原理考试复习题

1. DSP系统的特点：（1）接口方便（2）编程方便（3）稳定性好（4）精度高（5）可重复性好（6）集成方便

2.

3.实时DSP应用系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面

4.DSP芯片的定义：即数字信号处理芯片（也称数字信号处理器），是一种特别适合于进行DSP的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种DSP算法。

5.DSP芯片的优点（1）在一个指令周期内一般至少可完成一次乘法和一次加法；（2）程序空间和数据空间分开，可以同时访问指令和数据（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持（5）快速的中断处理和硬件I/O支持（6）具有在电周期内操作的多个硬件地址产生器；（7）可以并执行多个操作（8）支持流水线操作，使取指，译码和执行等操作可以并执行

6.DSP芯片的特点：（1）采用哈佛结构实现内部总线（2）采用流水线操作方式实现指令操作（3）乘法采用专用的硬件乘法器实现（4）具有高效的DSP指令

7.算术逻辑单元（ALU）：其中ALU为40位，有2个输入端和1个输出端。

8.TMS320C54x芯片有两个独立的40位累加器ACCA和ACCB，可以存放ALU或MAC单元的运算结果，也可以作为ALU的一个输入。每一个累加器分为3个部分：保护位（AG 和BG）、高位字（AH和BH）与低位字（AL和BL）。

9.ACCA和ACCB的唯一区别在于ACCA的（32~16）位可以用作乘累加单元的一个输入

10.移位位数由T寄存器确定

11.哈佛结构是不同于传统的冯。诺依曼结构的并行系结构，其主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器地理编制，独立访问。与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线两条总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍

12. 什么是流水线：将指令分为几个子操作，不同子操作由不同的单元完成；流水线处理的原理是：将指令分为几个子操作，不同子操作由不同的单元完成。这样，每个一个时钟周期，每个单元就可以进入一条新指令。因此在同一个时钟周期内，在不同的单元可以处理多条指令，相当于并执行了多条指令

13.片内存储器包括ROM、RAM、Flash等多种类型，其中RAM又可以分为两种类型：SARAM （单访问RAM）和DARAM（双访问RAM）；按照使用方式，片内存储器包括程序存储器、数据存储器和I/O空间存储器。

14.芯片中可能含有的集成外设有：通用I/O接口；定时器；HPI接口；串行口；软件可编程等待状态产生器

15.TI丁点DSP芯片：目前应用广泛的主要有TMS320C2000系列(用于控制）MS320C5000系列（低功耗、云设计）和TMS320C6000系列中的TMS320C62xx/C64xx（适用于高性能）16.AT&T是第一家推出高性能浮点DSP芯片的公司。Motorola公司DSP芯片分为定点、浮点和专用三种

17.DSP硬件开发通常基于DSP仿真器进行。可分为电路型访真器和扫描型仿真器两种。现在普遍采用的是扫描仿真器

18.DSP的优缺点：由于汇编语言指令与芯片的结构紧密相关，因此采用汇编语言编写DSP 程序，可以有效减少程序的运算量和存储量，具有代码效率比较高的优点，这对于运算资源和存储资源有限的DSP系统来说是十分有用的，然而基于汇编语言开发DSP程序，由于需要掌握每一条汇编指令的用法，因此程序开发的周期相对较长，且编写的程序可读性和可移植性较差，软件的修改和升级相对也比较困难；其中以C语言为基础的开发坏境最多。这样可以直接用高级语言编写DSP芯片的软件，从而使DSP芯片的开发速度大大的提高，也使程序的修改和移植变得十分方便。当然，基于C语言开发DSP芯片程序有一个前提条件，那就是所涉及的DSP系统必须具有足够的运算和存储资源。

19.Main函数的调用—入口函数c_int00

20.用C语言编写中断程序时，需要注意以下几点：（1）对由SP（AR1）指向的字，编译器可能正在使用，因此必须加以保护（2）中断的屏蔽和使能必须由程序员设置，设置的方法是用嵌入汇编语句的方法修改IMR寄存器。这样修改不会破坏C环或C指针（3）中断程序没有参数传递，即使说明，也将被忽略（4）由于用C编写中断程序时，需要保护所有的寄存器，因此效率不高（5）将一个程序与某个中断关联时，必须在相应的中断食量处放置一条跳转指令。

