DSP课后习题答案 李建
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第一章:
1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种?
(1) 在通用的计算机上用软件实现
(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现
(3) 用通用的单片机实现,这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理
(4) 用通用的可编程DSP 芯片实现,可用于复杂的数字信号处理算法
(5) 用专用的DSP 芯片实现
(6) 用基于通用dsp 核的asic 芯片实现
2、简单的叙述一下dsp 芯片的发展概况?
答:第一阶段,DSP 的雏形阶段(1980 年前后)
代表产品:S2811。主要用途:军事或航空航天部门
第二阶段,DSP 的成熟阶段(1990 年前后)
代表产品:TI 公司的TMS320C20 主要用途:通信、计算机领域第三阶段,DSP 的完善阶段(2000 年以后)
代表产品:TI 公司的TMS320C54 主要用途:各行业领域
3、可编程dsp 芯片有哪些特点?
(1)采用哈佛结构:冯.诺依曼结构,哈佛结构,改进型哈佛结构
(2)采用多总线结构
(3)采用流水线技术
(4) 配有专用的硬件乘法-累加器
(5) 具有特殊的dsp 指令
快速的指令周期(6)
(7) 硬件配置强
(8) 支持多处理器结构
(9) 省电管理和低功耗
4、什么是哈佛结构和冯.诺依曼结构?它们有什么区别?
哈佛结构: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。
冯.诺依曼结构: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。区别:哈佛: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。
冯: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。
5、什么是流水线技术?
取操作数和执译码、多功能单元完成取指、每条指令可通过片内答:
行等多个步骤,实现多条指令的并行执行,从而在不提高系统时钟频率的条件下减少每条指令的执行时间。利用这种流水线结构,加上执行重复操作,就能保证在单指令周期内完成数字信号处理中用得最多的乘法-累加运算。
6、什么是定点dsp 芯片和浮点dsp 芯片?它们各有什么优缺点?
答:若数据以定点格式工作的称为定点DSP 芯片。
若数据以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片。
定点dsp 芯片优缺点:大多数定点dsp 芯片称为定点dsp 芯片
浮点dsp 芯片优缺点:不同的浮点DSP 芯片所采用的浮点格式有所不同,有的DSP 芯片采用自定义的浮点格式,有的DSP 芯片则采用IEEE
的标准浮点格式。
7、dsp 技术的发展趋势主要体现在什么方面?
答:(1) DSP 的内核结构将进一步改善
(2)DSP 和微处理器的融合
(3)DSP 和高档CPU 的融合
(4)DSP 和SOC 的融合
(5) DSP 和FPGA 的融合
(6) 实时操作系统RTOS与DSP 的结合
(7)DSP 的并行处理结构
(8) 功耗越来越低
8、简述dsp 系统的构成和工作过程?
数系统应包括抗混叠滤波器、DSP 系统的构成:一个典型的DSP 答:据采集A/D 转换器、数字信号处理器DSP、D/A 转换器和低通滤波器等。DSP 系统的工作过程:
(1) 将输入信号x(t)经过抗混叠滤波,滤掉高于折叠频率的分量,以防止信号频谱的混叠。
(2)经过采样和A/D 转换器,将滤波后的信号转换为数字信号x(n)。
(3)数字信号处理器对x(n)进行处理,得数字信号y(n)。
(4)经D/A 转换器,将y(n)转换成模拟信号;
(5)经低通滤波器,滤除高频分量,得到平滑的模拟信号y(t)。
9、简述dsp 系统的设计步骤?
答:(1) 明确设计任务,确定设计目标
(2) 算法模拟,确定性能指令
(3) 选择DSP芯片和外围芯片
(4) 设计实时的DSP芯片系统
(5) 硬件和软件调试
(6) 系统集成和测试
10、dsp 系统有哪些特点?
答:(1) 接口方便
(2) 编程方便
(3) 具有高速性
(4) 稳定性好
(5) 精度高
可重复性好(6)
(7) 集成方便
11、在进行dsp 系统设计时,应如何选择合理的dsp 芯片?
答:运算速度,芯片价格,芯片运算精度,芯片的硬件资源,芯片的开发工具,芯片的功耗,其他因素
第二章
1、TMS320C54x 芯片的基本结构都包括哪些部分?
答:①中央处理器②内部总线结构③特殊功能寄存器④数据存储器RAM ⑤程序存储器ROM ⑥I/O 口⑦串行口⑧主机接口HPI ⑨定时器⑩中断系统
2、TMS320C54x 芯片的CPU 主要由哪几部分组成?
答:①40 位的算术运算逻辑单元(ALU)。②2个40 位的累加器(ACCA、ACCB)。③1 个运行-16 至31 位的桶形移位寄存器。④17×17 位的乘法器和40 位加法器构成的乘法器-加法器单元(MAC)。⑤比较、选择、存储单元(CSSU)。⑥指令编码器。⑦CPU 状态和控制寄存器。
3、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?
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。
当MP/ MC=0 时,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;