DSP原理课练习题-应电-参考答案一

《DSP原理与应用》练习题

32学时版本

用于2010级应用电子

1.在16位定点DSP中，一个16位二进制数在Q15表示法下的含义是第15位为符号位，第14~0位为小数位；在Q12表示法下的含义是第15位为符号位，第14~12位为整数位，第11~0位为小数位；在Q11表示法下的含义是第15位为符号位，第14~13位为整数位，第10~0位为小数位。由此类推。试写出下面问题的答案：

根据教材P7的公式

⑴16位二进制数10AAH在Q15表示法下的十进制数值是多少？在Q11表示法下的十进制数值是多少？

Q15表示法下的十进制数值是4266/32768= 0.13018798828125

Q11表示法下的十进制数值是4266/2048= 2.0830078125

⑵16位二进制数C650H在Q15表示法下的十进制数值是多少？在Q12表示法下的十进制数值是多少？

Q15表示法下的十进制数值是-14768/32768=- 0.45068359375

Q12表示法下的十进制数值是- 14768/4096= - 3.60546875

⑶十进制正数0.625在Q15表示法下的二进制数是多少？在Q11表示方法下的二进制数是多少？

Q15表示法下的二进制数是0.625x32768=5000H

Q11表示法下的二进制数是0.625x2048=0500H

⑷十进制负数-6.375在Q12表示法下的二进制数是多少？在Q11表示方法下的二进制数是多少？

-6.375x4096=-6600H=9A00H

-6.375x2048=-3300H=CD00H

2.在课程内的VC5402 DSP上，一个16位二进制数的Q15表示是第15位为符号位，第14~0位为小数位。已知两个Q15数相乘的乘积存放于累加器A中。FRCT=0时A为16进制002C000000H。该乘积的十进制数是多少？FRCT=1时A为16进制FFC8000000H，该乘积的十进制数又是多少？

FRCT=0时A低30位为小数位，乘积=2C000000/230=11/24=0.6875

或者写出2C000000H小数点后的二进制为1011B，得2-1+2-3+2-4=11/24=0.6875

FRCT=1时A低31位为小数位，乘积=C8000000H/231=-38000000H/231=-7/24=-0.4375

或者写出-38000000H小数点后的二进制为0111B，得2-2+2-3+2-4=7/24=-0.4375

3.在C54x DSP的C语言开发环境中，数据类型与通常的C语言开发环境的数据类型不同，主要数据类型如下表所示：

现在利用一个15阶Hamming低通滤波器对16位音频信号进行FIR滤波。在C54x DSP和CCS2.2上的C语言程序如下：

const double coef[15] = { 0.00482584, 0.00804504,-0.00885584,-0.04291741,

-0.02903702, 0.09725365, 0.28342322, 0.37452503,

0.28342322, 0.09725365,-0.02903702,-0.04291741,

-0.00885584, 0.00804504, 0.00482584};

void fir(int *x, int *y)

{

int i, j;

for (i = 0; i < 1024; i++)

{

double accumulator = 0.0;

for (j = 0; j < 15; j++)

{

accumulator += x[i - j] * coef[j];

}

y[i] = (int)accumulator;

}

}

以上表达式中，x, y分别是低通滤波输入、输出的16位整型数组变量。

现在要求把以上过程优化为在C54x平台上运行的精度最高、执行效率最高的16位定点运算形式。试写出在C54x DSP和CCS2.2环境下完成16位相乘和32位累加的定点运算的C程序。

第一步：把滤波器系数转化为Q15定点数

第二步：把乘累加转化为整数乘法，Q15乘以整数的小数点位置在第14位和第15位之间，累加结果为32位整数，其中最高两位为符号位，接着15位为整数，低15位为小数

第三步：舍去低15位小数，取一位符号位和15位整数位作为滤波输出结果

const int coef[15]={158, 264, -290, -1406, -951, 3187, 9287, 12272, 9287, 3187, -951, -1406, -290, 264 158};

void fir(int *x, int *y)

{

int i, j;

for (i = 0; i < 1024; i++)