21.优化的方式不同，可以分为算法优化，函数优化和编译优化

22.算法优化是指对程序要完成的功能合理选择算法及其实现方法

23.DSP芯片中的RAM有SARAM和DARAM两种

24.DSP芯片一般都具有64K字的程序空间、64K字的数据空间和64K字的I/O空间

25.TI公司的编译器和链接器所创建的目标文件采用一种称为COFF的目标文件格式

26.COFF目标文件应包含三个默认的块：.text块（通常包含可执行代码）.data块（通常包含已初始化的变量）.bss块（通常为未初始化的变量保留空间）

27.所有的块分为两大类，即已初始化块和未初始化块。已初始化块包含程序代码和数据，.ingtext和.data及用.sect和.asect汇编器所创建的块都属于这一类。未初始化块是为未初始化的数据在存储器映的保留空间，.bss和用.usect汇编器命令创建的块属于这一类

28.链接器提供两个命令来完成上述功能，MEMORY和SECTIONS.。MEMORY命令定义目标系统的存储器，程序员可定义每一块存储器，指定每一块的其实地址和长度。SECTIONS 告诉链接器如何组合输入块以及在存储器何处存放输出快。若不用这两个命令，则链接器采用默认的分配算法。若要用着两条命令，则一般需要建立一个链接命令文件，扩展名为.cmd

29.汇编语句格式可以包含4个部分：标号域、指令域、操作数和注释域

30.C54x的指令集包含了4种基本类型的操作：（1）算术指令（2）逻辑指令（3）程序控制指令（4）装载和存储指令

31.7种基本的数据寻址方式：立即数寻址，绝对地址寻址，累加器寻址，直接寻址，间接寻址，存储区映射寄存器寻址，堆栈寻址

32.立即数寻址语句要在数值或符号前面加一个“#”号来说明它是一个立即数

33.在双操作数间接寻址中，由于指令代码中只有两位来表示辅助寄存器，因此只有4个辅

助寄存器可以被选择：AR2~AR5

34.在DSP芯片的CPU和外设以及不同的存储空间进行信息（数据、状态信号和控制命令）传送是，为了保证传送的可靠和提高工作效率，有几种不同的传送方式：查询传送方式、中断传送方式、直接存储器传送方式

35.什么是中断：中断是处理器的CPU和外部设备进行输入/输出的有效方法

当CPU需要进行数据传输时，不用去查询外设的状态，，当相应的外设准备好数据传送后时会自动发出相应的中断请求，cpu接收到中断请求后响应这个中断：暂停正在执行的程序，并转去执行中断服务，中断服务处理完后返回到原来的程序继续执行

1.5/5什么是可编程DSP芯片？它有什么特点？

答：1、可编程DSP芯片即为可以对软件可以编程的汉子信号处理芯片是一种特别适合于进行DSP的微处理器2、特点：（1）采用哈佛结构实现内部总线（2）采用流水线操作方式实现指令操作（3）乘法采用专用的硬件乘法器实现（4）具有高效的DSP指令

1.5/9TMS320VC5416-160工作在160MHZ时的指令周期是多少ns？它的运算速度是多少MIPS？当工作在100MHZ时，其指令周期和运算速度又是多少？

答：由题意知f=160MHZ

则指令周期T=1/f=1/160MHZ=6.25ns

运算速度为160MIPS

当工作在100MHZ时其指令周期为T=1/f=1/100MHZ=10ns

运算速度为100MIPS

1.5/10一个的DSP系统采样频率是10KHZ，采用的DSP芯片指令周期是10ns。如果是DSP 算法是按样点处理的，问算法实时运行的条件是什么？如果DSP算法是按帧处理的，且帧长是10ns，则在一帧时间内最多可运行多少个指令周期？

