南邮DSP处理器及应用期末复习整理 上

什么是DSP

数字信号处理简称DSP 是利用计算机或专用处理设备，以数字的形式对信号进行分析、采集、合成、交换、滤波、估算、压缩、识别等加工处理，以便提取有用的信息并进行有效的传输与应用。DSP可以代表数字信号处理技术，也可以代表数字信号处理器 2简述数字信号处理与模拟信号处理相比的优越性

具有精确、灵活、抗干扰能力强、可靠性高、体积小、易大规模集成等优点 3什么是哈佛结构，它和传统的冯。诺依曼结构有什么主要区别 哈佛结构采用双存储空间，程序存储器和数字存储器分开，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，大大的提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合与实时的数字信号处理。哈佛结构比那个 有更快的指令执行速度 5 比较DSP、CPU、MCU

DSP数字信号处理器 CPU中央处理器MCU微控制器。DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快。CPU是多功能的处理器，强调的是多功能适应很多不同的环境和任务，所以兼容性是最重要的，浮点运算能力和整数运算能力同等重要。MCU相当于小型电脑内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点

6 DSP芯片在提高芯片运算速度方面采用了哪些措施

采用哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、特殊的指令及集成电路的优化设计 8 衡量DSP芯片运算速度的指标

指令周期；执行一条指令所需的时间2 MAC时间；完成一次乘法-累加运算所需要的时间3 FFT执行时间；运行一次N点FFT程序所需的时间4 MIPS；每秒执行百万条指令5 MOPS; 每秒执行百万次操作6 MFLOPS;每秒执行百万次浮点操作7 BOPS；每秒执行十亿次操作 1 C54x内部总线结构及功能

一共8组16位总线；1组程序总线PB、3组数据总线CB、DB（CD和DB总线用来传送从数据存储器读出的数据）EB（EB总线用来传送写入存储器的数据）4组地址总线PAB、CAB、DAB、EAB

2 TMS320C 54x 的累加器A和B的区别

累加器A的31~16位能被用作乘法累加单元中的乘法器输入，而累加器B不能

3．TMS320C54x CPU内部MCU单元的结构及功能

是把中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低 4．TMS320C54x 的寄存器PMST中OVLY位，DROM位的作用

OVLY：RAM重复占位标志。用来决定片内双寻址数据RAM是否映射到程序空间。当OVLY= 0时，程序存储空间不使用内部RAM。0000H~3FFFH全部定义为外部程序存储空间，此时内部RAM只作为数据存储器使用。当OVLY= 1时，程序存储空间使用内部RAM。内部RAM同时被映射到程序存储空间和数据存储空间0000H~007FH保留，程序无法占用； 0080H~3FFFH定义为内部DARAM DROM：数据ROM。用来决定片内ROM是否可以映射到数据存储空间，= 0时片内ROM不可以不能映射到数据空间，= 1片内ROM的一部分可以映射到数据空间

5．TMS320C5402能够寻址的程序存储器容量1M

6．TMS320C54x的流水线结构

1预取指P将PC中的内容加载PAB .2取指F将读取到的指令字加载PB.3译码D将PB的内容加载IR对IR的内容译码4寻址A 。若需要，数据1读地址加载DAB。若需要，数据2读地址加载CAB。修正辅助寄存器和堆栈指针5读数R.数据1加载DB。数据2加载CB。若需要，数据3写地址加载EAB。6执行X。执行指令。写数据加载EB

7．C54x有多种省电方式，各自的特点

C54x有4种省电方式，分别为闲置方式1、在这种方式下，CPU除了时钟外所有的工作都停止。但外设电路可以继续工作，CLKOUT引脚保持有效。闲置方式2、这种方式可以使片内外设和CPU停止工作，系统功耗有明显减少。可用IDLE2指令进入闲置方式2闲置方式3这种方式是一种完全关闭模式，除了具有闲置方式2的功能外，还可以终止锁相环PLL的工作，大幅度地降低系统功耗。可用IDLE3指令进入闲置方式3，用外部中断来结束。保持方式。这种方式可由HOLD信号初始化， 使CPU的地址总线、数据总线和控制总线处于高阻状态，并可以通过设定HM位，来终止CPU运行。 8．C54xDSP对外部总线寻址的优先级

