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1、第 1 次作业,1.1 写出本课程相关以下缩写的中英文全称：DSP、TI、 MIPS、MFLOPS 答：DSP: Digital Signal Processor 数字信号处理器，DSP芯片 TI：Texas Instruments 德州仪器 MIPS：Million Instructions Per Second 每秒百万条指令 MFLOPS： Million Floating point Operations Per Second 每秒百万次浮点操作,1,第 1 次作业,1.2 简述DSP芯片选择原则。 答：DSP芯片选择原则主要包括DSP芯片生产厂家的选择、运算速度、数据的传输能力、片内
2、存储器大小、存储器容量、集成外设、功耗、芯片价格、芯片的供货状况、开发工具。,2,1.3 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,3,第 1 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
3、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Cache，高效完成块重复操作,4,4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。,5,第 1 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
4、)、程序流单元(P Unit)组成。C55x包含4个累加器，分别是AC0，AC1，AC2，AC3累加器有40位。,6,2.3 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)。,7,第 1 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，
5、使用多少位地址？数据空间字地址范围是多少？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0x000000-0xFFFFFF 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0x000000-0xFFFFFF。 一个字(word)为16位。,8,第 1 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
6、和数据吗？ 答： TMS320VC5509A片内存储器DARAM字地址范围是0x0000000x007FFF。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(0x000000-0x00005F 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,9,第 2 次作业,2.6 ICETEK-VC5509-A评估板上字节地址起止范围为0x0480000x04FFFF对应的哪种存储器？这段存储空间有多大？ 外扩寄存器地址 0x400001(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。外扩存储器地
7、址0x400001(字地址)对应的CE2空间。,10,第 2 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),11,第 2 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 Kit (DSK
8、) TMS320C5509(U.S oart number) 495 SU.S TMS320C55xTM DSP Starter Kit(DSK), TMS320C5510 DSP based 395 SU.S EVM: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,12,第 2 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：CCS程序的仿真有两种模式
9、：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。,13,第 2 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读出来显示。目标板一般是通过XDS510
10、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。,14,第 2 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)添加到工程中。 4.编译产生库文件(.lib)和可执行程
11、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）,15,第 3 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 Start Address :inp_buffer
12、Acquisition Buffer Size :100 Display Data Size :100 DSP Data Type :16-bit signed integer Autoscale :Off Maximum Y-value :1000,16,第 3 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 Acquisition Buffer Size ：100 获取的缓冲
13、个数为100. Display Data Size ：100 显示数据个数为100.,17,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。,18,3.6给出CCS提供的代码分析工具Profiler各项统计数据的含义？ 答：Co
14、de 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。,19,第 3 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
15、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。,20,第 3 次作业,4.2 设指令执行前DPH=3, DP=.dp=0x2000, XAR0=0x32000 Data memory 0x032000 0x032001 0x032002 0x032003 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： mov *AR0+, AC0 mov 2003h, T2 mov *abs16(#2002h), T3,21,答:(1)mov*AR0+,AC0;间接寻址方式 执行后：AC0=0x0000,XA
16、R0=0x32001,其他不变。 (2)Mov 2003h,T2;直接寻址方式 执行后：T2=0x3333，其它不变。 (3)mov*abs16(#2002h),T3;绝对寻址方式 执行后：T3=0x2222，其它不变。,22,第 3 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,23,第 3 次作业,4.4 分析下列 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,AR
17、3=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+1,24,第4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
18、然有效性不够，进入步骤3。,25,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。,26,第4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，
19、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。,27,第4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 secondary 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
20、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,28,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。,29,第4
21、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i unsigned int * px; /定义指向无符号整型变量的指针变量px px=(unsigned int *) 0x20000； /px字地址为0x20000，字节地址为0x40000 /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0x20000开始32个字清0 在ICETEK-VC5
22、509-A评估板中px指向的存储器区的物理存储器为SDRAM,30,第4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；comment 标号：助记符操作数列表；注释,31,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
23、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。,32,第4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符号-其作用相当于.def、.ref效果之和。,33,第4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
24、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，会造成程序的可读性较差，并影响程序的可移植性。,34,2.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
25、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。,35,第4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 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
26、, int i10);,36,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 l2,long l3,int *p4,int *p5, AR2 AR3 AR4 T0 T1 int *p6,int *p7,int *p8,int i9,int i10 );,37,第4次作业,5.9 C语言主程序如下： exter
27、n 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,38,.global _exp .text _exp ; ; Indirect addressing with parallel processing ; mpym *AR0+, *AR1+,AR0 mov AC0,T0 Ret .end,39,第5次作业,5.10 DSP/BIOS 支持
28、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)。,40,第5次作业,6.1 16位定点数0xD000，分别计算该数Q15和Q0十进制数的大小。 答：0xD000=1101 0000 0000 0000B Q15:-20+2-1+2-3=-1+0.5+0.125=-0.375 Q0:-215+214+212=-3*212=-3*4096=-12288,41,第5次作业,6.2 已知x=
29、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0x3A75(十六进制) 不舍入 14965(十进制)或0x3A75(十六进制),42,第5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 #defi
30、ne f216000 #define PI 3.1415926,43,#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; int 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)(0x8000*temp)+0.5); ,44,
31、第6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,45,第6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),46
32、,第6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viod ioport unsigned int *clkmd/定义指向I/O空间unsigned int 变量指针变量cldmd clkmd=(unsigned int *)0x1c00; /定义一个指向元符号整数的指针clkmd,47,第6次作业,*clkmd
33、 =0x2fb3 /将时钟模式寄存器附值0x2fb3 for(int i=0; i10; i+); /循环，时间等待 for(int i=*clkmd i=*clkmd&1)/时间等待直到时钟发生器的锁定 计算：0x2+b3 即0010 1111 1011 0011b (b为二进制) PUL MULT(11-7)=31 PLLPIV(6-5)=1 fout=31/(1+1) 12MHz=186MHz,48,第6次作业,7.2 分析下列ICETEK-VC5509-A 评估板 C语言I2C总线写函数代码，请在每一语句后对其功能进行注释。 void I2C_Write(unsigned short
34、int device, int count, / )/定义在参I2C写函数I2C_Write，参数为device，count和； unsigned char *bytedata /bytedata，返回值为void PC55XX_I2C pI2C = (PC55XX_I2C)C55XX_I2C_ADDR; /定义结构体指针变量pI2C, pI2C值赋为= (PC55XX_I2C)C55XX_I2C_ADDR int i; /定义整型变量 i,49,第6次作业,Write(pI2C - iccnt, count);/将待写字节数count写入I2C数据计数寄存器 WriteMask(pI2C -
35、 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 /循环查询I2C状态寄存器中的XRDY位，直到RXDY位为1 ,50,7.3 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,51,