B(把寄存器AR0指向的地址单元中数据左移16位装入累加器B,这时(B)=2000H)ADDAR1,B(把寄存器AR1指向地址单元的数据与累加器B中数据相加传送给B,这时(B)=200030H解:运行以上程序后,(B)=200030H3、阅读以下程序,分别写出运行结果。.bssx,4.datatable:.word4,8,16,32……STM#x,AR1RPT#2MVPDtable,AR1+解:数据表table中的常量4传送到以变量x的地址为地址的存储单元中;数据表table中的常量8传送到以变量x+1的地址为地址的存储单元中;数据表table中的常量16传送到以变量x+2的地址为地址的存储单元中;.bssx,4.datatable:.word4,8,16,32……STM#x,AR1RPT#2MVPDtable,+AR2解:数据表table中的常量4传送到以变量x+1的地址为地址的存储单元中;数据表table中的常量8传送到以变量x+2的地址为地址的存储单元中;数据表table中的常量16传送到以变量x+3的地址为地址的存储单元中;4、NOP指令不执行任何操作,它起什么作用?答:延时作用,在指令中加入NOP指令可以避免流水线冲突。延时几个周期,避免流水线冲突;需要精确延时程序时,也会用到NOP指令。5、TMS320C54x的数据寻址方式各有什么特点?应该应用在什么场合?答:课本P89(本章小结)第四章1、软件开发环境有哪几种?在非集成开发环境中,软件开发常采用哪些部分?答:可以在两种开发环境中进行C54X的开发:非集成的开发环境和集成的开发环境。在非集成开发环境中,软件开发常采用:编辑、汇编、链接、调试等部分。2、什么是COFF格式?它有什么特点?答:课本P94(4.3COFF的一般概念)3、试说明.text段、.data段和.bbs段分别包含什么内容?答:课本P94(4.3.1COFF的一般概念)4、程序员如何定义自己的程序段?5、链接器对段是如何处理的?答:课本P98(4.3.3链接器对段的处理)6、什么是程序的重新定位?答:课本P99(4.3.4链接器对程序的重新定位)7、宏定义、宏调用和宏展开分别指的是什么?答:课本P112(4.4.4宏定义和宏调用)8、链接器能完成什么工作?链接器命令文件中,MEMORY命令和SECTIONS命令的任务是什么?答:课本P114(4.5链接器的使用,4.5.4MOMERY命令,4.5.5SECTIONS命令)第五章1、能用伪指令(如data)或运算符(如ADD)作为标号吗?为什么?(参考课本P126标号区的格式要求)2、标号和注释有什么差别?它们在程序运行中作用一样吗?答(参考课本P1291.标号;注释是程序的人选项。注释可以由ASCII码和空格组成。注释在汇编源清单中显示,但不影响汇编。注释在程序中的作用是说明语句的含义,以便对软件进行维护。)3、两个数相乘,如果结果溢出,DSP系统会报警吗?答:不会。当发生溢出时,自动将结果设置为最大或最小值。4、伪指令起什么作用?它占用存储空间吗?答:伪指令给程序提供数据和控制汇编过程。答:它多用于代码编译的,硬件并不认识汇编语言,它们只认机器语言,程序的运行涉及由高级语言汇编成汇编语言,再由汇编语言编译成机器语言,最后由硬件执行机器语言。编译过程中,伪指令起作用,但是伪指令不产生目标代码,仅仅是帮助编译器准确的把其他指令编译出来。因此,伪指令在代码编译过程中所起的功能,在程序运行时伪指令已经不存在了,因为代码是编译好后才执行的。伪指令不占用存储空间。5、在堆栈操作中,PC当前地址为4020H,SP当前地址为0013H,运行PSHMAR7后,PC和SP的值分别是多少?(PSHMAR7是压栈操作(完成后PC指针+1,堆栈指针SP-1)答:PC=4021H,SP=0012H6、试编写0.25×(-0.1)的程序代码。参考程序如下:.title"FracAmp.asm".mmregs.global_c_int00.bssx,1.bssy,1.bssz,1.dataAmpCoef:.word2532768/100.word-132768/10.text_c_int00:ssbxFRCTstm#x,ar1rpt#0x1mvpd#AmpCoef,ar1+stm#x,ar2stm#y,ar3mpyar2,ar3,AsthA,ar1Wait:bWait.end7、将定点数0.00125用浮点数表示。