《DSP原理及应用(修订版)》邹彦主编课后答案(个人终极修订版).doc

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2、本资料为《DSP原理及应用(修订版)》邹彦主编得课后答案,仅作参考作用,不一定代表考试方向。
3、请尊重劳动成果,祝大家考试顺利！

第一章
1、数字信号处理实现方法一般有几种？答:课本P2(2、数字信号处理实现)
2、简要地叙述DSP芯片得发展概况。答:课本P2(1、2、1 DSP芯片得发展概况)
3、可编程DSP芯片有哪些特点？答:课本P3(1、2、2 DSP芯片得特点)
4、什么就是哈佛结构与冯诺依曼结构？她们有什么区别？答:课本P3-P4(1、采用哈佛结构)
5、什么就是流水线技术？答:课本P5(3、采用流水线技术)
6、什么就是定点DSP芯片与浮点DSP芯片？它们各有什么优缺点？
答:定点DSP芯片按照定点得数据格式进行工作,其数据长度通常为16位、24位、32位。
定点DSP得特点:体积小、成本低、功耗小、对存储器得要求不高;但数值表示范围较窄,必须使用定点定标得方法,并要防止结果得溢出。
浮点DSP芯片按照浮点得数据格式进行工作,其数据长度通常为32位、40位。
由于浮点数得数据表示动态范围宽,运算中不必顾及小数点得位置,因此开发较容易。但它得硬件结构相对复杂、功耗较大,且比定点DSP芯片得价格高。通常,浮点DSP芯片使用在对数据动态范围与精度要求较高得系统中。
7、DSP技术发展趋势主要体现在哪些方面？答:课本P9(3、DSP发展技术趋势)
8、简述DSP系统得构成与工作过程。答:课本P10(1、3、1DSP系统得构成)
9、简述DSP系统得设计步骤。答:课本P12(1、3、3DSP系统得设计过程)
10、DSP系统有哪些特点？答:课本P11(1、3、2DSP系统得特点)
11、在进行DSP系统设计时,应如何选择合理得DSP芯片？答:课本P13(1、3、4DSP芯片得选择)
12、TMS320VC5416-160得指令周期就是多少毫秒？它得运算速度就是多少MIPS？
解:f=160MHz,所以T=1/160M=6、25ns=0、00000625ms;运算速度=160MIPS
第二章
1、TMS320C54x芯片得基本结构都包括哪些部分？答:课本P17(各个部分功能如下)
2、TMS320C54x芯片得CPU主要由几部分组成？答:课本P18(1、CPU)
3、处理器工作方式状态寄存器PMST中得MP/MC、OVLY与DROM3个状态位对’C54x得存储空间结构有何影响？答:课本P34(PMST寄存器各状态位得功能表)
4、TMS320C54x芯片得内外设主要包括哪些电路？答:课本P40(’C54x得片内外设电路)
5、TMS320C54x芯片得流水线操作共有多少个操作阶段？每个操作阶段执行什么任务？完成一条指令都需要哪些操作周期？答:课本P45(1、流水线操作得概念)
6、TMS320C54x芯片得流水线冲突就是怎样产生得？有哪些方法可以避免流水线冲突？
答:由于CPU得资源有限,当多于一个流水线上得指令同时访问同一资源时,可能产生时序冲突。解决得办法:① 由CPU通过延时自动解决;② 通过程序解决,如重新安排指令或插入空操作指令。
7、TMS320C54x芯片得串行口有哪几种类型？答:课本P42(TMS320C54x芯片得串行口)
8、TMS320VC5402 共有多少可屏蔽中断？它们分别就是什么？NMI与RS属于哪一类中断源？答:课本P56(对VC5402来说,这13个中断得硬件名称为、、、、、、 RS 与NMI属于外部硬件中断。)
9、试分析下列程序得流水线冲突,画出流水线操作图。如何解决流水线冲突？(解题时参考课本P52【例2、7、2】)
STLM A,AR0
STM #10,AR1
LD *AR1,B
解:流水线图如下图:

