DSP原理与应用课程作业.pptx

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1、1.3 简述DSP应用系统的一般设计过程答：确定系统性能指标 核心算法模拟和验证 选择DSP芯片及其他系统组件 软件设计和调试 硬件设计和调试 系统测试。集成1第1页/共50页第第 1 次作业次作业2.1 TMS320C55x DSP 有哪些特性？答：TMS320C55x DSP 主要特性如下所示先进的多总线结构40位算术逻辑运算单元(ALU)，能够进行 高精度的算术和逻辑操作。16位辅助ALU单元，能够和主ALU并行进行简单的算术运算。两个17位17位的MAC(Multiply and Accumulate)单元，能够在单周期内执行两组惩罚与加法操作64字节的指令缓冲队列，能够用作程序Cac

2、he，高效完成块重复操作2第2页/共50页4个40位的累加器，能够存储计算结果，减少对存储器的方问8个增强的辅助寄存器，可用作数据寻址。4个暂存数据寄存器满足数据处理的要求。循环寻址，最多支持5个循环缓冲单指令重复、块重复操作支持。源代码全兼容所有的TMS329C54x器件。3第3页/共50页第第 1 次作业次作业2.2 简述TMS320C55x DSP的CPU的组成？请写出C55x 所包含的累加器，并回答累加器有多少位？答：TMS320C55x DSP的CPU主要由内部地址总线和数据总线、存储器接口单元、指令缓冲单元(I Unit)、程序流单元(P Unit)组成。C55x包含4个累加器，分

3、别是AC0，AC1，AC2，AC3累加器有40位。4第4页/共50页2.3 C55x 支持多少个中断？如果需要使能TMS320VC5509A 的INT1，IER0或IER1及INTM的值分别应为多少？答：C55x支持32个中断。如果需要使能TMS320C5509A的INT1，IER1的第0位必须为1.INTM的值应为0(全局使能)。5第5页/共50页第第 1 次作业次作业2.4 TMS320C55x DSP提供了一个统一的数据/程序空间，其寻址空间为多大？当CPU 从程序空间读取程序代码时，使用多少位地址？程序空间字节地址范围是多少？当CPU访问数据空间时，使用多少位地址？数据空间字地址范围是

4、多少？一个字有多少位？答：TMS320C55x DSP提供了一个统一的数据/程序空间的寻址空间为16MB(16兆字节)或8MW(8兆字)。当CPU从程序空间读取程序代码时，使用24位地址。程序空间字节地址范围是0 x000000-0 xFFFFFF 当CPU访问数据空间时，使用23位地址。数据空间字地址范围是0 x000000-0 xFFFFFF。一个字(word)为16位。6第6页/共50页第第 1 次作业次作业2.5 TMS320VC5509A片内存储器DARAM字地址范围是多少？DARAM的大小为多少？存储器映射寄存器位于什么地方？有多大？映射的地址可以定位程序的代码和数据吗？答：TMS

5、320VC5509A片内存储器DARAM字地址范围是0 x0000000 x007FFF。DARAM的大小为64KB。存储器映射寄存器位于数据空间的最前面的96个地址(0 x000000-0 x00005F 字地址)，大小为96个字或192个字节。映射的地址不能定位程序的代码和数据7第7页/共50页第第 2 次作业次作业2.6 ICETEK-VC5509-A评估板上字节地址起止范围为0 x0480000 x04FFFF对应的哪种存储器？这段存储空间有多大？外扩寄存器地址 0 x400001(字地址)对应的哪个CE空间？答：这段地址对应的存储器为SDRAM。这段存储空间的大小32KB。外扩存储器

6、地址0 x400001(字地址)对应的CE2空间。8第8页/共50页第第 2 次作业次作业3.1 CCS软件开发工具有哪些功能？答：CCS软件开发工具具有：集成开发环境(软件仿真和硬件仿真)工程管理器和代码编辑器代码产生工具代码调试工具代码分析工具(Profiler的使用)9第9页/共50页第第 2 次作业次作业3.2 何谓DSK，EVM？答：DSK：DSP初学者套件（DSP Starter Kit）DSK是TI公司提供给初学者进行DSP编程学习的一套廉价的实时软件调试工具(包括CCS限定版和DSK板)。TMS320C55x Low-Power Optimization DSP Starter