{

long accumulator = 0;

for (j = 0; j < 15; j++)

{

accumulator += x[i - j] * coef[j];

}

y[i] = (int)(accumulator>>15);

} }

4. 解决图像编码中常见的8x8离散余弦变换在VC5402 DSP 上定点运算问题。 ⑴ 用C 语言编写VC5402上用定点运算实现8

cos

2214

cos 153π

π

?+?的程序，并且把最后结果存放

到16位整型变量r 中。数据类型见前面题3的表格。

4

cos π

的Q15定点数是23170，5A82H 8

cos

π

的Q15定点数是30274，7642H

const int x[2]={153,221}; const int y[2]={23170,30274}; long a; int r;

a=x[0]*y[0]+x[1]*y[1]; r=(int)(a>>15);

或者C 程序也可写成： long a; int r;

a=153*23170+221*30274; r=(int)(a>>15);

⑵ 用C54x 汇编指令写出用定点运算实现8

cos

2214

cos 153π

π

?+?的代码，并且把最后结果转换为

16位整数存放到1102H 的地址中。 1000H 存放153，1001H 存放221 1002H 存放23170，1003H 存放30274

SSBX FRCT

STM #1000H,AR2 STM #1002H,AR3 STM #1102H,AR1 RPTZ A,#1

MAC *AR2+,*AR3+,A STH A,AR1

⑶ 现有一个8位无符号字符数216，对其执行浮点运算8

cos

4

cos 216π

π

??。在VC5402 上的汇编指

令代码段如下： SSBX FRCT MPY *(1000H),#216,A MPYA *(1001H)

STH B,*(1002H)

运算前数据页1000H 和1001H 的地址存放的数据是多少？运算后数据页1002H 的地址存放的结果是多少？

是多少？

用CCS 可以算出140，与笔算一致 笔算方法：216*23170= 5004720，取1位符号和15位得152，乘以30274后再取1位符号和15位得140

运算前数据页1000H 的地址存放的数据是327684

cos ?π

=23170=5A82H 运算前数据页1001H 的地址存放的数据是327688

cos

?π

=30274=7642H

运算后数据页1002H 的地址存放的结果是8CH=140

⑷ 上面⑶的运算精度偏低。如何在⑶中插入移位指令提高运算精度？写出完整的指令代码。 在第一次乘法后果把A 左移8位，接着在第二次乘法后右移8位 SSBX FRCT MPY *(1000H),#216,A SFTA A,#8 MPYA *(1001H) SFTA B,#-8 STH B,*(1002H) 这样可得141

⑸ 在以上⑴～⑷的基础上简述如何在VC5402上使用MAC 指令通过双重循环嵌套的16位定点乘累加运算求出一个图像数据的8x8离散余弦变换系数？

忽略常数项的8x8离散余弦变换为：

],[u,v,x,y y x y x f v u F x y 70 16)12(cos 16)12(cos

),(),(707

0∈++=∑∑==π

π ],[u,v,x,y y x y x f v u F x y 70 16

)12(cos 16)12(cos

),(),(7

07

∈++=∑∑==π

π 用3276816

)12(cos

?+π

x 后取整的方法，求出8个余弦常数的Q15数，存放到内存。 把FRCT 置1

在内循环用MAC 指令计算),(y x f 与Q15余弦常数的乘累加，32位结果存放A 累加器

在外循环用MAC 指令计算A 的高16位与Q15余弦常数的乘累加，高16位为最后结果。

5. 在VC5402汇编语言程序中需要连续读取散布于数据页地址0A06H ，0A27H ，0A3AH ，0A53H ，0A65H ，0A92H ，0ACAH ，0AE0H 中的8个数据。要求以最少指令和最快速度读入这8个地址的数据。写出执行指令。注意读入8个地址数据的次序不能改变。 如全写成绝对寻址，得一半分

