DSP课后习题答案 李建

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 (6) 快速的指令周期

(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?

答:每条指令可通过片内 多功能单元完成取指、 译码、 取操作数和执

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?

答: DSP 系统的构成:一个典型的 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 (6) 可重复性好

(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;

当 MP/ MC=1 时, 4000H~FFFFH 程序 存储空间定义为外部存储。

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