7、 Kit(DSK)TMS320C5509(U.S oart number)495 SU.STMS320C55xTM DSP Starter Kit(DSK),TMS320C5510 DSP based 395 SU.SEVM:评估模板(Evaluation Module)评估模板是一种低成本的开发板，在EVM板上一般配置了一定数量的硬件资源，可用来进行DSP芯片评价、性能评估和有限的系统调试10第10页/共50页第第 2 次作业次作业3.3 CCS的Simulator和Emulator有何区别，在哪些情况下合适使用Simulator调试程序，哪些情况下必须使用Emulator调试程序。答：CC

8、S程序的仿真有两种模式：软件仿真(Simulator)和硬件仿真(Emulator).CCS的Simulator是指CCS工作在纯软件仿真环境中，就是由软件在PC机内存中构造一个虚拟的DSP环境，可以调试、运行程序。但一般软件无法构造DSP中的外设，所以软件仿真通常用于调试纯软件的算法和进行效率分析等。软件仿真无需目标板和仿真器等硬件就可以开始软件编程，缺点是仿真速度慢而且无法仿真某些外设的功能。11第11页/共50页第第 2 次作业次作业硬件仿真需要用户具备目标板，如TI的DSK、EVM及用户设计的系统板，仿真程序会利用开发系统将代码下载到DSP芯片中。程序在目标板中运行，仿真软件只是将结果

9、读出来显示。目标板一般是通过XDS510开发系统与主机相连。硬件仿真的优点是仿真速度快，仿真结果与系统实际一致。有并口、ISA、PCI和USB仿真器。现TI新推出告诉XDS560开发系统。在外设程序调试及系统程序联调时需使用硬件仿真。12第12页/共50页第第 2 次作业次作业3.4 简述采用CCS及DSP系统开发DSP 程序的主要步骤(包括软件仿真Simulator和硬件仿真Emulator)。答：1.创建新的工程文件。2.创建、编写源代码文件(包括.c、.asm、.h等源文件)和链接器命令文件(.cmd)。3.将工程文件中应包含.c和.asm源代码文件、链接器命令文件、库文件(.lib)添

10、加到工程中。4.编译产生库文件(.lib)和可执行程序(.out)。（通常1-4步Simulator）5.加载和运行可执行程序。调试代码，修改程序错误，重新编译产生、加载和运行科执行程序(.out)-算法软件（通常先Simulator，然后Emulator）-驱动软件（通常Emulator，需连接DSP硬件系统）13第13页/共50页第第 3 次作业次作业3.5 在本章课上讲解的图形显示示例的输入窗口“Graph Property Dialog”对话框为什么要对图形的标题、起始地址、缓冲区大小、显示数据大小、DSP数据类型、自动标尺属性及最大Y值作如下更改？Graph Title :Input

11、Start Address :inp_bufferAcquisition Buffer Size :100Display Data Size :100DSP Data Type :16-bit signed integerAutoscale :OffMaximum Y-value :100014第14页/共50页第第 3 次作业次作业Graph Title :Input给输入数据图形显示窗口命名为“Input”，有助于区分多个同时打开的窗口。Start Addresss ：inp_buffer显示由文件的输入/输出从sine.dat文件读入到inp_buffer指针内正弦曲线数据Acquisi

12、tion Buffer Size：100获取的缓冲个数为100.Display Data Size ：100显示数据个数为100.15第15页/共50页DSP Data Type ：16-bit signed integer应与待显示数据类型一致，输入正弦波数据位16比特有符号的整数。Autoscale ：Off缺省为On，纵轴的最大值就是所显示数据的最大值。为比较处理前后的幅值的放大，将自动标尺关闭。Maximum Y-value ：1000将最大Y值设置为1000.输入正弦曲线最大值为99，最大放大倍数为10，最大Y值1000能显示放大后曲线所有的点。16第16页/共50页3.6给出CCS

13、提供的代码分析工具Profiler各项统计数据的含义？答：Code Size 代码长度Incl./Excl.Count 命中次数Incl./Excl.Maximum 最大时钟周期数Incl./Excl.Minimum 最小时钟周期数Incl./Excl.Average 平均时钟周期数以Incl.为前缀的统计信息表示将剖析区域的子程序调用计算在内。以Excl.为前缀的统计信息表示将剖析区域的子程序调用排除在外。17第17页/共50页第第 3 次作业次作业4.1 TMS320C55x DSP支持哪3种类型的寻址方式？它们是如何寻址的？答：TMS320C55x DSP支持的3种类型的寻址方式分别是绝