LD *(0A06H), A

LD *(0A27H), A

LD *(0A3AH), A

LD *(0A53H), A

LD *(0A65H), A

LD *(0A92H), A

LD *(0ACAH), A

LD *(0AE0H), A

满分答案：

RSBX CPL或者CPL=0时

LD #14H,DP

LD @06H,A

LD @27H,A

LD @3AH,A

LD @53H,A

LD @65H,A

LD #15H,DP

LD @12H,A

LD @4AH,A

LD @60H,A

6.当VC5402内部ST1状态寄存器第14位CPL=1同时数据页指针寄存器DP=1000H，堆栈指针寄存器SP=0275H时，指令LD 2AH, A和LD 82H, A所读取的数据页地址是多少？当CPL=1同时DP=0480H，SP=1C22H时，指令LD 40H, A和LD 2A6H, A所读取的数据页地址又是多少？

CPL=1，指令LD 2AH, A和LD 82H, A所读取的数据页地址分别是029FH和0277H

CPL=1，指令LD 40H, A和LD 2A6H, A所读取的数据页地址分别是1C62H和1C48H

注意，DP有效位数9位，直接寻址位数7位

7.现在需要对16位整型音频信号数据执行512点FFT，待处理数据放在数据页首地址为0A00H，长度为512的缓冲区内。在按时间抽取基2 FFT碟形运算中输入数据倒序，输出数据顺序。

⑴写出在一个512次循环中以降序ARx-0B读入数据页0BFFFH~0A00H的256个输入数据的汇编指令代码。

STM #0BFFH, AR1

STM #256, AR0

STM #511, AR2

loop:

LD *AR1-0B, A

BANZ loop, *AR2-

或者

STM #0BFFH, AR1

STM #256, AR0

STM #511, BRC

RPTB end_loop – 1

LD *AR1-0B, A

end_loop:

或者

STM #0BFFH, AR1

STM #256, AR0

RPT #511

LD *AR1-0B, A

⑵在⑴中已经读取0A65H地址的数据后，随后连续8次读取的输入数据的地址是多少？要求写出详细计算过程，光写对答案不能得满分。

计算过程，光写对答案不能得满分。

第1次：0000,1010,0110,0101-1,0000,0000B=0000,1011,1010,0101=0BA5H

第2次：0000,1011,1010,0101-1,0000,0000B=0000,1010,1010,0101=0AA5H

第3次：0000,1010,1010,0101-1,0000,0000B=0000,1011,0010,0101=0B25H

第4次：0000,1011,0010,0101-1,0000,0000B=0000,1010,0010,0101=0A25H

第5次：0000,1010,0010,0101-1,0000,0000B=0000,1011,1100,0101=0BC5H

第6次：0000,1011,1100,0101-1,0000,0000B=0000,1010,1100,0101=0AC5H

第7次：0000,1010,1100,0101-1,0000,0000B=0000,1011,0100,0101=0B45H

第8次：0000,1011,0100,0101-1,0000,0000B=0000,1010,0100,0101=0A45H

8.现在需要对16位整型音频信号数据执行128点FFT，待处理数据放在数据页首地址为1200H，长度为128的缓冲区内。在按时间抽取基2 FFT碟形运算中输入数据倒序，输出数据顺序。

⑴写出在一个128次循环中以升序ARx+0B读入数据页1200H~127FH的128个输入数据的汇编指令代码。

STM #1200H, AR1

STM #64, AR0

STM #127, AR2

loop:

LD *AR1+0B, A

BANZ loop, *AR2-

或者

STM #1200H, AR1

STM #64, AR0

STM #127, BRC

RPTB end_loop – 1

LD *AR1+0B, A

end_loop:

