最新DSP技术及应用习题答案

《DSP技术及应用》习题答案

第1章绪论

1.1 DSP的概念是什么？本书说指的DSP是什么？

答：DSP有两个概念。一是数字信号处理（Digital Signal Processing），指以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处理；二是数字信号处理器（Digital Signal Processor），指是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

本书中的DSP主要指后者，讲述数字信号处理器的应用。

1.2 什么是哈佛结构和冯?诺伊曼结构？它们有什么区别？

答：（1）冯·诺伊曼（Von Neuman）结构

该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。当进行高速运算时，不但不能同时进行取指令和取操作数，而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象，其工作速度较慢。

（2）哈佛（Harvard）结构

该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，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，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。

1.3 已知一个16进制数3000H，若该数分别用Q0、Q5、Q15表示，试计算该数的大小。

答：3000H=12288。若用Q0表示，则该数就是12288；若用Q5表示，则该数就是12288*2-5=384；若用Q15表示，则该数就是12288*2-15=0.375

1.4 若某一个变量用Q10表示，试计算该变量所能表示的数值范围和精度。答：Q10能表示的数值范围是－32～31.9990234，其精度为2-10

1.5 若x=0.4567，试分别用Q15、Q14、Q5将该数转换为定点数。

答：Q15：x*215=int(0.4567*32768)=14965；Q14：x*214=int(0.4567*16384)=7482；Q5：x*25=int(0.4567*32)=14。

注意：结果都要取整；可以十进制也可以是十六进制。

第2章TMS320C54x的CPU结构和存储器配置

2.1 TMS320C54x芯片的CPU主要由哪几部分组成？

答：CPU主要组成是40位的算术逻辑运算单元ALU；

40位的累加器A和B；

40位的桶形移位寄存器；

乘法累加单元（MAC）；

比较、选择和存储单元（CSSU）；

指数编码器（EXP）；

16位的状态寄存器ST0、ST1以及处理器工作方式状态寄存器PMST；

寻址单元。

2.2 处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM三个状态位对‘C54x的存储空间结构各有何影响？

答：MP/MC控制位用来决定程序存储空间是否使用内部存储器。当MP/ MC=0时，称为微计算机模式，允许片内ROM配置到程序存储器。当MP/ MC=1时，称为微处理器模式，禁止片内ROM配置到程序存储器。

OVLY控制位用来决定程序存储空间是否使用内部RAM。当OVLY= 0时，程序存储空间不使用内部RAM。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。

DROM：用来决定片内ROM是否可以映射到数据存储空间。当DROM=1时，片内ROM配置到程序和数据存储空间。当DROM=0时，禁止片内ROM配置到数据存储空间。

第3章TMS320C54x的指令系统

3.1 已知（30H）=50H，AR2=40H，AR3=60H，AR4=80H。

MVKD 30H，*AR2 ；（40H）=50H

MVDD *AR2，*AR3 ；（60H）=50H

MVDM *AR3，AR4 ；AR4=50H

运行以上程序后，（30H）、（40H）、*AR3和AR4的值分别等于多少？

答：均等于50H。

3.2已知（80H）=20H，（81H）=30H。

LD #0，DP

LD 80H，16，B

ADD 81H，B

运行以上程序后，B等于多少？

答：此题错误。因为第2和第3条指令中的80H、81H默认是@80H、@81H，那么根据直接寻址方式的地址形成，DP的值放在高9位，@后面的值只取低7位，合在一起形成16位地址就是0000000000000000B（0000H）、0000000000000001B （0001H）。而这2个地址的值已知条件中没有说明，此题无解。

如果按照已知条件，应该将DP值置为1，即第1条指令改为LD #1，DP。则第2条指令执行后，B=200000H；第3条指令执行后，B=200030H。

3.3 试为下列程序段的每条指令加上注释。

STM #88H, AR0 ；AR0=0088H

LD #1000H, A ；A=0000001000H

zhong: SUB AR0, A ；A=0000001000H－0088H=0000000F78H BC zhong, AGT, AOV ；若A>0且A溢出，则跳转至zhong