14、对寻址方式、直接寻址方式、间接寻址方式。绝对寻址方式：指令里有一个地址的全部或比分，之时目的地址。直接寻址方式：使用偏移地址指示目的地址。间接寻址方式：使用指针指示目的地址。18第18页/共50页第第 3 次作业次作业4.2 设指令执行前DPH=3,DP=.dp=0 x2000,XAR0=0 x32000 Data memory 0 x032000 0 x032001 0 x032002 0 x032003 分别指出下列指令所使用的寻址方式及指令执行后XAR0、AC0、T2和T3的值：(1)mov*AR0+,AC0(2)mov 2003h,T2(3)mov*abs16(#2002h),T30

15、x00000 x11110 x22220 x333319第19页/共50页答:(1)mov*AR0+,AC0;间接寻址方式执行后：AC0=0 x0000,XAR0=0 x32001,其他不变。(2)Mov 2003h,T2;直接寻址方式执行后：T2=0 x3333，其它不变。(3)mov*abs16(#2002h),T3;绝对寻址方式执行后：T3=0 x2222，其它不变。20第20页/共50页第第 3 次作业次作业4.3 TMS320C55x DSP的指令集包含了哪几种基本类型的指令？答：算术运算指令 逻辑运算指令 移动指令 程序控制指令21第21页/共50页第第 3 次作业次作业4.4 分

16、析下列 TMS320C55x DSP 汇编语言代码，请在每一行语句后对其功能进行注释。mpym *AR2+,*AR3+,AC0；AC0=(*ar2)*(*AR3);AR2=AR2+1,AR3=AR3+1|rpt#4;与上条指令并行，下一条指令执行5次 masm *AR2+,*AR3+,AC0;AC0=AC0-(*AR2)*(*AR3);AR2=AR2+1，AR3=AR3+122第22页/共50页第第4次作业次作业5.1 简述增强性能的DSP代码开发流程。答：增强性能的DSP代码开发流程可分为4个步骤：步骤1：写C代码根据任务写C语言程序，用CCS代码产生工具编译产生DSP内可运行代码，证明其功

17、能的正确性。剖析代码，分析确定代码是否足够有效如果足够有效，则代码开发完成；如果不是，进入步骤2步骤2：优化C代码利用C代码优化方法对代码进行优化，再次编译、剖析。进行更多的C优化。如果仍然有效性不够，进入步骤3。23第23页/共50页步骤3：写汇编代码分析C代码中存在的影响性能的关键低效率段，用汇编代码编写它们，再次剖析。如果仍然有效性不够，进入步骤4.步骤4：优化汇编代码优化汇编代码，再次优化，直至足够有效。24第24页/共50页第第4次作业次作业5.2 为什么通常需要采用C语言和汇编语言的混合编程？答：在数字信号处理器的软件开发中一直存在一个两难的选择：C/C+语言开发容易、移植性强、但

18、效率较低，不能满足实时性要求；汇编语言效率高，对硬件的操作更为直接，但程序编写复杂易读性差、移植性不好。比较好的方法是在二者间折中，即程序的主体框架和对实时性要求不高的部分采用C/C+语言，而算法则采用汇编语言，这样能够充分发挥二者的优点，解决易读性和效率之间的矛盾。25第25页/共50页第第4次作业次作业5.3 何谓小存储器模式？何谓大存储器模式？答：在小存储器模式下，代码段和数据段的长度和位置受到一定的限制。如下列段都必须在长度为64KW的存储器的一个单页中：.bss和.data段(存放所有的静态和全局变量).stack和.sysstack段*(the primary and second

19、ary system stacks：主系统堆栈和二级系统堆栈).sysmem段(动态存储空间).const段在小存储器模式下，.test段(代码段)、.switch(状态转化段)及.cinit/.pint段(变量初始化段)的长度和位置不受限制。在小存储器模式下，编译器的数据指针为16位。23-bit XARn寄存器的高7位指向.bss段，并在程序运行时始终指向该段。*susstack段为C55xDSP所特有26第26页/共50页如果在编译中设置-ml选项，则编译器按照大存储器模式编译程序。大存储器模式下可以更加方便地存放数据，而不必过多的考虑数据页的限制，数据指针为23位，而主堆栈和二级堆栈必