或者

STM #1200H, AR1

STM #64, AR0

RPT #127

LD *AR1+0B, A

⑵在⑴中已经读取1239H地址的数据后，随后连续8次读取的输入数据的地址是多少？要求写出详细计算过程，光写对答案不能得满分。

第1次：0001,0010,0011,1001+0100,0000B=0001,0010,0111,1001=1279H

第2次：0001,0010,0111,1001+0100,0000B=0001,0010,0000,0101=1205H

第3次：0001,0010,0000,0101+0100,0000B=0001,0010,0100,0101=1245H

第4次：0001,0010,0100,0101+0100,0000B=0001,0010,0010,0101=1225H

第5次：0001,0010,0010,0101+0100,0000B=0001,0010,0110,0101=1265H

第6次：0001,0010,0110,0101+0100,0000B=0001,0010,0001,0101=1215H

第7次：0001,0010,0001,0101+0100,0000B=0001,0010,0101,0101=1255H

第8次：0001,0010,0101,0101+0100,0000B=0001,0010,0011,0101=1235H

9.使用VC5402 DSP芯片对一无限长的16位整型音频信号序列执行103阶FIR带通滤波。需要分配滤波数据缓冲区FIR_DATA和滤波系数缓冲区FIR_COEF。现有的在C54x DSP和CCS2.2环境下的C 语言程序fir.c和相应的链接命令文件fir.cmd如下：

fir.c文件：

int fir_data[103];

int fir_coef[103];

main()

{

fir(fir_data, fir_coef, signal_len, fp_in, fp_out); //执行FIR滤波的汇编函数

}

fir.cmd文件：

MEMORY

{

PAGE 0: /* program space */

VECS: origin = 0x0080, length = 0x0080 /* vector table space */

PROG: origin = 0x0100, length = 0x2B00 /* program memory space */

PAGE 1: /* data space */

DA T1: origin = 0x2C00, length = 0x1400 /* application data */

DA T2: origin = 0x4000, length = 0x4000 /* application data */

}

SECTIONS

{

.vectors : {} > VECS PAGE 0 /* interrupt vector table */

.text : {} > PROG PAGE 0 /* program code */

.data : {} > PROG PAGE 0 /* initialized data */

.coeffs : {} > PROG PAGE 0 /* initialized parameters */

.stack : {} > DAT1 PAGE 1 /* software stack section */

.variable : {} > DAT2 PAGE 1 /* uninitialized vars for DSP&AIC10 */

.bss : {} > DAT2 PAGE 1 /* uninitialized vars for applications */

}

于是滤波数据缓冲区FIR_DA TA和滤波系数缓冲区FIR_COEF 都在片外SRAM中。现在为了提高执行效率尤其在汇编函数中使用双操作数寻址，需要令滤波数据缓冲区FIR_DATA和滤波系数缓冲区FIR_COEF 在片内DARAM中。在上面的C语言程序fir.c和相应的链接命令文件fir.cmd中需要做出哪

些改动？写出所有改动的地方。

fir.cmd文件：

SECTIONS

{

.internal: {} > DAT1 PAGE 1

}

fir.c文件：

#pragma DATA_SECTION(fir_data , ".internal");

#pragma DATA_SECTION(fir_coef , ".internal");

10.使用VC5402芯片对一无限长的16位整型音频信号序列执行43阶Hamming低通滤波。每生成一个输出值，线性缓冲区法需要执行43次移动，而循环缓冲区法不需要这样的43次移动，省略43次数据搬移操作，执行效率更高。汇编代码如下：

FIR_FILTERING:

STM #FIR_DATA_PTR+FILTER_LEN-1, ①

STM #FIR_COEF_PTR, ②

STM #SIGNAL_LEN-1, AR2

STM #TEMPBUFF,AR1

STM #1, AR0

loop2:

STM ③, BK

PORTR PA1, *AR4+%;PA1为输入端口号

LD #0, A

STM ④, AR3

loop1:

MAC ⑤, ⑥, A

BANZ loop1, *AR3-

STH ⑦, *AR1

PORTW *AR1,PA2;PA2为输出端口号

BANZ loop2, *AR2-

其中FIR_DATA_PTR指向输入缓冲区FIR_DA TA，FIR_COEF_PTR指向滤波系数缓冲区

FIR_COEF。

试写出下面问题的答案：

① 对上面汇编指令代码段中的7个空填入正确答案，使得程序完善并且正确运行。

① AR4, ②AR5, ③#43, ④#42, ⑤*AR4+0%,⑥*AR5+0%,⑦A

⑵为获得正确的滤波结果，对滤波数据缓冲区FIR_DA TA和滤波系数缓冲区FIR_COEF有何要求？

要求滤波数据缓冲区fir_data和滤波系数缓冲区fir_coef的首地址能被64整除，即首地址的低6位为0。

⑶C程序在VC5402片内DARAM中定义了一段连续内存空间。其它任务分配完后整型指针变量LoopBufHead指向这段内存空间的未分配空间的顶部，具体数值不详。现使用LoopBufHead分配滤波数据缓冲区FIR_DA TA和滤波系数缓冲区FIR_COEF。要求在循环缓冲区法的FIR滤波中取得正确滤波结果。写出设置FIR_DA TA_PTR和FIR_COEF_PTR的C程序代码。

fir_data_ptr=(LoopBufHead+63)&(~63);

fir_coef_ptr=((LoopBufHead+63)&(~63))+64;

注：对于任意地址Address，(Address+63)&(~63)求得一个大于等于Address且满足低6位全零的地址

⑷在上面的汇编指令代码段执行过程中，读出指向输入缓冲区的辅助寄存器在loop1标号前为12A3H，执行完43次MAC指令后是多少？读出指向滤波系数缓冲区的辅助寄存器为12E8H，然后连续执行8次MAC指令所访问的8个内存地址分别是多少？

执行完43次MAC指令后仍然是12A3H 在模43的环内，任意数加上43仍然为原数

连续执行8次MAC指令所访问的8个内存地址分别是12E9H, 12EAH, 12C0H, 12C1H, 12C2H, 12C3H, 12C4H, 12C5H 首地址是12E8H的最低6位全零的地址，即12C0H

11.在上面题10标示为FIR_FILTERING的使用循环缓冲区法完成FIR滤波的汇编指令代码段中存在两重循环嵌套。现有代码采用根据辅助寄存器进行条件跳转的方法实现循环。C54x DSP还提供另外一种执行效率更高的实现循环的方法，即重复和块重复。试写出下面问题的答案：

⑴重复指令RPT和RPTZ使用C54x DSP内核什么专门的寄存器或者标志位？把他们全部列举出来。重复指令RPT和RPTZ使用C54x DSP内核RC寄存器

⑵块重复指令RPTB使用C54x DSP内核什么专门的寄存器或者标志位？把他们全部列举出来。

块重复指令RPTB使用C54x DSP内核BRC、RSA、REA寄存器和ST1寄存器的BRAF位

⑶对上面题10标示为FIR_FILTERING的使用循环缓冲区法完成FIR滤波的汇编指令代码段进行优化，用重复指令和块重复指令完全消除根据辅助寄存器进行条件跳转的指令。写出完整的FIR滤波的汇编指令代码段。

FIR_FILTERING:

STM #FIR_DATA_PTR+FILTER_LEN-1, AR4

STM #FIR_COEF_PTR, AR5

STM #SIGNAL_LEN-1, BRC

STM #TEMPBUFF,AR1

STM #1,AR0

STM #43，BK

RPTB end_loop - 1

PORTR PA1, *AR4+%;PA1为输入端口号

RPTZ A,#42

MAC *AR4+0%, *AR5+0%, A

STH A, *AR1

PORTW *AR1,PA2;PA2为输出端口号

end_loop

12.上面10题由C语言主函数调用汇编子函数fir，形式如下：

void fir(int *fir_ptr, int *coeff_ptr, long len, FILE * fp_in, FILE *fp_out)

其中第一形参为指向输入缓冲区的16位整型指针变量fir_data，第二形参为指向滤波系数缓冲区的16位整型指针变量fir_coef，第三形参为32位的信号长度，第四、第五形参分别为16位的输入、输出磁盘文件指针。从C语言主函数进入汇编子函数时ST1状态寄存器的CPL位为1。试写出下面问题的答案：

