DSP应用技术复习题.doc

11、数字信号数字信号处处理相理相对对于模于模拟拟信号信号处处理，具有哪些理，具有哪些优势优势答：可控性强，稳定性高，精度高，抗干扰性能强，实现自适应性，数据压缩，答：可控性强，稳定性高，精度高，抗干扰性能强，实现自适应性，数据压缩， 大规模集成但是模拟信号处理不可替代：自然界的信号绝大多数都是模拟信大规模集成但是模拟信号处理不可替代：自然界的信号绝大多数都是模拟信 号，模拟信号处理系统从根本上说是实时的，射频（号，模拟信号处理系统从根本上说是实时的，射频（RFRF）信号的处理要由模拟）信号的处理要由模拟 系统来完成系统来完成2、实现实现数字信号数字信号处处理的方法有哪几种，各有什么理的方法有哪几种，各有什么优优缺点a.a.通用微计算机通用微计算机: :这种方法缺点是速度太慢，不能用于实时系统，只能用于仿真这种方法缺点是速度太慢，不能用于实时系统，只能用于仿真 研究 b.b.加速处理模块加速处理模块: :在通用微机内部加入专用的加速处理模块，微机作为系统控制在通用微机内部加入专用的加速处理模块，微机作为系统控制 使用缺点是不适合嵌入式应用缺点是不适合嵌入式应用 c.c.单片机（单片机（MCS51MCS51））: :单片机采用的是冯单片机采用的是冯• •诺依曼总线结构，用它构成的系统比较诺依曼总线结构，用它构成的系统比较 复杂，尤其是乘法运算速度慢，在运算量大的实时控制系统中很难有所作为。

复杂，尤其是乘法运算速度慢，在运算量大的实时控制系统中很难有所作为 d.d.专用专用 DSPDSP 芯片芯片: :一般速度较快，但是灵活性较差，而且开发工具不完善一般速度较快，但是灵活性较差，而且开发工具不完善 e.e.可编程可编程 FPGAFPGA 器件器件: :这种实现方法具有通用性、并行性，一般作为这种实现方法具有通用性、并行性，一般作为 DSPDSP 芯片的芯片的 协处理器协处理器 f.f.通用可编程通用可编程 DSPDSP 芯片芯片: :通用可编程通用可编程 DSPDSP 芯片有着更适合于数字信号处理的硬件芯片有着更适合于数字信号处理的硬件 特点和指令系统，而且其性价比随着微电子的发展不断提高，非常适合实现性特点和指令系统，而且其性价比随着微电子的发展不断提高，非常适合实现性 要求高的应用领域要求高的应用领域3、DSP 系系统统典型数据典型数据处处理方式有哪几种，各有何特点理方式有哪几种，各有何特点A A．数据流处理（．数据流处理（StreamStream ProcessingProcessing）：优点：其结果是随时更新的输出样）：优点：其结果是随时更新的输出样 本和其影响的输出结果之间的时延达到理论的最小值。

缺点：要求处理器的速本和其影响的输出结果之间的时延达到理论的最小值缺点：要求处理器的速 度必须足够高，能在下一个样本到达之前完成所有计算度必须足够高，能在下一个样本到达之前完成所有计算B.B.块处理（块处理（BlockBlock ProcessingProcessing）：优点：减少频繁读写存储器所带来的额外开销，获得较高处理）：优点：减少频繁读写存储器所带来的额外开销，获得较高处理 效率；可以使用较低速度的处理器缺点：时延以及足够的存储空间效率；可以使用较低速度的处理器缺点：时延以及足够的存储空间C.C. 矢量矢量 处理（处理（VectorVector ProcessingProcessing）：）： 同时处理多路输入同时处理多路输入/ /输出信号的方法，称为矢量处理技术可以采样数据流技术，输出信号的方法，称为矢量处理技术可以采样数据流技术， 也可以使用块处理技术矢量处理时处理来自多路输入信号的多个同时到达的也可以使用块处理技术矢量处理时处理来自多路输入信号的多个同时到达的 样本矢量处理的各路输入数据可以是相关的，也可以是无关的通常情况下，样本矢量处理的各路输入数据可以是相关的，也可以是无关的。