解:A=28H;T=19H8、试写出以下两条指令的运行结果:EXPA①A=FFFD876624T=0000则以上指令执行后,A、T的值各是多少?解:A=0xFFFD876624;T=5NORMB②B=420D0D0D0D,T=FFF9则以上指令执行后,B、T的值各是多少?解:B=0x841A1A1A,T=FFF99、阅读以下程序,写出运行结果。.bssy,5table.word1,2,3,4,5STM#y,AR2RPT#5MVPDtable,AR2+LD#0,BLD#81h,AR5(有误,应改为STM#81H,AR5)STM#0,ASTM#4,BRCSTM#y,AR5RPTBsub-1ADDARM5,B,ASTLA,AR5+sub:LD#0,B运行以上程序后,(81H),(82H),(83H),(84H)和(85H)的值分别是多少?答:(81H)=0001H,(82H)=0002H,(83H)=0003H,(84H)=0004H,(85H)=0005H。10、CALL指令调用子程序与循环语句有什么不同?答:CALL指令调用子程序:课本P135(子程序调用指令表);循环语句:课本P137(5.3.2循环操作程序)11、多次循环嵌套时,能够从最内一层循环直接跳到最外一层循环吗?若能,则采用什么方式呢?12、在不含循环的程序中,RPTZ#3语句和其前一句、后一句以及后第二句各运行多少次?答:RPTZ#3语句和其前一句运行1次,后一句运行3次,后第二句运行1次。第六章1、FIR和IIR数字滤波器都有哪些设计方法?每种设计方法的步骤是什么?(参考课本P179~P181)2、与FIR滤波器比较,IIR滤波器有哪些优缺点?(参考课本P1676.2IIR滤波器的DSP实现)3、二阶IIR滤波器,又称为二阶基本节,其结构图可以分为几种类型?各有什么特点?(参考课本P1681.二阶IIR滤波器)4、略5、FIR滤波器的算法为y(n)=a0x(n)+a1x(n-1)+a2x(n-2)+a3x(n-3)+a4x(n-4),试用线性缓冲区和直接寻址的方法实现。(参考课本P161~P162,只是对课本一些参数稍作修改便是答案)解:.title“FIR1.ASM”.mmregs.defstartx.usect“x”,5PA0.set0PA1.set1.dataCOEF:.word132768/10;定义a4=0.1.word-332768/10;定义a3=-0.3.word532768/10;定义a2=-0.5.word-332768/10;定义a1=-0.3.word132768/10;定义a0=-0.1.textstart:SSBXFRCTSTM#x+5,AR2STM#4,AR0LD#x+1,DPPORTRPA1,@x+1FIR1:RPTZA,#4MACDAR2-,COEF,ASTHA,AR2PORTWAR2+,PA0BDFIR1PORTRPA1,AR2+0.end6、试用线性缓冲区和间接寻址方法实现题6.5算法的FIR滤波器。(参考课本P162~P163,只是对课本一些参数稍作修改便是答案)解:.title“FIR2.ASM”.mmregs.defstart.bssy,1xn.usect“xn”,5b0.usect“a0”,5PA0.set0PA1.set1.datatable:.word132768/10;定义a4=0.1.word-332768/10;定义a3=-0.3.word532768/10;定义a2=0.5.word-332768/10;定义a1=-0.3.word132768/10;定义a0=0.1.textstart:SSBXFRCTSTM#b0,AR1RPT#4MVPDtable,AR1+STM#xn+4,AR2STM#b0+4,AR3STM#5,BKSTM#-1,AR0LD#xn,DPPORTRPA1,@xnFIR2:RPTZA,#4MACAR2+0%,AR3+0%,ASTHA,@yPORTW@y,PA0BDFIR2PORTRPA1,AR2+0%.end7、~12、略第七章1、试列举主机与PHI通信的连接单元?