C语言调用汇编子程序时C编译器规则：

从C主程序一进入汇编子程序，SP指向返回地址，累加器A存放第一个形参，SP+1指向第二个形参，SP+2指向第三个形参，。。。。。。由此类推

在汇编子程序开头，用pshm保护现场，每条pshm指令使SP递减1。还使用frame指令为子程序内局部变量分配内存空间。

子程序返回时通过累加器A向主程序输出返回值

⑴在跳入汇编子函数fir并且执行如下现场保护后，写出把这五个形参数值传输至累加器B的指令。其中16位形参传输至B的低16位，32位形参（在堆栈中已经偶地址对齐）传输至B的32位。

PSHM AR1

PSHM AR6

PSHM AR7

PSHM AR0

PSHM ST1

FRAME #-13

注意FRAME #-13的操作数是负13。

LDM AL, B或者STLM A, B

LD @19, B

DLD @20,B

LD @22,B

LD @23,B

或者

LDM AL, B或者STLM A, B

LD *SP(19), B

DLD *SP(20), B

LD *SP(22), B

LD *SP(23), B

⑵写出返回C语言主函数前执行现场恢复的汇编指令代码。

FRAME #13

POPM ST1

POPM AR0

POPM AR7

POPM AR6

POPM AR1

13.已知AR2和AR3分别指向内存的两个32位数a和b，试写出下面问题的答案：

⑴a=FFE3FF9AH，b=003D018CH，当ST1状态寄存器第7位C16=0时依次执行DLD *AR2, A和DADD *AR3, A, A后，累加器A的数值是多少？当C16=1时完成同样的加法运算，累加器A的数值又是多少？C16=0时累加器A的数值是0x0000210126；C16=1时累加器A的数值是0x0000200126

C16=0:双精度方式；

C16=1：双16位运算方式；

⑵a=0072FF6AH，b=FF8201B8H，当ST1状态寄存器第7位C16=0时依次执行DLD *AR2, A和DSUB *AR3, A, A后，累加器A的数值是多少？当C16=1时完成同样的加减运算，累加器A的数值又是多少？C16=0时累加器A的数值是0x0000F0FDB2；C16=1时累加器A的数值是0x0000F0FDB2

14. 现在需要对信号缓冲区的256个16位有符号整数的音频信号数据减去其均值（直流分量），成为交流信号。信号缓冲区在数据页，首地址2C00H 。均值存放于数据页2D00H 地址中。去直流分量的汇编指令代码如下： STM #2C00H, AR1 LD *(2D00H), B STM #255, AR0 loop: LD *AR1,A

SUB B,A

STL A,*AR1+ BANZ loop, *AR0-

现在要求对上述代码进行优化以提高执行效率，措施包括双16位读写和减法运算、重复或者块重复等。其中仅改写为双16位操作便可使循环次数减半。写出在上述代码基础上经过优化达到最高执行效率的汇编指令代码。 STM #2C00H, AR1 LD *(2D00H), T STM #127, BRC SSBX C16 RPTB L1-1 DSUBT *AR1,A DST A, *AR1+ L1:

15. 现在需要在

x a i

i

?（72,1,0 =i ）共8个乘积中取最小值并且存放到数据页1020H 的内存中去。

a i

和x i

分别存放于首地址为1000H 和1010H 的长度为8的内存区中，十进制数值如下所示：

a i

x i

x a i

i

?

在下面所出现的C54x DSP 汇编指令中，LD *ar2+, T 指令, MPY *AR3+, A/B 指令, MIN A 指令, STL A, *AR1+指令均是单字指令，MIN A 指令的操作是比较两个累加器A 和B 的数值然后取其中最小值送至累加器A 。试写出下面问题的答案：

⑴ 写出执行完以下汇编指令后，AR1-1（即AR1所指向的上一个地址）的地址是多少？其中十进制

数值是多少？

STM #1000H, AR2

STM #1010H, AR3

STM #1020H, AR1

STM #6, AR0

LD *AR2+, T

MPY *AR3+, A

loop:

LD *AR2+, T

MPY *AR3+, B

MIN A

BANZ loop, *AR0-

STL A, *AR1+

地址是1020H，其中十进制数值是-1925

⑵写出执行完以下汇编指令后，AR1-1（即AR1所指向的上一个地址）的地址是多少？其中十进制

数值是多少？

STM #1000H, AR2

STM #1010H, AR3

STM #1020H, AR1

STM #6, AR0

LD *AR2+, T

MPY *AR3+, A

loop:

LD *AR2+, T

BANZD loop, *AR0-

MPY *AR3+, B

MIN A

STL A, *AR1+

地址是1020H，其中十进制数值是-1925

⑶写出执行完以下汇编指令后，AR1-1（即AR1所指向的上一个地址）的地址是多少？其中十进制

数值是多少？

STM #1000H, AR2

STM #1010H, AR3

STM #1020H, AR1

STM #6, AR0

LD *AR2+, T

MPY *AR3+, A

loop:

LD *AR2+, T

BANZ loop, *AR0-

MPY *AR3+, B

MIN A

STL A, *AR1+

地址是1020H，其中十进制数值是-675

⑷写出执行完以下汇编指令后，AR1-1（即AR1所指向的上一个地址）的地址是多少？其中十进制

数值是多少？

STM #1000H, AR2

STM #1010H, AR3

STM #1020H, AR1

STM #6, AR0

LD *AR2+, T

MPY *AR3+, A

loop:

BANZD loop, *AR0-

LD *AR2+, T

MPY *AR3+, B

MIN A

STL A, *AR1+

地址是1020H，其中十进制数值是-1035

⑸最后，上面哪段代码正确（与本题第一句话的要求一致）？哪段代码的执行效率最高？

第(1)和第(2)段代码正确。第(2)段代码执行效率最高。

16.延迟跳转指令利用跳转的2个时钟周期空隙执行指令，从而提高执行效率。试用延迟跳转指令改写以下代码，使其达到最高执行效率同时结果保持不变。在每条指令右侧已经注明指令周期数。

⑴把长度40、首地址为3000H的信号接收缓冲区的数据输出至McBSP#1，同时将信号的最低有效位屏蔽。

STM #39, AR3 (2)

STM 3000H, AR2 (2)

LD #0FFFEH, A (2)

loop:

CALL IfTxRDY1 (4)

LDU *AR2+, B (1)

AND A, B (1)

STLM B, McBSP1_DXR1 (1)

BANZ loop, *AR3- (4)

改写为：

STM #39, AR3 (2)

STM 3000H, AR2 (2)

LD #0FFFEH, A (2)

loop:

CALL IfTxRDY1 (4)

LDU *AR2+, B (1)

BANZD loop, *AR3- (4)

AND A, B (1)

STLM B, McBSP1_DXR1 (1)

⑵对长度为40、首地址为3000H的信号接收缓冲区内信号进行限幅处理，使其落在[-28000, +28000]的范围内。

STM #39,BRC (2)

STM #3000H, AR2 (2)

RPTB L3 – 1 (2)

LD *AR2, B (1)

SUB #28000, B, A (2)

BC L1, AGT (4，AGT为累加器A大于0)

SUB #-28000, B, A (2)

BC L2, AGEQ (4，AGEQ为累加器A大于等于0)

LD #-28000, B (2)

B L2 (4)

L1:

LD #28000, B (2)

L2:

STL B, *AR2+ (1)

L3:

改写为：

STM #39,BRC (2)

STM #3000H, AR2 (2)

RPTB L3 – 1 (2)

LD *AR2, B (1)

SUB #28000, B, A (2)

BC L1, AGT (4，AGT为累加器A大于0)

SUB #-28000, B, A (2)

BC L2, AGEQ (4，AGEQ为累加器A大于等于0)

BD L2 (4)

LD #-28000, B (2)

L1:

LD #28000, B (2)

L2:

STL B, *AR2+ (1)

L3:

17.下面的汇编代码段实现视频编码的16x16方块运动估计。用VC5402的ABDST指令计算当前16x16图像块与参考帧带运动补偿的16x16图像块之间的绝对值和差。其中省略了计算出当前块与参考块指针的部分代码。每行汇编指令后面都标出了指令周期数。试用重复、块重复、跳转延迟等优化措施改写这段代码，使得运算结果相同的情况下执行效率最高。

