DSP课后习题答案.docx
《DSP课后习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DSP课后习题答案.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
DSP课后习题答案
第一章
1．简述典型实时数字信号处理系统组成部分。
答：
包括：
抗混叠滤波器（）、模数转换器（）、数字信号处理、数模转换器（）和抗镜像滤波器（）。
2．简述X86处理器完成实时数字信号处理的优缺点。
答：
利用X86处理器完成实时数字信号处理。
特点是处理器选择范围宽，主板及外设资源丰富，有多种操作系统可供选择，开发、调试较为方便；缺点是数字信号处理能力不强，硬件组成较为复杂，系统体积、重量较大，功耗较高，抗环境影响能力较弱。
3．简述数字信号处理器的主要特点。
答：
（1）存储器采用哈佛或者改进的哈佛结构；
（2）内部采用了多级流水；（3）具有硬件乘法累加单元；（4）可以实现零开销循环；（5）采用了特殊的寻址方式；（6）高效的特殊指令；（7）具有丰富的片内外设。
4．给出存储器的两种主要结构，并分析其区别。
答：
存储器结构分为两大类：
冯·诺依曼结构和哈佛结构。
冯·诺依曼结构的特点是只有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线；指令、数据都存放在这个存储器空间中，统一分配地址，所以处理器必须分时访问程序和数据空间。
哈佛结构程序存储器空间和数据存储器空间分开，具有多套地址、数据总线，哈佛结构是并行体系结构，程序和数据存于不同的存储器空间，每个存储器空间独立编址、独立访问。
5．简述选择数字信号处理器所需要考虑的因素。
答：
应考虑运算速度、算法格式和数据宽度、存储器类型、功耗和开发工具。
6．给出数字信号处理器的运算速度指标，并给出其具体含义。
答：
常见的运算速度指标有如下几种：
（1）指令周期：
执行一条指令所需的最短时间，数值等于主频的倒数；指令周期通常以（纳秒）为单位。
例如，运行在200的3205510的指令周期为5。
（2）：
每秒百万条指令数。
（3）：
每秒百万次操作数。
（4）：
每秒百万次浮点操作数。
（5）：
每秒十亿次操作数。
（6）时间：
一次乘法累加操作花费的时间。
大部分芯片可在一个指令周期内完成操作；
（7）执行时间：
完成N点所需的时间。
运算是数字信号处理中的典型算法而且应用很广，因此该指标常用于衡量芯片的运算能力。
第二章
1．320C55x有哪些特征和优点？
（表2-2）
答：
一个32位x16位指令缓冲队列：
缓冲变长指令并完成有效的块重复操作；
两个17位x17位的乘法累加器：
在一个单周期执行双乘法累加操作；
一个40位算术逻辑单元（）：
实现高精度算术和逻辑操作；
一个40位桶形移位寄存器：
能够将一个40位的计算结果最高向左移31位或向右移32位；
一个16位算术逻辑单元（）：
对主并行完成简单的算术操作；
4个40位的累加器：
保留计算结果，减少对存储单元的访问；
12条独立总线，其中包括3条读数据总线、2条写数据总线、5条数据地址总线、1条读程序总线、1条程序地址总线：
为各种计算单元并行地提供将要处理的指令和操作数——利用C55x的并行机制的优点；
用户可配置域：
改进了低功耗电源管理的灵活性。
2．320C55x的内部结构由哪几部分组成？
（图2-1）
答：
C55x有一条32位的程序数据总线（），5条16位数据总线（、、、、）和1条24位的程序地址总线及5条23位的数据地址总线，这些总线分别及相连。
总线通过存储器接口单元（M）及外部程序总线和数据总线相连，实现对外部存储器的访问；指令缓冲单元（I）、程序流程单元（P）、地址流程单元（A）和数据计算单元（D）；以及存储器接口单元（M）。
3．简述指令缓冲单元（I）、程序流程单元（P）、地址流程单元（A）和数据计算单元（D）的组成和功能？
答：
C55x的指令缓冲单元由指令缓冲队列（）和指令译码器组成。
在每个周期内，I单元将从读程序数据总线接收的4B程序代码放入指令缓冲队列，指令译码器从队列中取6B程序代码，根据指令的长度可对8位、16位、24位、32位和48位的变长指令进行译码，然后把译码数据送入P单元、A单元和D单元去执行。
程序流程单元由程序地址产生电路和寄存器组构成。
程序流程单元产生所有程序空间的地址，并控制指令的读取顺序。
地址流程单元包括数据地址产生电路、算术逻辑电路和寄存器组构成。
数据地址产生电路（）能够接收来自I单元的立即数和来自A单元的寄存器产生读取数据空间的地址。
对于使用间接寻址模式的指令，由P单元向说明采用的寻址模式。
数据计算单元由移位器、算术逻辑电路、乘法累加器和寄存器组构成。
D单元包含了的主要运算部件。