答：1、由题意知fs=10KHZ 则采样周期Ts=1/（10KHZ）=100μs

此时指令周期而MAC周期为T=10ns=10?μs《Ts

则算法可以实时运行，即若MAC周期小于等于采样周期时，才能使算法实时运行

2、设DSP芯片的指令周期为P（ns），一帧的时间为ΔT（ns）则Δτ/p≤200万即

10×0.001/p≤200万p=5×0.000000001S=5ns 10ms/10ns=100万条

1.5/11.写出以下缩写词的中文全称：

DSP：Digital Signal Processing 汉字信号处理

TI：Texas Instruments 德州仪器

MAC：Multiplier and Accumulator 一次乘法和一次加法

MIPS：Million Instructions Per Second 每秒执行百万条指令

MOPS：Million Operations Per Second 每秒执行百万次操作

MFLOPS：Millon Floating—point Operations Per second每秒执行的百万次浮点操作

BOPS：Billion Operations Per Second 每秒执行十亿次操作

DIP：Dual In-line Package 双列直插式封装

PGA：Pin Grid Arrau 阵列引脚封装

PLCC：Plastic Leaded Clip Carrier 带阴险的塑料芯片载体

PQFP：plastic Quad Flat Pack 塑料方块平面封装

PWM：Pulse width Modulation 脉冲宽度调制

2.10/2.ALU与累加器的区别是什么？

答：ALU是算术逻辑单元，而累加器是用于存放ALU单元或其他运算逻辑单元的运算

结果，同时作为一些运算逻辑单元的输入，以提供一个中继的功能

2.10/3、什么事冯?诺依曼结构和哈佛结构？两者有什么区别？

答：1、程序指令与数据共享同一个存储空间，统一编制，依靠指令计数器提供的地址来区分是指令还是数据，采用同一条地址和数据总线进行访问，这就是冯?诺依曼结构

2、程序存储器和数据存储器时两个相互独立的存储器，每个存储器独立编制，

独立访问，这就是哈佛结构

3、区别：冯?诺依曼结构的程序指令与数据共享同一个存储空间，而在哈佛结构

中，程序和数据存储器在两个分开的空间

3.10/1、已知一十六进制数3000H，若该数分别用Q0、Q5、Q15表示，计算该数的大小

解：由题意知，将十六进制3000H化为二进制0011 0000 0000 0000B

1、若用Q0表示，即Q=0，则该数相当于0011 0000 0000 0000B

即等值十进制大小为2的13次方+2的12次方=24576

2、若用Q5表示，即Q=5，则该数相当于0011 0000 0000 0000

即等值十进制大小为2^7+2^8=384

3、若用Q15表示，即Q=15，则该数相当于0011 0000 0000 0000

即等值十进制大小为2^（-2）+2^（-3）=0.375

3.10/2若某一变量用Q10表示，计算该变量所能表示的数值范围和精度

解：由题意知当Q=10时，对应的正最大值为（2^15）×2^（-10）=31.99902344

对应的负最大值为-2^15×2^-10=-32

则表示的数值范围为-32~31.99902344 精度为2^-10

3.10/3已知X=0.4567，试分别用Q15、Q14、Q5将该数转换为定点数（考虑舍入和不舍入两种情况）。

解：由题意知，1、当Q=15时

①不舍入时，浮点数（X）转换为定点数xq=0.4567×2^15=14965

②舍入时，浮点数（x）转换为定点数xq）=0.4567×2^15+0.5+14965

2、当Q=14时

①不舍入是，浮点数（x）转换为定点数（xq）：xq=0.4567×2^14=7482

②舍入时，浮点数（x）转换为定点数（xq）：xq=0.4567×2^14+0.5=7483

3、当Q=5时

①不舍入时，浮点数（x）转换为定点数（xq）：xa=0.4567×2^5=14

②舍入时，浮点数（x）转换为定点数（xq）：xa=0.4567×2^5+0.5=15

5.5/1从C语言源程序到汇编语言程序，C语言编译器完成何种处理？

答：从C语言源程序到汇编语言程序，C语言编译器完成宏展开，宏替换，条件编

译，词法分析，语法分析，错误处理，汇编

5.5/2 C语言程序代码优化有几种方法？

答：C语言程序代码优化大致分为算法优化和编译优化三种方法

例①选择合适的算法和数据结构②使用尽量小的数据类型③使用自加，自减指令

④减少运算的强度

5.5./3利用C语言实现中算函数，有什么要求？

答：1、对由SP（AP1）指向的字，编译器可能正在使用，因此必须加以保护2、中断的屏蔽和使能必须由程序员设置，设置的方法是用嵌入汇编语句的方法修改IMR寄存器。这样修改不会破坏（环境或C指针）3、中断程序没有参数传递，即使说明，也将被忽略4、由于用C编写中断程序时，需要保护所有的寄存器，因此效率不高5、将一个程序与某个中断关联时，必须在相应的中断矢量放置一条跳转指令

6.7/1什么是COFF格式？它有什么特点？

答：通用对象文件格式，COFF文件格式中，将化码块和数据块移位section，包含MS-DOS 存根、文件签名，COFF页眉和可迭的页眉。一个对象文件，包含仅COFF页眉，但图像文件包含上面所述的所有标头。这些标头的最弓腰的是COFF标头