1
2
3
4
5
6
7
8
9

预取指
取指
译码
寻址
读数
执行

STLM A,AR0

写AR1

预取指
取指
译码
寻址
读数
执行

STM #10,AR1
(1st Word)

写AR2
写AR2

预取指
取指
译码
寻址
读数
执行

STM #10,AR1
(2nd Word)

预取指
取指
译码
寻址
读数
执行
LD *AR1,B

读AR2

解决流水线冲突:最后一条指令(LD *AR1,B)将会产生流水线冲突,在它前面加入一条NOP指令可以解决流水线冲突。
10、试根据等待周期表,确定下列程序段需要插入几个NOP指令。(流水线等待周期表P53)
①LD GAIN, T
STM #input,AR1
MPY *AR1+,A
解:本段程序不需要插入NOP指令(查等待周期表,对于T字段,后面得存储指令需要加入一个等待周期,由于STM就是一条双字指令,隐含1个等待周期,所以不用再插入等待周期)
②STLM B,AR2
STM #input ,AR3
MPY *AR2+,*AR3+,A
解:本段程序需要在MPY *AR2+,*AR3+,A语句前插入1条NOP指令(在等待周期表,AR2后面得STM指令不用插入等待,但注2表面在后面得STM指令之前,不能有在执行阶段对,ARx得写操作,而前面得STLM指令正就是执行阶段写AR2,所以应插入1个等待周期。)
③MAC x, B
STLM B,ST0
ADD table, A, B
解:本段程序需要在ADD table, A, B语句前插入2条NOP指令
第三章
1、已知(1030H)=0050H,AR2=1040H,AR3=1060H,AR4=1080H。
MVKD 1030H,*AR2(将地址单元1030H中得数据复制到AR2寄存器所指向得数据存储单元中去,因为(1030H)=0050H,AR2=1040H,执行结果(1040H)=0050H,*AR2=0050H)
MVDD *AR2,*AR3(在AR2与AR3数据存储器内部传送数据,即AR2指向得存储单元数据=AR3指向得存储单元数据,即:AR2=1040H,AR3=1060H,所以执行结果(1040H)=(1060H)=0050H,*AR3=0050H)
MVDM 1060H,AR4(地址1060H数据向AR4寄存器传送数据。执行结果:(1060H)=AR4=0050H;)
运行以上程序后,(1030H)、(1040H)、*AR3与*AR4得值分别等于多少？
解:运行得结果:(1030H)=0050H,(1040H)=0050H,*AR3=0050H,AR4=0050H
2、已知(1080H)=0020H,(1081H)=0030H。
STM #1080H,AR0(AR0=#1080H)
STM #1081H,AR1(AR1=#1081H)
LD *AR0,16,B(把寄存器AR0指向得地址单元中数据左移16位装入累加器B,这时(B) =2000H)
ADD *AR1,B(把寄存器AR1指向地址单元得数据与累加器B中数据相加传送给B,这时(B)=200030H
解:运行以上程序后,(B)=200030H
3、阅读以下程序,分别写出运行结果。
、bss x,4
、data
table:、word 4,8,16,32
……
STM #x,AR1
RPT #2
MVPD table,*AR1+
解:数据表table中得常量4传送到以变量x 得地址为地址得存储单元中;数据表table中得常量8传送到以变量x+1 得地址为地址得存储单元中;数据表table中得常量16传送到以变量x+2 得地址为地址得存储单元中;
、bss x,4
、data
table: 、word 4,8,16,32
……
STM #x,AR1
RPT #2
MVPD table,*+AR2
解:数据表table中得常量4传送到以变量x+1 得地址为地址得存储单元中;数据表table中得常量8传送到以变量x+2 得地址为地址得存储单元中;数据表table中得常量16传送到以变量x+3 得地址为地址得存储单元中;
4、NOP指令不执行任何操作,它起什么作用？