3.4 阅读以下程序，分别写出运行结果。

.bss x, 4 .bss x, 4

.data .data

table: .word 4, 8, 16, 32 table: .word 4, 8, 16, 32

…………

STM #x, AR1 STM #x, AR1

RPT 2 RPT 2

MVPD table, *AR1+ MVPD table, *+AR1

答：左边的程序段的运行结果是以x开始的3个存储单元分别置初值4，8，16。

右边的程序段的运行结果是以x+1开始的3个存储单元分别置初值4，8，16，而x没有置初值。

第4章TMS320C54x汇编语言程序设计

4.1 说明.text段、.data段和.bss段分别包含什么内容？

答：.text段是已初始化段，包含可执行的程序代码，是汇编语言程序的正文；

.data段也是已初始化段，一般包含初始化的数据块；

.bss段是未初始化段，没有确切内容，主要作用是定义变量，预留存储单元。

4.2 在堆栈操作中，PC当前地址为4020H，SP当前地址为0013H，运行PSHM AR7后，PC和SP的值分别是多少？

答：PC=4021，SP=0012H。

4.3 试编写0.25×（－0.1）的程序代码。

答：.mmregs

STACK .usect “STACK”,10h ; 为堆栈指定空间

.bss x,1 ; 为变量x,y,z各分配1个字的空间

.bss y, 1

.bss z, 1

.def start

.data

table: .word 25*32768 /100 ; 变量初始化

.word －1*32768 /10

.text

start: STM # 0,SWWSR ; 插入0个等待状态

STM # STACK + 10h,SP ; 设置堆栈指针

STM # x,AR1 ; AR1指向x

RPT #1

MVPD table,*AR1+ ; 从程序存储器到数据存储器

SSBX FRCT ；FRCT置1

LD # x, DP ；设置DP

LD @x, T

MPY @y, A ；x*y

STH A,@z ；存结果

end: B end

.end

4.4 编写程序段，设计一个存储空间为100字的堆栈。

答：STACK .usect “STACK”，100

STM # STACK + 100，SP ; 设置堆栈指针

4.5 编写程序段，实现对数组x[5]中的每个元素都加1。

答：.bss x, 5

begin: STM #x, AR4

STM #4, AR3

loop: ADDM #1, *AR4+

BANZ loop, *AR3-

4.6 编写完整程序，实现y=x1+x2+x3+x4+x5。

答：.mmregs

STACK .usect “STACK”,10h ; 为堆栈指定空间

.bss x1,1 ; 为变量x1~x5，y各分配1个字的空间

.bss x2, 1

.bss x3, 1

.bss x4, 1

.bss x5, 1

.bss y, 1

.def start

.data

table: .word 1,2,3,4,5 ; 初始化数据

.text

start: STM # 0,SWWSR ; 插入0个等待状态

STM # STACK + 10h,SP ; 设置堆栈指针

STM # x1,AR1 ; AR1指向x

RPT #4

MVPD table,*AR1+ ; 从程序存储器到数据存储器

STM # x1, AR2 ；设置首地址

RPTZ A, #4

ADD *AR2+, A

STL A, *AR2+

STH A, *AR2

end: B end

.end

4.9 阅读以下程序，写出运行结果。

.bss y, 5

table: .word 1, 2, 3, 4, 5

STM #y, AR2

RPT #5

MVPD table, *AR2+

LD #0, B

LD#81H, AR5

STM#0, A

STM #4, BRC

STM #y, AR5

RPTB sub－1

ADD *AR5, B, A

STL A, *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：题目中不仅有指令语法错误，还有逻辑错误。因为虽然通过LD#81H, AR5将81H赋给AR5，但是后面又有STM #y, AR5。所以AR5的值依然是y，运行后不会将加法的结果送到81H~85H单元。

当然，根据题意，运行后的结果是（81H）=1，（82H）=2，（83H）=3，（84H）=4，（85H）=5。

4.10 链接命令文件中，MEMORY和SECTION命令的任务是什么？

答：MEMORY命令的作用是定义系统中所包含的各种形式的存储器，以及它们占据的地址范围。

SECTION命令的作用是将输出端定位到所定义的存储器中。

注：4.7、4.8、4.11题系实验要求，不提供参考答案，请同学们自行上机编程验

证。