并分别说明它们的功能。(参考课本P2007.1’C54x的主机接口)2、已知TMS320C54X的CLKOUT频率为4MHz。①在SAM工作方式下,主机的时钟频率是多少?解:在SAM工作方式下,主机频率可达3.2MHz或2.4MHz。②在HOM工作方式下,主机的时钟频率与TMS320C54X的时钟频率有关吗?答:在HOM工作方式下,主机的时钟频率与TMS320C54X的时钟频率无关。3、试分别说明下列有关定时器初始化和开放定时中断语句的功能。STM#0040H①,IFR(课本有误,此处应为STM#0080H,IFR)解:清除外部中断2标志位。STM#0080H②,IMR解:允许定时器T1或DMAC1中断(使用哪一种中断由DMA通道优先级和使能控制寄存器DMPREC控制。在复位以后,中断被配置为定时器T1中断)。RSBXINTM③解:使能所有可屏蔽中断。STM#0279H④,TCR解:设置定标计数器的值PSC为9;定时器分频系数为9;以PRD中的值加载TIM,以TDDR中的值加载PSC;定时器停止工作。4、假设时钟频率是40Mhz,试编写在XF端输出一个周期为2ms的方波程序段。(参考课本P207程序,只要将课本程序中STM#1599,TIM0和STM#1599,PRD0改为STM#3999,TIM0和STM#3999,PRD0即可。注意计算到的Tt=1ms(高电平和低电平各1ms,故周期为2ms)。定时器基本计算公式在课本P206)解:(定时半周期=CLKOUT(TDDR+1)(PRD+1);1/2T=(1/40M)(9+1)(3999+1)=1ms);abc1.asm;定时器0寄存器地址TIM0.set0024HPRD0.set0025HTCR0.set0026H;K_TCR0:设置定时器控制寄存器的内容K_TCR0_SOFT.set0b;Soft=0K_TCR0_FREE.set1b;Free=1K_TCR0_PSC.set1001b;PSC=9HK_TCR0_TRB.set1b;TRB=1K_TCR0_TSS.set0b;TSS=0K_TCR0_TDDR.set1001b;TDDR=9K_TCR0.setK_TCR0_SOFTK_TCR0_FREEK_TCR0_PSCK_TCR0_TRBK_TCR0_TSSK_TCR0_TDDR;初始化定时器0;Tt=25(9+1)(3999+1)=1000000(ns)=1(ms)STM#0010H,TCR0STM#3999,TIM0STM#3999,PRD0STM#K_TCR0,TCR0STM#0080H,IFRSTM#0080H,IMRRSBXINTMRET;定时器0的中断服务子程序:通过引脚XF给出t0_flag.usect“vars”,1;若t0_flag=1则XF=1,若t0_flag=0则XF=0time0_rev:PSHMTRNPSHMTPSHMST0PSHMST1BITFt0_flag,#1BCxf_out,NTCSSBXXFST#0,t0_flagBnextxf_out:RSBXXFST#1,t0_flagnext:POPMST1POPMST0POPMTPOPMTRNRETE5、TMS320C54x的串口有哪几种类型?答:课本P213(7.3’C54x的串行口)6、试叙述标准串行接口数据的发送程序。7、试分别说明下列语句的功能。STM#SPCR10①,SPSA0STM#0001H,BSP0解:对串口控制寄存器SPCR10赋值。不使用数字循环返回模式,接收数据DRR[1,2]采用右对齐方式,连续时钟方式,DX使能判断,接收中断由RRDY产生,接收移位寄存器未超载,串口接收器准备好,使能串口接收器。STM#SPCR20②,SPSA0STM#0081H,BSP0解:对串口控制寄存器SPCR20赋值。串口使用软件模式,帧同步逻辑、采样率发生器复位,由发送准备好XRDY驱动发送中断;发送移位寄存器为空,发送器未准备好,使能串口发送器。STM#SPCR20③,SPSA0ORM#01000001B,BSP0解:修改串口控制寄存器SPCR20的值。