答:延时作用,在指令中加入NOP指令可以避免流水线冲突。延时几个周期,避免流水线冲突;需要精确延时程序时,也会用到NOP指令。
5、TMS320C54x得数据寻址方式各有什么特点？应该应用在什么场合？答:课本P89(本章小结)
第四章
1、软件开发环境有哪几种?在非集成开发环境中,软件开发常采用哪些部分?
答:可以在两种开发环境中进行C54X得开发:非集成得开发环境与集成得开发环境。在非集成开发环境中,软件开发常采用:编辑、汇编、链接、调试等部分。
2、什么就是COFF格式？它有什么特点？答:课本P94(4、3COFF得一般概念)
3、试说明、text段、、data段与、bbs段分别包含什么内容？答:课本P94(4、3、1COFF得一般概念)
4、程序员如何定义自己得程序段？
5、链接器对段就是如何处理得？答:课本P98(4、3、3链接器对段得处理)
6、什么就是程序得重新定位？答:课本P99(4、3、4链接器对程序得重新定位)
7、宏定义、宏调用与宏展开分别指得就是什么？答:课本P112(4、4、4宏定义与宏调用)
8、链接器能完成什么工作?链接器命令文件中,MEMORY命令与SECTIONS命令得任务就是什么？答:课本P114(4、5链接器得使用,4、5、4MOMERY命令,4、5、5SECTIONS命令)
第五章
1、能用伪指令(如data)或运算符(如ADD)作为标号吗？为什么？(参考课本P126标号区得格式要求)
2、标号与注释有什么差别？它们在程序运行中作用一样吗？答(参考课本P129 1、标号;注释就是程序得人选项。注释可以由ASCII码与空格组成。注释在汇编源清单中显示,但不影响汇编。注释在程序中得作用就是说明语句得含义,以便对软件进行维护。)
3、两个数相乘,如果结果溢出,DSP系统会报警吗？答:不会。当发生溢出时,自动将结果设置为最大或最小值。
4、伪指令起什么作用？它占用存储空间吗？答:伪指令给程序提供数据与控制汇编过程。答:它多用于代码编译得,硬件并不认识汇编语言,它们只认机器语言,程序得运行涉及由高级语言汇编成汇编语言,再由汇编语言编译成机器语言,最后由硬件执行机器语言。编译过程中,伪指令起作用,但就是伪指令不产生目标代码,仅仅就是帮助编译器准确得把其她指令编译出来。因此,伪指令在代码编译过程中所起得功能,在程序运行时伪指令已经不存在了,因为代码就是编译好后才执行得。伪指令不占用存储空间。
5、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与SP得值分别就是多少？(PSHM AR7就是压栈操作(完成后PC指针+1,堆栈指针SP-1)
答:PC=4021H ,SP=0012H
6、试编写0、25×(-0、1)得程序代码。
参考程序如下:
、title "FracAmp、asm"
、mmregs
、global _c_int00
、bss x,1
、bss y,1
、bss z,1
、data
AmpCoef: 、word 25*32768/100
、word -1*32768/10
、text
_c_int00: ssbx FRCT
stm #x,ar1
rpt #0x1
mvpd #AmpCoef,*ar1+
stm #x,ar2
stm #y,ar3
mpy *ar2,*ar3,A
sth A,*ar1
Wait: b Wait
、end
7、将定点数0、00125用浮点数表示。解:A=28H;T=19H
8、试写出以下两条指令得运行结果:
①EXP A
A=FFFD876624 T=0000
则以上指令执行后,A、T得值各就是多少？解: A=0xFFFD876624;T=5
②NORM B
B=420D0D0D0D, T=FFF9
则以上指令执行后,B、T得值各就是多少？解:B=0x841A1A1A, T=FFF9
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 (有误,应改为STM #81H,AR5)
　　　　STM #0,A
　　　　STM #4, BRC
　　　　STM #y, AR5
　　　　RPTB sub-1
　　　　ADD *ARM5,B,A
　　　　STL A,*AR5+
　　　　sub: LD #0,B