SSBX SXM (1)

LD *(pos_size),A (1)

STLM A,AR3 (1)

L1:

……（省略）

STLM A,AR0 (1) LD #0,B (1) STM #15,AR2 (1) L2:

MVMM AR6,AR4 (1) MVMM AR7,AR5 (1) LD #0,A (1) STM #16,AR1 (1) L3:

ABDST *AR4+,*AR5+ (1) BANZ L3,*AR1- (4) MAR *AR6+0 (1) MAR *AR7+0 (1) BANZ L2,*AR2- (4) LD *(BL),A (1) SUB *(min_sad),A (1)

BC L4,AGEQ (5) STL B,*(min_sad) (1)

LD *(current_pos),A (1) STL A,*(best_pos) (1) L4:

ADDM #1,*(current_pos) (2) BANZ L1,*AR3- (4) 对此三重循环嵌套改写如下：

SSBX SXM (1) LD *(pos_size),A (1)

STLM A,AR3 (1) L1:

……（省略）

LD *(width),A (1) STLM A,AR0 (1) LD #0,B (1) STM #15,BRC (1) RPTB L2-1

MVMM AR6,AR4 (1) MVMM AR7,AR5 (1) RPTZ A, #16

ABDST *AR4+,*AR5+ (1) MAR *AR6+0 (1) MAR *AR7+0 (1) L2:

LD *(BL),A (1) SUB *(min_sad),A (1)

STL B,*(min_sad) (1)

LD *(current_pos),A (1)

STL A,*(best_pos) (1)

L4:

BANZD L1,*AR3- (4)

ADDM #1,*(current_pos) (2)

18.对于用线性缓冲区法实现的15阶Hamming低通滤波的C函数fir，CCS2.2内置C编译器生成的汇编语言代码段如下。其中返回主函数前的现场恢复的代码缺漏。为进一步提高执行效率，要求用重复指令、块重复指令、双操作数寻址、MAC乘加指令等C54x DSP特性改写下面的汇编语言代码段，使得标号L2~L3之间的运算密集的卷积过程包含最少指令码，达到最高执行效率，同时运算正确，输出信号不变。

_fir:

PSHM AR1

PSHM AR6

PSHM AR7

FRAME #-12

SSBX SXM

LD *SP(21),B

STL B,*SP(5)

MVDK *SP(16),*(AR1)

DLD *SP(18),B

MVDK *SP(20),*(AR7)

BCD L4,BLEQ

NOP

DST B,*SP(6)

; branch occurs ;

ADD #14,A,B

STLM A,AR6

LD #0,A

STL B,*SP(8)

DST A,*SP(10)

L1:

ST #4,*SP(0)

ST #1,*SP(1)

MVKD *(AR7),*SP(2)

LD *SP(8),A

CALL #_fread

; call occurs [#_fread]

STM #14,AR2

LD #0,A

MAR *AR6-

; loop starts

L2:

LD *+AR6(1),B STLM B,T NOP

MAC *AR1+, A STL B,*AR6(-1) BANZ L2, *AR2- ; loop ends ; L3:

SFTA A,#-15 STL A,*SP(4) MAR *+AR6(#-14) ST #4,*SP(0) ST #1,*SP(1) LD *SP(5),A STL A,*SP(2) LDM SP,A CALLD #_fwrite ADD #4,A ; call occurs [#_fwrite]

MAR *+AR1(#-15) SSBX SXM

DLD *SP(10),A ADD #1,A DLD *SP(6),B SUB A,B BCD L1,BGT NOP

DST A,*SP(10) ; branch occurs ; L4:

??

?

??

...........................;现场恢复

RET

; return occurs

对黄底色代码改写为绿底色代码 MVMM AR6,AR2 MVMM AR1,AR3

LD #0,A

STM #14,BRC RPTB L3-1 L2:

MAC *AR2+,*AR3+,A

ST T,*AR2(-2)

L3:

MVMM AR2,AR6

MVMM AR3,AR1

SFTA A,#-15