20、须放到同一页中；除了代码段可以跨越页边界以外，其它段都不能跨越页边界，也就是说除代码段外的其它所有的段都只能放在一页存储器之中，不能跨页存放但和小存储器模式相比，这些段可以分别放在不同的叶中，而不需要放啊同一页中。27第27页/共50页第第4次作业次作业5.4 分析下列ICETEK-VC5509-A 评估板 C语言代码，请在每一语句后对其功能进行注释。并说明px 指向的存储器区的物理存储器的类型。main()/主函数int i;/定义局部整型变量iunsigned int*px;/定义指向无符号整型变量的指针变量pxpx=(unsigned int*)0 x20000；/px字地址为0 x20

21、000，字节地址为0 x40000 /且px指向unsigned int 类型 for(i=0;i32;i+,px+)(*px)=0;/以上for循环的功能是从字地址0 x20000开始32个字清0在ICETEK-VC5509-A评估板中px指向的存储器区的物理存储器为SDRAM28第28页/共50页第第4次作业次作业5.5 TMS320C55x DSP汇编语句包含哪几个部分？编写汇编语句需要注意哪些问题？答：汇编语言语句格式可以包含4个部分，标号域、助记符域、操作数域和注释域。汇编语言语句格式如下：Mnemonic syntax：label：mnemonicoperand list；comm

22、ent标号：助记符操作数列表；注释29第29页/共50页编写汇编语句需要注意如下4个方面的问题：语句必须以标号、空格、星号(*)、分号(;)开始。标号为可选项，如要使用标号，则必须从第1列开始。每个域必须有1个或多个空格分开。Tab等效于空格。注释为可选项，开始于第1列的须用星号或分号(*或;)开始，但其它列开始的注释前面只能标分号。30第30页/共50页第第4次作业次作业5.6 汇编伪指令.def，.ref和.global 起到了什么作用？答：.def符号(sumbol)-在当前文件中定义一个符号，可以被其它文件使用。.ref符号-在其它文件中定义，可以在本文件中使用的符号。.global符

23、号-其作用相当于.def、.ref效果之和。31第31页/共50页第第4次作业次作业5.7 TMS320C55x DSP C语言和汇编语言的混合编程方法主要有哪两种？各有什么特点？答：C语言和汇编语言的混合编程有如下主要方法和特点：1.在C语言中直接嵌套汇编语句特点：嵌套汇编语句的语法十分简单，只要把需要嵌套的汇编语句前面加上asm标示符，左右加上一个双引号并用小括号括住即可asm(“assembler text”);比较适合完成对硬件进行简单操作。直接嵌套的方法要十分小心，C语言编译器并不检查和分析嵌入的汇编语句，而嵌入的汇编语句很可能改变C语言的运行环境。采用该方法实现较复杂的功能，会造成

24、程序的可读性较差，并影响程序的可移植性。32第32页/共50页2.C语言和汇编模块的接口特点：独立编写C语言程序和汇编程序，C语言通过函数调用汇编子程序，这样既可以提高程序的运行效率，又保证了程序的可移植性，而且程序的结构性较好，并不影响C语言编译器的优化功能。必须遵从C语言调用子函数的规则，这些规则包括C/C+中寄存器的使用、函数的结构及调用规则等。33第33页/共50页第第4次作业次作业5.8 定义如下结构体类型struct big，请分别给出以下3个C函数传送参数和返回值所用的寄存器或堆栈。struct big long x10;(1)long fn(int*p1,int i2,int

25、i3,int i4);(2)int fn(struct big b,int*p1);(3)void fn(long l1,long l2,long l3,int*p4,int*p5,int*p6,int*p7,int*p8,int i9,int i10);34第34页/共50页struct biglong x10;AC0 AR0 T0 T1 AR1(1)long fn(int*p1,int i2,int i3,int i4);T0 AR0 AR1(2)int fn(struct big b,int *p1);AC0 AC1 AC2 AR0 AR1(3)void fn(long l1,long

26、l2,long l3,int*p4,int*p5,AR2 AR3 AR4 T0 T1int*p6,int*p7,int*p8,int i9,int i10);35第35页/共50页第第4次作业次作业5.9 C语言主程序如下：extern int exp(int*,int*);int Ai8=100,2,3,4,5,6,7,8;int Xi8=9,3,2,0,1,9,7,1;int y;void main()y=exp(Ai,Xi);用C55x汇编语言实现C可调用函数int exp(int*,int*)，计算36第36页/共50页.global _exp.text_exp;Indirect ad

