河北科技大学理工学院DSP复习试卷最终版V10

1、河北科技大学理工学院DSP考前复习资料整理人：participator-S修改时间：2015-11-18 01:00版本：V1.0说明：本试卷是基于安老师发的复习提纲课件整理，内容全部来自课件内容，由于是晚上整理，难免有误，发现有误请立即指正！每一年会有所不同，希望不断修正，变得更加实用！加粗体部分为复习重点！一 、填空题：1. DSP芯片的结构特点主要有:采用改进的哈佛总线结构、采用流水线机制、内部集成专用的乘累加单元、具有灵活的寻址方式和特殊的指令系统。2. C54x DSP具有两个 40位累加器。累加器A的AG 或 32-39位是保护位。3. 软件中断都是由 INTR K 、 TRAP

2、K 和 RESET 产生。4. TMS320C54X片内有8条16位主总线，它们是1条程序总线、 3条数据总线 、 4条地址总线 。5. MEMROY的作用是 用于描述系统实际的硬件资源，用来定义用户设计的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 ，SECTIONS的作用是 用于描述输入段怎样被组合到输出段内，在可执行程序内定义输出段，规定存储器内何处存放置输出段，允许重命名输出段 。6. 执行复位操作后，下列寄存器的初始值分别为：ASM 0 、DP 0 。 7. TMS320C54x有三种类型的串行口：标准同步串行口(SPI)、 缓冲串行口（BSP） 、和 时分多路复用串行接口

3、（TDM） 。8. 桶形移位器能把输入的数据进行 0-31 位的左移和 0-15 位的右移。9. 即寻址方式中的立即数有两种数值形式，数值的位数为 3、5、8、9位时为短立即数；数值的位数为 16 位时是长立即数。10. DSP片内寄存器在C语言中一般采用 指针 方式来访问，常常采用的方法是将DSP寄存器地址的列表定义在 头文件中（reg.h） 。11. 所有TMS320C54X芯片内部都包含 程序 存储器和 数据 存储器。12. 直接寻址就是在指令中包含有数据存储器地址的 低7位 用作偏移地址，并与 基地地址 组成16位的数据存储器地址。13. 定时器主要由3个寄存器所组成，包括 定时寄存器

4、TIM 、 定时周期寄存器PRD 、 定时控制寄存器TCR 。14. 链接器对段的处理主要通过 MEMORY 和 SECTIONS 两个命令完成。15. OVLY 0 ，则片内RAM只安排到数据存储空间。  DROM 1 ，则部分片内ROM安排到数据空间。16. C54X的工作方式状态寄存器PMST提供了三个控制位，包括 MP/非MC 、 OVLY 、 DROM 。17. 中断向量地址的生成方式：中断向量地址是由PMST寄存器中的IPTR和左移2位后的中断向量序号所组成。18. ST1的CPL 1 表示选用堆栈指针(SP)的直接寻址方式。19. TMS320C54X有3个1

5、6位寄存器作为状态和控制寄存器，它们是 状态寄存器ST0 、 状态寄存器ST1 、 处理器工作方式状态寄存器PMST 。20. ST1的C16 0 表示ALU工作在双精度算术运算方式。21. 时钟发生器包括一个内部振荡器和一个 锁相环（PLL）电路 。22. 所有的COFF文件都包含三种形式的段，分别是 .text 文本段 、 .data 数据段 、和 .bss 保留空间段 。23. 状态寄存器ST1中CPL=0表示 使用DP ，CPL=1表示选择的是 使用SP 。24. 累加器寻址的两条指令分别是 READA Smem 、 WRITA Smem 。25. DSP系统复位操作：复位输入引脚 R

6、S ，通过RS可对芯片进行复位，使程序从FF80H单元开始执行。26. 仿真器初始化命令文件（SIMINT.CMD）的主要作用：为仿真器配置存储器、连接I/O口及I/O文件、设置仿真命令。27. CCS各特色功能的使用方法：探针、硬软件断点、动画执行、图形显示、存储器窗口、文件输入输出。28. C54x有4种省电方式，分别为闲置方式1、闲置方式2、闲置方式3和保持方式。29. DSP芯片的硬件资源主要包括：片内RAM、ROM的数量、外部可扩展的程序和数据空间、总线接口、I/O接口等。30. C54x芯片具有的一种8位或16位的并行接口部件，主要用于DSP与其他总线或主处理机进行通信。.31.