运行以上程序后,(81H),(82H),(83H),(84H)与(85H)得值分别就是多少？
答:(81H)=0001H,(82H)=0002H,(83H)=0003H,(84H)=0004H,(85H)=0005H。
10、CALL指令调用子程序与循环语句有什么不同？
答:CALL指令调用子程序:课本P135(子程序调用指令表);循环语句:课本P137(5、3、2循环操作程序)
11、多次循环嵌套时,能够从最内一层循环直接跳到最外一层循环吗？若能,则采用什么方式呢？
12、在不含循环得程序中,RPTZ#3语句与其前一句、后一句以及后第二句各运行多少次？
答:RPTZ#3语句与其前一句运行1次,后一句运行3次,后第二句运行1次。
第六章
1、FIR与IIR数字滤波器都有哪些设计方法？每种设计方法得步骤就是什么？(参考课本P179~P181)
2、与FIR滤波器比较,IIR滤波器有哪些优缺点？(参考课本P167 6、2 IIR滤波器得DSP实现)
3、二阶IIR滤波器,又称为二阶基本节,其结构图可以分为几种类型？各有什么特点？(参考课本P168 1、二阶IIR滤波器)
4、略
5、FIR滤波器得算法为y(n)= a0x(n)+a1x(n-1)+a2x(n-2)+a3x(n-3)+a4x(n-4),试用线性缓冲区与直接寻址得方法实现。(参考课本P161~P162,只就是对课本一些参数稍作修改便就是答案)
解: 、title “FIR1、ASM”
、mmregs
、def start
x 、usect “x”,5
PA0 、set 0
PA1 、set 1
、data
COEF:、word 1*32768/10 ;定义a4= 0、1
、word -3*32768/10 ;定义a3= -0、3
、word 5*32768/10 ;定义a2=-0、5
、word -3*32768/10 ;定义a1= -0、3
、word 1*32768/10 ;定义a0=-0、1
、text
start: SSBX FRCT
STM #x+5,AR2
STM #4,AR0
LD #x+1,DP
PORTR PA1,x+1
FIR1: RPTZ A,#4
MACD *AR2-,COEF,A
STH A,*AR2
PORTW *AR2+,PA0
BD FIR1
PORTR PA1,*AR2+0
、end
6、试用线性缓冲区与间接寻址方法实现题6、5算法得FIR滤波器。(参考课本P162~P163,只就是对课本一些参数稍作修改便就是答案)
解: 、title “FIR2、ASM”
、mmregs
、def start
、bss y,1
xn 、usect “xn”,5
b0 、usect “a0”,5
PA0 、set 0
PA1 、set 1
、data
table: 、word 1*32768/10 ;定义a4= 0、1
、word -3*32768/10 ;定义a3= -0、3
、word 5*32768/10 ;定义a2= 0、5
、word -3*32768/10 ;定义a1= -0、3
、word 1*32768/10 ;定义a0= 0、1
、text
start: SSBX FRCT
STM #b0,AR1
RPT #4
MVPD table,*AR1+
STM #xn+4,AR2
STM #b0+4,AR3
STM #5,BK
STM #-1,AR0
LD #xn,DP
PORTR PA1,xn
FIR2: RPTZ A,#4
MAC *AR2+0%,*AR3+0%,A
STH A,y
PORTW y,PA0
BD FIR2
PORTR PA1,*AR2+0%
、end
7、~12、略
第七章
1、试列举主机与PHI通信得连接单元？并分别说明它们得功能。(参考课本P200 7、1’C54x得主机接口)
2、已知 TMS320C54X 得 CLKOUT 频率为 4MHz。
①在 SAM 工作方式下,主机得时钟频率就是多少？
解:在 SAM 工作方式下,主机频率可达 3、2MHz 或 2、4MHz。
②在 HOM 工作方式下,主机得时钟频率与 TMS320C54X 得时钟频率有关吗？