数据存取的优先级高于程序的读取。 9．TMS320C54x 内部CPU的组成 ① 40位算术逻辑运算单元ALU；② 2个40位的累加器A和B；③ 支持-16~31位移位范围的桶形移位寄存器；④ 能完成乘法-加法运算的乘法累加器MAC⑤ 16位暂存寄存器T；⑥ 16位转移寄存器TRN；⑦ 比较、选择、存储单元CSSU；⑧ 指数译码器；⑨ CPU状态和控制寄存器。 10．程序计数器PC的加载方法

1当进行复位操作时，将地址FF80H加载PC； 2当程序是顺序执行时，则PC被增量加载，即PC=PC+1；3当分支转移发生时，用紧跟在分支转移指后面的16位立即数加载PC；4当执行块重复指令时，若PC+1等于块重复结束地址REA+1，则将块重复起始地址RSA加载PC5当执行子程序调用时，将PC+2的值压入堆栈,然后将调用指令下一个长立即数加载至PC 6 当执行返回指令时，将压入堆栈的值从栈顶取出，加载到PC，回到原来的程序处继续执行；7 当进行硬件中断或软件中断时，将PC值压入堆栈，并将适当的中断向量地址加载PC；8 当执行中断返回时，将压入堆栈的值从栈顶取出，加载到PC，继续执行被中断了的程序

11．TMS320C5402两种工作方式的特点 当MP/ MC=0时，称为微计算机模式。

4000H~EFFFH程序存储空间定义为外部存储器； F000H~FEFFH程序存储空间定义为内部ROM； FF00H~FFFFH程序存储空间定义为内部存储器 当MP/ MC=1时，称为微处理器模式。

4000H~FFFFH程序存储空间定义为外部存储器

12. TMS320C5402的CPU特殊功能寄存器的个数27，地址映像空间0000H~001FH

13. TMS320C5402上电复位后的执行地址FF80H，XPC的值0000H，INTM的值1

14．C54xDSP内核电源和I/O电源供电电压以及上电顺序 1．C54x 的寻址方式及其特点

立即寻址由指令提供一个操作数

绝对寻址由指令提供一个操作数地址

累加器寻址以累加器的内容为地址访问程序空间某单元

直接寻址：寻址地址为DP或SP的值加上指令提供的偏移量 间接寻址：利用辅助寄存器访问存储器

存储器映像寄存器寻址：用来改变映像寄存器，但不影响DP或SP的值 堆栈寻址：用来管理系统堆栈中的操作 2．寄存器ST1中的CPL位的作用

用来决定DP和SP与dmad偏移结合产生的实际地址 CPL=0时，DP9位为高位，7位IR值为低位 CPL=1时，SP16位地址与指令中的7位地址相加

3．循环寻址和位倒序寻址的特点，分别适合数字信号处理中的什么运算

循环寻址，先指定一个辅助寄存器指向循环缓冲区，循环缓冲区的最低位置于2的n次方的边界（2的n次方大于循环缓冲区的长度），且步长应小于或等于循环缓冲区的长度。用在在信号处理常用的卷积、相关、FIR滤波算法中。位倒序寻址，可提高FFT算法的效率

4．C54x指令系统分为几大类，有多少条基本指令，有多少条派生指令

’C54x的指令系统共有129条基本指令，由于操作数的寻址方式不同，由它们可以派生多至205条指令。按指令的功能可分成六大类：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、并行操作指令、 重复操作指令 1．TI DSP 的调试工具，Simulator的作用

C/汇编语言源码调试器、软件仿真器、初学者工具DSK、软件开发系统SWDS、可扩展的开发系统仿真器(XDS510、评价模块EVM板 2．DSP 的C以及汇编语言程序的开发流程

C语言，需调用C54x的C编译器将其编译成汇编语言，并送入C54x的汇编器。。

汇编语言， 直接送给汇编器进行汇编，汇编后产生COFF格式的目标文件，再用连接器进行连接，生成在C54x上可执行的COFF格式的目标文件，并利用调试工具对可执行的目标代码进行调试，以保证应用软件正确无误。最后如果需要，可调用Hex代码转换工具，将COFF格式的目标代码转换成EPROM编程器能接受的代码，将代码烧到EPROM中