由采样率发生器产生帧同步信号,使能串口发送器。8、已知中断向量TINT=013H,中断向量地址指针IPTR=0111H,求中断向量地址。解:中断向量地址=(100010001B)<<9+(10011)<<2=88CCH第八章1、一个典型的DSP系统通常有哪些部分组成?画出原理框图。答:(1)一个完整的DSP系统通常是由DSP芯片和其他相应的外围器件构成。一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等。DSP系统的工作过程:①将输入信号x(t)经过抗混叠滤波,滤掉高于折叠频率的分量,以防止信号频谱的混叠。②经过采样和A/D转换器,将滤波后的信号转换为数字信号x(n)。③数字信号处理器对x(n)进行处理,得数字信号y(n)。④经D/A转换器,将y(n)转换成模拟信号;⑤经低通滤波器,滤除高频分量,得到平滑的模拟信号y(t)。(2)原理框图:课本P267图8.5.12、DSP系统硬件设计过程都有哪些步骤?答:第一步:确定硬件实现方案;第二步:器件的选择;第三步:原理图设计;第四步:PCB设计;第五步:硬件调试;3、在TMS320C54x芯片中,能否从一种分频方式直接切换到另一种分频方式,写出切换步骤。4、一个DSP系统采用TMS320C54x芯片,而其他外部接口芯片采用5V器件,试为该系统设计一个合理的电源。(参考课本P2498.2.1电源电路的设计)5、试为DSP系统设计一个复位电路,要求该电路具有上电复位、手动复位和监视系统运行等功能。答:课本P252(图8.2.7和图8.2.8,监视系统:“看门狗”电路)6、将TMS320C5402芯片从2分频切换到4分频方式,试编写相应的程序。答:(2分频与4分频之间也不能直接切换,要先把2分频切换到倍频方式(PLL方式),然后再切换到4分频。)STM#F007H,CLKMD;切换到PLL1方式Status:LDMCLKMD,A;测试PLLSTATUS位XOR#F007H,A;异或-->相同为0,不同为1BCStatus,ANEQ;若A≠0,则转移,表明还没有切换到PLL方式;若A=0,则顺序执行,已切换到PLL方式STM#F000H,CLKMD;切换到4分频方式7、TMS320VC5402外接一个128K×16位的RAM,其结构如题图8.1所示。试分析程序区和数据区的地址范围,并说明其特点。解:图中接法RAM的前64K字(0000H—FFFFH)为程序区,后64K字(10000H—1FFFFH)说明:程序区和数据区地址均为0000H—FFFFH如果内部RAM设置为有效,则相同地址的外部RAM自动无效。当外部RAM的存取速度达不到全速运行要求时,需要根据速度设置插入的等待状态数。8、TMS320VC5402外接一个128K×16位的RAM,采用混合程序区和数据区扩展法,连接电路如题图8.2所示。试分析程序区和数据区的地址范围。答:程序和数据都存储在同一片SRAM中,不论程序还是数据都可以访问8000H—FFFFH中的任一地址。为了保证系统的正确运行,需将这32K字空间划分为程序区和数据区,可以是程序占据8000H-BFFFH前16K字,数据占据C000H-FFFFH后16K字,也可是程序占8K,数据占24K等。划分完全取决于应用程序的需要,可以灵活掌握,但必须确保程序和数据区的相互分离,以免形成冲突。9、Inte128F400B3是一种64K×16位的Flash存储器,其控制逻辑信号如图表8.1,试将该存储器作为DSP的外部数据存储器进行扩展。若要将该芯片进行程序存储器扩展,该如何连接?题表8.1Intel128F400B3的控制逻辑信号引脚功能引脚功能—CE片选—RP复位—OE输出使能—WP写保护—WE写控制Vpp电源答:TMS320VC5402D15~D0A15~D0__R/W___DS___RS__WPVppI/O15~I/O0A15~A0_____WE___CE______RPOEIntel28F400B316163.3V10、~13、略',)


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