答:在 HOM 工作方式下,主机得时钟频率与 TMS320C54X 得时钟频率无关。
3、试分别说明下列有关定时器初始化与开放定时中断语句得功能。
①STM #0040H,IFR(课本有误,此处应为STM #0080H,IFR)解:清除外部中断 2 标志位。
②STM #0080H,IMR解:允许定时器 T1 或 DMAC1 中断(使用哪一种中断由 DMA 通道优先级与使能控制寄存器 DMPREC 控制。在复位以后,中断被配置为定时器 T1 中断)。
③RSBX INTM解:使能所有可屏蔽中断。
④STM #0279H,TCR 解: 设置定标计数器得值 PSC 为 9; 定时器分频系数为 9; 以 PRD 中得值加载 TIM, 以 TDDR中得值加载 PSC;定时器停止工作。
4、假设时钟频率就是40Mhz,试编写在XF端输出一个周期为2ms得方波程序段。
(参考课本P207程序,只要将课本程序中STM #1599,TIM0与STM #1599,PRD0改为STM #3999,TIM0与STM #3999,PRD0即可。注意计算到得Tt=1ms(高电平与低电平各1ms,故周期为2ms)。定时器基本计算公式在课本P206)
解:(定时半周期=CLKOUT*(TDDR+1)*(PRD+1);
1/2T=(1/40M)*(9+1)*(3999+1)=1ms)
;abc1、asm
;定时器0寄存器地址
TIM0 .set 0024H
PRD0 .set 0025H
TCR0 .set 0026H
;K_TCR0:设置定时器控制寄存器得内容
K_TCR0_SOFT 、set 0b ;Soft=0
K_TCR0_FREE 、set 1b ;Free=1
K_TCR0_PSC 、set 1001b ;PSC=9H
K_TCR0_TRB 、set 1b ;TRB=1
K_TCR0_TSS 、set 0b ;TSS=0
K_TCR0_TDDR 、set 1001b ;TDDR=9
K_TCR0 、set K_TCR0_SOFT| K_TCR0_FREE| K_TCR0_PSC| K_TCR0_TRB| K_TCR0_TSS| K_TCR0_TDDR
;初始化定时器0
;Tt=25*(9+1)*(3999+1)=1000000(ns)=1(ms)
STM #0010H,TCR0
STM #3999,TIM0
STM #3999,PRD0
STM #K_TCR0,TCR0
STM #0080H,IFR
STM #0080H,IMR
RSBX INTM
RET
;定时器0得中断服务子程序:通过引脚XF给出
t0_flag 、usect “vars”,1 ;若t0_flag=1则XF=1,若t0_flag=0则XF=0
time0_rev: PSHM TRN
PSHM T
PSHM ST0
PSHM ST1
BITF t0_flag,#1
BC xf_out,NTC
SSBX XF
ST #0,t0_flag
B next
xf_out: RSBX XF
ST #1,t0_flag
next: POPM ST1
POPM ST0
POPM T
POPM TRN
RETE
5、TMS320C54x得串口有哪几种类型？答:课本P213(7、3 ’C54x得串行口)
6、试叙述标准串行接口数据得发送程序。
7、试分别说明下列语句得功能。
① STM #SPCR10,SPSA0
STM #0001H,BSP0
解:对串口控制寄存器 SPCR10 赋值。不使用数字循环返回模式,接收数据 DRR[1,2]
采用右对齐方式, 连续时钟方式, DX 使能判断, 接收中断由 RRDY 产生, 接收移位寄存器未超载,串口接收器准备好,使能串口接收器。
②STM #SPCR20,SPSA0
STM #0081H,BSP0
解: 对串口控制寄存器 SPCR20 赋值。 串口使用软件模式, 帧同步逻辑、 采样率发生器复位,由发送准备好 XRDY 驱动发送中断;发送移位寄存器为空,发送器未准备好,使能串口发送器。
③STM #SPCR20,SPSA0
ORM #01000001B,BSP0
解: 修改串口控制寄存器 SPCR20 得值。 由采样率发生器产生帧同步信号, 使能串口发送器。