7、软件可编程状态发生器可以通过编程来延长总线的等待周期，最多可达到714个周期，这样一来，C54x就能很方便地与外部慢速器件相接口。32.二、简答题1. 简述TMS320C54x的7种基本的数据寻址方式。答：1、立即寻址 2、绝对寻址 3、直接寻址 4、间接寻址 5、累加器寻址 6、存储器映射寄存器寻址 7、堆栈寻址2. 编译器、汇编器、链接器的功能。答：C编译器：用来将C/C+语言源程序自动编译为C54x的汇编语言源程序。 汇编器：用来将汇编语言源文件汇编成机器语言COFF目标文件。链接器：将汇编生成的、可重新定位的COFF目标模块组合成一个可执行的COFF目标模块。3. 段的作用是什么？CO

8、FF目标文件包含哪些段？答：所谓段，是指连续地占有存储空间的一个代码段或数据段，是COFF文件中最重要的概念。一个目标文件中的每一段都是分开的和各不相同的。COFF目标文件文件包含：（1）text段：可执行代码段 （2）data段：已初始化数据段（3）bss段：未初始化数据的保留空间段4. 简述链接命令文件主要包括内容。答：输入文件名，都是要链接的目标文件和文档库文件，或者是其他的命令文件。如果要调用另一个命令文件作为输入文件，此句一定要放在本命令文件的最后，因为连接器不能从新调用命令文件返回；链接器选项。这些选项既可以用在连接器命令行，也可以编在命令文件中；MEMORY和SECTIONS都是

9、链接器命令。MEMORY命令的功能：用来说明系统内可用的存储器资源及地址分配情况。SECTION命令的功能：用来控制各段的构成与地址分配。5. 用开发软件的开发流程。答：新建工程；新建各个源文件，并添加到工程中；编译；下载；调试。6. 简述解决沉余符号位的办法。答：在程序中设定状态寄存器ST1中的FRCT（小数方式）位为1，在乘法器将结果传送至累加器时就能自动地左移1位，累加器的结果为Szzzzzz0自动消去了两个带符号数相乘时产生的沉余符号位。7. 简述HPI接口有两种工作方式：答：共用寻址模式(SAM方式):在这种方式下，主机和C54x都能寻址HPI存储器。如果是异步工作的主机寻址，可在H

10、PI内部重新得到同步。当C54x与主机的周期发生冲突时，则主机具有寻址优先权，C54x将等待一个周期。 主机寻址模式(HOM方式) :在HOM方式下，HPI存储器只能让主机寻址，而C54x则处于复位状态或IDLE2空转状态。主机可以访问HPI RAM，而C54x则配置为最小功耗。8. HPI8接口有几个寄存器？他们的作用是什么？答：（1）HPI存储器：用于TMS320C54X与主机间传送数据。地址从1000H到17FFH，空间容量为2K字（2）HPI地址寄存器：由主机对其直接访问，存放当前寻址HPI存储单元的地址（3）HPI数据锁存器：由主机对其直接访问，存放当前进行读/写的数据（4）HPI控

11、制寄存器：TMS320C54X与主机都能对其直接访问，用于主处理与DSP相互握手，实现相互中断请求（5）HPI控制逻辑：用于处理HPI与主机之间的接口信号9. 一个典型的DSP系统通常由哪些部分组成？（画出原理框图）答：DSP 芯片及 DSP 基本系统、程序和数据存储器、数/模和模/数转换器、模拟控制与处理 电路、各种控制口和通信口、电源处理电路和同步电路等。原理图如下：x(t)抗混叠滤波器A/D转换器x(n)y(n)y(t)数字信号处理器D/A转换器低通滤波器10. 简述C54X芯片的主要特点。答：（1）CPU利用其专用的硬件逻辑和高度并行性提高芯片的处理性能。 （2）存储器具有192K字可

12、寻址存储空间（包括64K字程序存储空间、64K字数据存储空间、64K字I/O空间） （3）高度专业化的指令集能够快速地实现算法并用于高级语言编程优化 （4）片内外设和专用电路采用模块化的结构设计，可以快速地推出新的系列产品 （5）TMS320C54X执行单周期定点指令时间为25/20/15/12.5/10ns，每秒指令数为40/66/100MIPS。(6)TMS320C54XD电源由IDLE1、IDLE2、IDLE3功耗下降指令控制功能，以便DSP工作在节电模式下，使之更适合于手机。(7)在片仿真接口，片上的JTAG接口符合IEEE149.1边界扫描逻辑接口标准，可与主机连接，用于芯片的仿真和