通常情况下， 矢量处理用来计算两个信号之间的相关程度矢量处理用来计算两个信号之间的相关程度4、简简要叙述要叙述冯冯.诺诺依曼依曼结结构和哈佛构和哈佛结结构两种构两种总线结总线结构的特点和适构的特点和适用用领领域冯冯• •诺依曼总线结构：统一的程序和数据空间，共享的程序和数据总线统一的诺依曼总线结构：统一的程序和数据空间，共享的程序和数据总线统一的 编址依靠指令计数器提供的地址来区分指令与地址由于总线的限制，微处理编址依靠指令计数器提供的地址来区分指令与地址由于总线的限制，微处理 器执行指令时，取指与存取操作数共享内部总线，因而指令只能串行执行显器执行指令时，取指与存取操作数共享内部总线，因而指令只能串行执行显 然不适合具有高实时性要求的数字信号处理技术然不适合具有高实时性要求的数字信号处理技术 哈佛总线结构：程序总线和数据总线是分离的，它使得程序和数据具有独立的哈佛总线结构：程序总线和数据总线是分离的，它使得程序和数据具有独立的 存储空间虽然使存储空间虽然使 DSPsDSPs 结构变得复杂，但是由于可以同时对数据和程序进行寻结构变得复杂，但是由于可以同时对数据和程序进行寻 址，同时取指与取操作数，大大的提高了数据处理能力，非常适合实时的数字址，同时取指与取操作数，大大的提高了数据处理能力，非常适合实时的数字 信号处理。

信号处理2TITI 公司在其基础上，对哈佛结构做了改进，在数据总线和程序总线之间添加了公司在其基础上，对哈佛结构做了改进，在数据总线和程序总线之间添加了 局部的交叉连接这一改进允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令局部的交叉连接这一改进允许数据存放在程序存储器中，并被算术运算指令 之间使用，增强了芯片的灵活性之间使用，增强了芯片的灵活性5、为为什么不能什么不能单纯单纯的只用高的只用高级语级语言来言来编编写写 DSP 程序，而需要程序，而需要结结合合汇编语汇编语言言之所以不能单纯地只用高级语言来编写之所以不能单纯地只用高级语言来编写 DSPDSP 程序，有两个主要的原因首先，程序，有两个主要的原因首先， 以以 c c 语言为代表的广泛使用的高级语言，并不适合用来描述语言为代表的广泛使用的高级语言，并不适合用来描述 DSPDSP 的算法其次，的算法其次， 传统的传统的 DSPDSP 的结构，如多个存储器空间、多组总线、不规则的指令集以及高度的结构，如多个存储器空间、多组总线、不规则的指令集以及高度 专门化的硬件等，都使高级语言编译器编译效率的提高变得非常困难确实可专门化的硬件等，都使高级语言编译器编译效率的提高变得非常困难。

确实可 以用编译器将以用编译器将 c c 原代码编译成为原代码编译成为 DSPDSP 的汇编代码，但为了保证程序的高效性，的汇编代码，但为了保证程序的高效性， 程序员就必须对最关键的部分用汇编语言作优化程序员就必须对最关键的部分用汇编语言作优化6、衡量衡量 DSP 运算速度的指运算速度的指标标主要有哪些，主要有哪些，简简要要说说明明指令周期，指令周期，FFTFFT 执行时间，执行时间，MACSMACS（乘加次数每秒）（乘加次数每秒） ，，MIPSMIPS（百万指令每秒）（百万指令每秒） ，， MOPSMOPS（百万操作每秒）（百万操作每秒） ，，MFLOPSMFLOPS（百万浮点操作每秒）（百万浮点操作每秒）7、TMS320C2000 系列系列 DSP 的中央算的中央算术逻辑术逻辑部分主要包括哪几部分，部分主要包括哪几部分，简简要要说说明明中央算术逻辑部分主要包括中央算术逻辑单元、累加器、输出数据定标移位器中央算术逻辑部分主要包括中央算术逻辑单元、累加器、输出数据定标移位器 3 3 部分 中央算术逻辑单元中央算术逻辑单元 CALUCALU：功能：进行各种算术逻辑运算，包括：功能：进行各种算术逻辑运算，包括 1616 位加减、布位加减、布 尔逻辑操作、位测试、移动和循环。