8、已知中断向量 TINT=013H,中断向量地址指针 IPTR=0111H,求中断向量地址。
解:中断向量地址=(100010001B)<<9+(10011)<<2=88CCH
第八章
1、一个典型得DSP系统通常有哪些部分组成？画出原理框图。
答:(1) 一个完整得 DSP 系统通常就是由 DSP 芯片与其她相应得外围器件构成。 一个典型得 DSP 系统应包括抗混叠滤波器、数据采集 A/D 转换器、数字信号处理器 DSP、 D/A 转换器与低通滤波器等。 DSP 系统得工作过程: ①将输入信号 x(t)经过抗混叠滤波,滤掉高于折叠频率得分量,以防止信号频谱得混叠。 ②经过采样与 A/D 转换器,将滤波后得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, 得到平滑得模拟信号 y(t)。(2)原理框图:课本P267 图8、5、1
2、DSP系统硬件设计过程都有哪些步骤？
答:第一步:确定硬件实现方案; 第二步:器件得选择; 第三步:原理图设计; 第四步:
PCB 设计; 第五步:硬件调试;
3、在TMS320C54x芯片中,能否从一种分频方式直接切换到另一种分频方式,写出切换步骤。
4、一个DSP系统采用TMS320C54x芯片,而其她外部接口芯片采用5V器件,试为该系统设计一个合理得电源。(参考课本P249 8、2、1电源电路得设计)
5、试为DSP系统设计一个复位电路,要求该电路具有上电复位、手动复位与监视系统运行等功能。答:课本P252(图8、2、7与图8、2、8,监视系统:“瞧门狗”电路)
6、将TMS320C5402芯片从2分频切换到4分频方式,试编写相应得程序。
答:(2分频与4分频之间也不能直接切换,要先把2分频切换到倍频方式(PLL方式),然后再切换到4分频。)
STM #F007H,CLKMD ;切换到PLL*1方式
Status: LDM CLKMD,A ;测试PLLSTATUS位
XOR #F007H,A ;异或-->相同为0,不同为1
BC Status,ANEQ ;若A≠0,则转移,表明还没有切换到PLL方式
;若A=0,则顺序执行,已切换到PLL方式
STM #F000H,CLKMD ;切换到4分频方式
7、TMS320VC5402外接一个128K×16位得RAM,其结构如题图8、1所示。试分析程序区与数据区得地址范围,并说明其特点。
解:图中接法RAM得前64K字(0000H—FFFFH)为程序区,后64K字(10000H—1FFFFH)
说明: 程序区与数据区地址均为0000H—FFFFH
如果内部RAM设置为有效,则相同地址得外部RAM自动无效。
当外部RAM得存取速度达不到全速运行要求时,需要根据速度设置插入得等待状 态数。
8、TMS320VC5402外接一个128K×16位得RAM,采用混合程序区与数据区扩展法,连接电路如题图8、2所示。试分析程序区与数据区得地址范围。
答:程序与数据都存储在同一片SRAM中,不论程序还就是数据都可以访问8000H—FFFFH中得任一地址。为了保证系统得正确运行,需将这32K字空间划分为程序区与数据区,可以就是程序占据8000H-BFFFH前16K字,数据占据C000H-FFFFH后16K字,也可就是程序占8K,数据占24K等。划分完全取决于应用程序得需要,可以灵活掌握,但必须确保程序与数据区得相互分离,以免形成冲突。
9、Inte128F400B3就是一种64K×16位得Flash存储器,其控制逻辑信号如图表8、1,试将该存储器作为DSP得外部数据存储器进行扩展。若要将该芯片进行程序存储器扩展,该如何连接？
题表8、1 Intel128F400B3得控制逻辑信号
引脚
功能
引脚
功能
—CE
片选
—RP
复位
—OE
输出使能
—WP
写保护
—WE
写控制
Vpp
电源
GND
3、3V
复位电路
16
TMS320VC5402

D15~D0

A15~D0
__
R/W
___
DS
___
RS
__
WP
Vpp
I/O15~I/O0

A15~A0
_____
WE
___
CE
___ ___
RP OE

Intel28F400B3

答:
16

10、~13、略