13、测试。11. 定时器由哪些寄存器组成，并说明工作的过程？ 答： 定时器主要由3个寄存器所组成，包括定时寄存器TIM 、定时周期寄存器 PRD 、定时控制寄存器TCR。1.  定时分频系数和周期数分别装入TCD和PRC寄存器中；2.  每来一个定时脉冲CLKOUT，计数器PSC减1；3.  当PSC减至0时，PSC产生借位信号；4. 在PSC的借位信号作用下，TIM减1计数，同时将分频系数装入PSC，重新计数；5.  当TIM减到0时，定时时间到，由借位产生定时中断TINT和定时输出TOUT， 并将PRD中的时间常数重新装入TIM。12. 简述流水冲突的解

14、决办法。答： 实际上，流水执行分支转移指令只需2个周期，但是在周期4和5时它还未被执行，不可能到B1地址去取指，只能无效的对I3和I4指令取指，这样一来总共花了4个周期。（这是流水线延迟的基本概念）当发生流水冲突时，CPU可通过写操作延迟一个周期，或通过插入一个空操作来解决流水线冲突。单寻址存储器的流水线冲突解决办法：将第二次寻址操作自动延迟到下一个周期。若采用C语言编写源程序，经编译后生成的代码不会产生流水线冲突； 若采用汇编语言编写源程序，使用算术运算操作不会产生流水线冲突； 若采用汇编语言编写源程序，初始化时对MMR寄存器进行设置，不会发生流水线冲突； 通常流水线冲突发生在对MMR寄存器

15、的写操作，可用等待周期表加以解决。13. 简述流水线操作的基本原理。答：流水线操作是各指令以机器周期为单位相差一个时钟周期，连续并行工作的情况。其本质是DSP多条总线彼此独立地同时工作，使得同一条指令在不同机器周期内占用不同总线资源。同时，不同指令在同一机器周期内占用不同总线资源。14. 简述六级流水线和各级的功能答： 预取指 P：在T1机器周期内，CPU将PC中的内容加载到程序地址总线PAB，找到指令代码的存储单元。 取 指 F：在T2机器周期内,CPU从选中的程序存储单元中,读取指令代码加载到程序总线PB 。译 码 D：用PB的内容加载IR；对IR的内容译码。寻 址 A：如果需要，用数据1

16、读地址加载DAB；如果需要用数据2，读地址加载CAB；修正辅助寄存器和堆栈指针。读 数 R：读数据1，加载DB；读数据2，加载CB；如果需要，将数据3写地址加载EAB。执 行 X：执行指令；用写数据加载EB。15. 简述C54程序地址的产生。答：CPU取指操作时：首先，由程序地址生成器(PAGEN)产生地址；然后，将地址加载到程序地址总线PAB；最后，PAB寻址存放程序存储器中的指令、系数表和立即数。16. CPU的基本组成。答：（1）40位算术逻辑运算单元（ALU）：C54x使用40位的算术逻辑运算单元和2个40位累加器，可完成宽范围的算术逻辑运算。ALU的运算结果通常都被传送到目的累加器（

17、累加器A和B）（2）累加器A和B：C54x芯片有两个独立的40位累加器A和B，可以作为ALU或MAC的目标寄存器，存放运算结果，也可以作为ALU或MAC的一个输入。（3）桶形移位寄存器：主要用于格式化操作，为输入的数据定标 。 在进行ALU运算之前，对输入数据进行数据定标； 对累加器进行算术或逻辑移位； 对累加器进行归一化处理； 在累加器的内容存入数据存储器之前，对存储数据进行定标。 （4）乘法器|加法器单元；（5）16位暂存寄存器；（6）16位转移寄存器TRN；（7）比较、选择和存储单元（CSSU）;(8)指数编码器；（9）CPU状态控制器17. DSP的分类答：1.这种分类是依据DSP芯片

18、的工作时钟和指令类型进行的。2.按照用途，可将DSP芯片分为通用型和专用型两大类。 3.根据芯片工作的数据格式，按其精度或动态范围，可将通用DSP划分为定点DSP和浮点DSP两类。18. DSP系统的设计过程答：设计步骤分几个阶段： 软件设计软件调试（1）明确设计任务，确定设计目标（2）算法模拟，确定性能指标 （3）选择DSP芯片和外围芯片 （4）设计实时的DSP应用系统 （5）硬件和软件调试 （6）系统集成和测试19. 解决沉余符号位的办法.答：在程序中设定状态寄存器ST1中的FRCT（小数方式）位为1，在乘法器将结果传送至累加器时就能自动地左移1位，累加器的结果为Szzzzzz0自动消去了