特点：基于这种文件格式编写的DSP程序具有可读性强、可移植性好的特点

6.7/3链接命令文件包含哪些内容？

答：如果在默认分配时有两个以上的目标文件，每个文件中都包含，.text，.data，.bss 和自定义块，则链接器首先将各个文件中具有相同名字的块组合起来，形成相应的输出快，然后再按算法分配存储器。一般情况下，默认分配不能满足用户的实际需求。不采用默认分配算法时，一般须建立一个链接命令文件，并在链接命令文件中用MEMORY和SELTINS 命令定义存储空间已经以及块的分配方法。链接生成的..map文件中包含了各程序块和变量的具体地址，链接生成的.out文件可用ccs的命令File→Load Program装入到软件模拟器Simulator或者硬件仿真器Emulator中执行

7.6/1汇编语句格式包含哪几个部分？编写汇编语句要注意哪些问题？

答，汇编语句格式包含4个部分：标号域，指令域，操作数域和注释域

注意问题：1、语句必须以标号。空格，星号或分号开始2、标号可选项若要使用标号，则必须以第一列开始3、每个域必须由一个或多个空格分开，制表符等效于空格4、注释是可选项开始于第一列的注释须用星号或分号表示，但在其他列开始的注释前面只能标分号；5、指令域一定不能以第一列开始，否则将被视为标号6、操作数域为操作数的列表2、C54x的指令集包含了哪几种基本类型的操作？

答：四种类型：算术指令、逻辑指令、程序控制指令，装载和存储指令

3、C54x提供了哪些基本的数据寻址方式？

答，立即数寻址，绝对地址寻址，累加器寻址，直接寻址，间接寻址，存储器映射寄存器寻址，堆栈寻址

4、循环寻址时必须遵循哪几个原则？

答：①循环缓冲区的长度R小于2的N次方，且地址从一个低N位为0的地址开始②补偿小于或等于循环缓冲区的长度③所使用的辅助寄存器必须指向缓冲区单元

5、采用*AR2+0B寻址，若AR0为0000 1000b，试写出位模式和位反转模式与AR2低4位的关系

答：原顺序位模式位反转模式位反转后的模式

0 0000 0000 0

1 0001 1000 8

2 0010 0100 4

3 0011 1100 12

4 0100 0010 2

5 0101 1010 10、

6 0110 0110 6

7 0111 1110 14

8 1000 0001 1

9 1001 1001 9

10 1010 0101 5

11 1011 1101 13

12 1100 0011 3

13 1101 1011 11

14 1110 0111 7

15 1111 1111 15

9.8/1C54DSP芯片中有哪些主要的片内外设？

2、CPU与外设传输数据的主要方式有哪些？试比较它们的优缺点

答：查询传送方式，中断传送方式、DMA传送法师

查询传送方式：CPU与外设工作通常是异步的，CPU的操作和外设信号很难保证同时准备好，浪费时间

中断传送方式：提高了CPU的效率，外设准备好数据传送后自动发出相应的中断请求，CPU响应中断，暂停正在执行的程序，转去执行中断服务，中断服务处理完后返回原来程序继续执行

DMA传送方式：此方式不需要CPU参与数据的处理，使CPU在执行程序的同时实现大量的数据交换

3.DSP的中断处理步骤有哪些？

答：如图所示，通常CPU在响应中断矢量号为n的中断请求时，自动完成如下操作

计算：z=x+y-w 计算y=mx+b 计算y=x1*a1+x2*a2

LD @x,A LD @m,T LD @x1,T

ADD @y,A MPY @x,A MPY @a1,B

SUB @w,A ADD @b,A LD @x2,T

STL A,@z STL A,@y MAC @a2,B

STL B,@y STH B，@y+1 计算y=∑AiXi i=[1 4]

在例5-7中的4项乘积AiXi（i=1,2,3,4）中找出最大值，并存放在累加器A中

STM #A，AR1

STM #X，AR2

STM #2，AR3

LD *AR1+,T

MPY *AR2+,A

LOOP1 LD *AR1+T

MPY *AR2,B

MAX A

BANZ LOOP1,*AR3

对一个数组初始化，x[s]={0,0,0,0,0}

.bss x,5

STM #x,AR1

LD #0,A

RPT #4

STL A,*AR1+

数组x[5]={1,2,3,4,5}初始化

.data

TBL .word 1,2,3,4,5

.bss x,5

.text

STM #x,AR5

RPT #4

MVPD TBL,*ARS