特点：大部分运算只需一个时钟周期尔逻辑操作、位测试、移动和循环特点：大部分运算只需一个时钟周期 累加器累加器 ACCACC：功能：存放：功能：存放 CALUCALU 的操作结果，并可对其进行单比特移动或循环的操作结果，并可对其进行单比特移动或循环 将结果输出到中央算术单元或输出数据定标移位器将结果输出到中央算术单元或输出数据定标移位器 输出数据定标移位器：功能：将累加器的输出数据定标移位器：功能：将累加器的 3232 位值进行左移位值进行左移 0 0～～7 7 位，然后将移位，然后将移 位器中的高位字位器中的高位字( (用用 SACHSACH 指令指令) )或低位字或低位字( (用用 SACLSACL 指令指令) )保存到数据存储器，而保存到数据存储器，而 累加器的内容保持为移位前的值不变移位方法：均左移，移位时高位丢失，累加器的内容保持为移位前的值不变移位方法：均左移，移位时高位丢失， 低位补低位补 0 08、TMS320C2000 系列系列 DSP 器件内部有哪些器件内部有哪些 16 位位总线总线， ，简简要要说说明明TMS320C2000TMS320C2000 器件内部有器件内部有 6 6 条条 1616 位总线。

位总线  PABPAB：程序地址总线，提供读写程序存储器地址：程序地址总线，提供读写程序存储器地址  PRDBPRDB：程序读总线，将指令代码、立即数和表信息从程序存储器传送到：程序读总线，将指令代码、立即数和表信息从程序存储器传送到 CPUCPU  DRABDRAB：数据读地址总线，提供读数据存储器的地址：数据读地址总线，提供读数据存储器的地址  DWABDWAB：数据写地址总线，提供写数据存储器的地址：数据写地址总线，提供写数据存储器的地址  DRDBDRDB：数据读总线，将数据从数据存储器传送到中央算术逻辑单单元：数据读总线，将数据从数据存储器传送到中央算术逻辑单单元 （（CALUCALU）和辅助寄存器算术单元（）和辅助寄存器算术单元（ALAUALAU））  DWEBDWEB：数据写总线，将数据写入程序存储器和数据存储器：数据写总线，将数据写入程序存储器和数据存储器9、 、C2000 系列系列 DSP 的的总线结总线结构有何特点？构有何特点？举举例例说说明明3C2000C2000 总线结构特点如下：总线结构特点如下： (1)(1)采用各自独立的数据地址总线分别用于数据读采用各自独立的数据地址总线分别用于数据读(DBAB)(DBAB)和数据写和数据写(DWAB)(DWAB)，因此，因此 CPUCPU 的读写可在一个周期内进行；的读写可在一个周期内进行； (2)(2)独立的程序空间和数据空间允许独立的程序空间和数据空间允许 CPUCPU 同时访问程序指令和数据。

同时访问程序指令和数据例如，在对数据进行乘法运算时，先前的乘积可以与累加器相加，同时例如，在对数据进行乘法运算时，先前的乘积可以与累加器相加，同时 还可以产生出一个新的地址这种并行机制可以支持一组算术、逻辑和位管理还可以产生出一个新的地址这种并行机制可以支持一组算术、逻辑和位管理 操作，这些操作均可以在一个机器周期内完成操作，这些操作均可以在一个机器周期内完成10、 、TMS320C2000 系列系列 DSP 器件的程序地址器件的程序地址产产生有哪几种方法，生有哪几种方法，简简要要说说明明TMS320C2000TMS320C2000 芯片的程序地址产生逻辑使用以下硬件：芯片的程序地址产生逻辑使用以下硬件： (1)(1)程序计数器程序计数器 PCPC：在取指令时，：在取指令时，1616 位的程序计数器位的程序计数器 PCPC 对内部和外部存储器寻对内部和外部存储器寻 址；址； (2)(2)程序地址寄存器程序地址寄存器 PARPAR：：1616 位的程序地址寄存器驱动程序地址总线位的程序地址寄存器驱动程序地址总线 PA。