19、两个带符号数相乘时产生的沉余符号位。20. 使用条件算符时应注意三点：三、程序题：1. 分析下列程序判断是哪种寻址方式（注意观察每种的不同），并解释含义；LD #10，A 立即数10 赋给 ASTL A，*（y） 将AL内容存入y所在的存储单元READA x将A的内容作为地址读程序存储器，并存入x存储单元LD x，A(DP+x的低7位地址) 赋给 ALD *AR1，A(AR1) 赋给 ® ALDM ST1，B(ST1) 赋给 ® BPSHM AG(SP)-1 赋给 SP,(AG) 赋给 (SP)以上分别是立即、绝对、直接、间接、累加器、MMR、堆栈！2. 对堆栈进行初始化设

20、置 1. size .set 1202. stack .usect “STACK”，size；保留空间，共120个单元3. STM # stack + size，SP ；将保留空间的高地址赋给SP，作为栈底4. .bss x,10 ;给x保留10个空间5. .bss y,1 ;给y保留1个空间6. STM #x,AR1 ;设置数据段的首地址7. STM #9,AR2 ;设置循环计数值8. LD #0,A ;累加器清09. loop: ADD *AR1+,A ;累加运算，并修改地址10. BANZ loop,*AR2- ;若计数值不为0，则循环，并计数值减111. 若计数值为0，则结束循环12.

21、 STL A, y ;累加和存入y中13.3.计算y = a *x + b 1. LD a, T ;取a值，T=a2. MPY x, B ;完成ax乘积，B=ax3. ADD b, B ;完成ax+b运算，B=ax+b4. STL B, y ;计算结果存入y中4.计算y = xl *al + x2 *a2 1. LD x1, T 2. MPY a1, B3. LD x2, T4. MAC a2, B 乘法累加，B=x1a1+x2a25. STL B, y 计算结果的低字BL存入y中6. STH B, y+1 计算结果的高字BH存入y+1中8. 计算 y= 1. .title “example.

22、asm”2. .mmregs3. stack .usect “STACK”,10h ； 为堆栈指定空间4. .bss a,4 ； 为变量分配4个字的空间5. .bss x,46. .bss y,17. .def start8. .data 9. table: .word 1,2,3,4 变量初始化；10. .word 8,6,4,211. .text12. start: STM #0,SWWSR 插入0个等待状态13. STM #STACK+10h,SP 设置堆栈指针14. STM #a,AR1 AR1指向a15. RPT #7 移动8个数据16. MVPD table,*AR1+ 从程序存储

23、器到数据存储器17. CALL SUM 调用SUM子程序18. end: B end 19. SUM: STM #a, AR3 ； 子程序执行20. STM #x, AR421. RPTZ A, #322. MAC *AR3+,*AR4+,A23. STL A, y24. RET25. .end9. 求4项乘积aixi(i=1,2,3,4)中的最大值，并存放累加器A中。1. STM #a, AR1 ai首地址a给AR12. STM #x, AR2 ;xi首地址x给AR23. STM #2, AR3 ;设置计数器AR3=24. LD *AR1+,T ;取系数T=ai,并修改AR15. MPY *

24、AR2+,A ;乘法运算A=aixi,并修改AR2 6. loop1: LD *AR1+,T ;取系数T=ai,并修改AR17. MPY *AR2+,B ;乘法运算B=aixi,并修改AR2 8. MAX A ;求A和B中的最大值 9. BANZ loop1,*AR3- ;若AR30,则循环,并修改AR3；若AR3=0，则不循环 10. 条件分支转移1. RC TC ;若TC=1，则返回，否则往下执行2. CC sub,BNEQ ;若累加器B不等于0，则调用sub，否则往下执行3. BC new,AGT,AOV ;若累加器A>0且溢出，转至new,否则往下执行11. 传送类程序编写一段程序将数据存储器中的数组x20复制到数组y20中。1. .bss x, 202. .bss y, 203. ·4. ·5. STM #x, AR26. STM #x, AR37. RPT #198. MVDD *AR2+, *AR3+12. 计算y=1. .bss x,10 ;给x保留10个空间2. .bss y,1 ;给y保留1个空间3. STM #x,AR1 ;设置数据段的首地址4. S