27、dressing with parallel processing;mpym*AR0+,*AR1+,AR0 mov AC0,T0Ret.end37第37页/共50页第第5次作业次作业5.10 DSP/BIOS 支持的4种类型线程，按优先级由低到高给出这4种线程。说明任务(TSK)的优先级范围。答：按优先级由低到高DSP/BIOS支持的4种线程为：后台线程(IDL)、任务(TSK)、软件中断(SWI)、硬件中断(HWI)。任务(TSK)的优先级为1(最低)-(最高)。38第38页/共50页第第5次作业次作业6.1 16位定点数0 xD000，分别计算该数Q15和Q0十进制数的大小。答：0 xD0

28、00=1101 0000 0000 0000BQ15:-20+2-1+2-3=-1+0.5+0.125=-0.375Q0:-215+214+212=-3*212=-3*4096=-1228839第39页/共50页第第5次作业次作业6.2 已知x=0.4567，试将该数转换为Q15定点数（考虑舍入和不舍入两种情况）。答：0.4567*32768=14965.1456舍入 14965(十进制)或0 x3A75(十六进制)不舍入 14965(十进制)或0 x3A75(十六进制)40第40页/共50页第第5次作业次作业6.3 采用完整的TMS320C55x DSP 的C语言实现N点Q15 定标的余弦波

29、信号产生函数。要求信号采样频率为44100Hz，包含2400Hz、16000Hz 两种频率成份，幅度均为0.48。解：C语言编程实现如下：#include#define T1/44100 /0.0000226757#define f1 2400#define f216000#define PI 3.141592641第41页/共50页#define two_pi _f1_T (2*PI*f1*T)/*2*pi*f1/Fs*/#define two_pi_f2_T (2*PI*f2*T)/*2*pi*f2/Fs*/void signal_gen(int*x,int N)float temp;in

30、t i;for(i=0;iN;i+)temp=0.48*cos(float)two_pi_f1_T*i);temp+=0.48*cos(float)two_pi_f2_T*i);Xi=(int)(0 x8000*temp)+0.5);42第42页/共50页第第6次作业次作业6.4 用C55x汇编语言实现C可调用块实现FIR滤波器函数 void fir(int*in,unsigned int M,int*h,unsigned int L,int*out,int*x);函数参数 in：滤波器输入数据指针 M：输入抽样数 h：FIR系数指针 L：FIR滤波器阶数 out：输出指针 x：信号缓冲指针4

31、3第43页/共50页第第6次作业次作业6.5 请给出调用C55x DSPLIB所需用的.h文件和.lib文件。答：所需包含头文件名 dxpib.h 所需的需链接的库文件名为55xdsp.lib(小模式)或55xdspx.lib(大模式)44第44页/共50页第第6次作业次作业7.1 分析下列ICETEK-VC5509-A 评估板 C语言时钟初始化函数代码，请在语句后注释。ICETEK-VC5509-A 评估板 TMS320VC5509的CLKIN 焊接的晶振为12MHz，请计算执行此函数后评估板的主频。答：void CLK_init()/定义无参数时钟初始化函数CLK_int，返回值类型vio

32、d ioport unsigned int*clkmd/定义指向I/O空间unsigned int 变量指针变量cldmd clkmd=(unsigned int*)0 x1c00;/定义一个指向元符号整数的指针clkmd45第45页/共50页第第6次作业次作业*clkmd=0 x2fb3/将时钟模式寄存器附值0 x2fb3 for(int i=0;i iccnt,count);/将待写字节数count写入I2C数据计数寄存器 WriteMask(pI2C-icsar,device,ICSAR_MASK_7);/将设备地址写入I2C从地址寄存器WriteMask(pI2C-icmdr,ICMDR_STT|ICMDR_STP|ICMDR_TRX,ICMDR_STT|ICMDR_STP|ICMDR_TRX);for(i=0;i icdxr,bytedatai);/将第i个字节写入I2C数据发送器 while(!(pI2C-icstr&ICSTR_ICXRDY);/循环查询I2C状态寄存器中的XRDY位，直到RXDY位为1 48第48页/共50页7.3 McBSP的寄存器主要包括哪三 部分？答：数据的接收和发送寄存器 McBSP控制寄存器 多通道控制寄存器49第49页/共50页50感谢您的欣赏！第50页/共50页