3．调试C54x程序，选择Run或者Animate来运行程序，二者有什么区别？

Run，从当前PC位置开始执行程序，遇到断点后停止。Animate每按一次执行到下一个断点处，单个点执行

4．段伪指令的作用，汇编伪指令的作用

段伪指令用于定义相应的汇编语言程序的段，汇编伪指令用于为程序提供数据并指示汇编程序如何汇编源程序

5．汇编器，链接器在段处理中的作用

汇编器对段的处理是通过段伪指令来区别各个段的，并将段名相同的语句汇编在一起。 链接器对段处理时有2个主要任务① 将一个或多个COFF目标文件中的各种段作为链接器的输入段，经链接后在一个执行的COFF输出模块中建立各个输出段； ② 在程序装入时对其重新定位，为各个输出段选定存储器地址。

6．MEMORY和SECTIONS指令的作用，能够编写CMD文件

MEMORY用来定义目标系统的存储器配置空间。SECTIONS，告诉连接器如何将输入段组合成输出端

1．堆栈的作用、寻址特点，建立方法

堆栈使用方法，当向堆栈中压入数据时，堆栈时从高地址向低地址方向填入的。在压入操作时先SP减1，然后将数据压入堆栈；在弹出操作时先从堆栈弹出数据，然后SP加1 2．什么是数的定标？16定点小数的表示方法？定点DSP表示数的范围与精度的关系

在定点DSP芯片中，采用定点数进行数值计算，操作数一般采用整形数。DSP芯片给定的字长、一般16位、决定了整型数的最大范围。通过设定一个小数的小数点在16位中的位置，从而实现对小数的处理 1．C54x定时器的结构

结构，定时寄存器TIM、定时周期寄存器PRD、定时控制寄存器TCR及相应的逻辑控制电路。定时器的基本定时时间公式、定时周期等于CLKOUT×（TDDR加1）×（PRD加1） 2．C54x有多少个可屏蔽中断？16个、SINT15到SINT0 C5402呢？13 其中外部可屏蔽中断有几个？4个 INT3到INT0

3．C54x中断向量表的结构，中断向量入口地址的计算。

中断向量地址是由PMST寄存器中的IRTR（9位中断向量指针）和左移2位后的中断向量序号（中断向量序号为0到31，左移2位后变成7位）所组成 4．定时器的实验程序要能看懂。 一、参考程序：T5.ASM

NAME T5 ；定时器实验 OUTPORT EQU 0CFBOH CSEG AT 0000H LJMP START

CSEG AT 401BH ；定时器/计数器1中断程序入口地址 LJMP INT

CSEG AT 4100H

START：MOV A ,#01H ；首显示码

MOV R1,#03H ；03是偏移量，即从基址寄存器到表首的距离 MOV R0,#5H ；05是计数值

MOV TMOD,#10H ；计数器置为方式1 MOV TL1,#0AFH ；装入时间常数 MOV TH1,#03CH

ORL IE,#88H ；CPU中断开放标志位和定时器 ；1溢出中断允许位均置位 SETB TR1 ；开始计数

LOOP1：CJNE R0,#00,DISP

MOV R0,#5H ；R0计数计完一个周期，重置初值 INC R1 ；表地址偏移量加1 CJNE R1,#31H,LOOP2

MOV R1,#03H ；如到表尾，则重置偏移量初值

LOOP2：MOV A,R1 ；从表中取显示码入累加器

MOVC A,@A+PC JMP DISP

DB 01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH,7FH,0FFH,0FEH,0FCH DB 0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00H,0FFH,00H,0FEH

DB 0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH,0BFH,0DFH DB 0EFH,0F7H,0FBH,0FDH,0FEH,00H,0FFH,00H

DISP： MOV P1,A ；将取得的显示码从P1口输出显示 JMP LOOP1

INT ： CLR TR1 ；停止计数

DEC R0 ；计数值减一

MOV TL1,#AFH ；重置时间常数初值