D单元移位器能够接收来自I单元的立即数，能够及存储器、空间、A单元寄存器、D单元寄存器和P单元寄存器进行双向通信，此外，还可以向D单元的和A单元的提供移位后的数据。
4．320C55x的流水线操作包括多少个阶段？
每一阶段完成什么操作？
答：
两个。
第一阶段是取流水线，即从内存中取出32位的指令包，放入指令缓冲队（）中，然后为流水线的第二阶段提供48位的指令包。
第二阶段是指执行流水线，这部分的功能是对指令进行解码，完成数据的存取和计算。
5．320C55x有哪些片上外设？
答：
两个20位的定时器。
一个看门狗定时器。
6通道直接存储器存取控制器（）。
外部存储器接口（）。
三个串口支持最多三个多通道缓冲串口（）或最多两个多媒体/安全数字卡接口。
增强型主机接口（）是一个16位的并行接口。
可编程锁相环（）时钟发生器。
全速（12）从端口。
I2C主从接口。
一个实时时钟。
6．320C55x的寻址空间是多少？
当访问程序空间和数据空间时，使用的地址是多少位的？
答：
C55x的寻址空间为16，当从程序空间读取程序代码时，使用24位地址，当访问数据空间时，使用23位的地址。
但是在访问数据空间时，将23位地址左移一位，并将地址总线上的最低有效位（）置0，使得在对数据空间或程序空间寻址时，地址总线都传送24位地址。
7．符合1149.1标准的测试/仿真接口的引脚有哪几个？
答：
引脚、引脚、引脚、、、0、1
第三章
1．C55x支持哪三种寻址模式？
答：
C55x支持三种寻址模式，绝对寻址模式；直接寻址模式；间接寻址模式。
2．简述k16绝对寻址和k23绝对寻址不同点和相同点。
答：
不同k16绝对寻址的指令其操作数为*16（16），其中k16是一个16位的无符号常数。
寻址方法是将7位的寄存器（扩展数据页指针的高位部分）和k16级联形成一个23位的地址，用于对数据空间的访问。
该模式可以访问一个存储单元和一个存储映射寄存器。
和k23绝对寻址的指令其操作数为*（23），其中k23是一个23位的无符号常数。
使用这种寻址方法的指令将常数编码为3字节（去掉最高位）。
相同点：
k16绝对寻址和k23绝对寻址的指令不能及其他指令并行执行。
3．简述C55x并行指令遵守的规则。
答：
在并行指令中，必须遵守三条基本规则：
1两条指令的总长度不能超过6个字节。
2在指令的执行过程中不存在操作器、地址产生单元、总线等资源冲突。
3其中一条指令必须有并行使能位或两条指令符合软-双并行条件。
4．已知1=020000H，3=0200H，（200）=3400H。
*3+<<#16,1
执行上面指令后，1和3的值分别是多少？
答：
10002000010034000000
3020030201
20034002003400
5．已知0000000H，1=00000000H，1=0200H，（200）=3300H，2=1。
1,0,2,1
执行上面指令后，1、1和0的值分别是多少？
答：
000000000000000000
100000000001011F000000
1020010200
20033002003300
2121
00
M400M400
1011
01
6．已知0=69000000H，1=00230000H，100H，2=0201H，067H。
执行下面指令后，
*2+
:
:
（*1）,（*）,0>>#16
0、1、2和1的值分别是多少？
答：
0006900000000095C09200
1000023000010000230000
*100*100
2020120202
*A067*A067
0001
1010
00
M400M400
00
00
7．已知004042H，0=0000000001H，根据下表的情况
B
执行上面指令后，和0分别是多少？
答：
004042006047
0000000000100000000000
第四章
1．根据任务调度的方式不同，C55x处理器程序可以分为哪两类？
并简述其优缺点。
答：
一类是由程序自己完成任务调度，另一类是由嵌入式操作系统完成任务调度。
由程序自身完成任务调度程序运行效率高，对硬件中断响应快，程序运行稳定，适合于任务较为单一，实时性较强的应用；嵌入式操作系统完成任务调度，可以将应用分解为多个任务，简化了应用系统软件设计，更为重要的是良好的多任务设计有助于提高系统的稳定性和可靠性。
2．请利用指针将空间中地址从0x100到0x107中的值放置到数据空间*指针当中。
答：
*a;
*
（）
{
i=0x100;
a=;
（0<=7）
[j][j];
}
3．在o3级优化情况下，利用中断读取0x100000地址，并将值存放到变量中。
答：
变量定义
;
中断服务程序
（）
{
（*）0x100000;
}
4．在C语言编写的程序中，分别给出利用C语言和嵌套汇编语言打开全局中断的程序代码。
答：
C语言打开全局中断
（）;
嵌套汇编语言打开全局中断
（“1”）；
5．给出函数（l1,l2,l3,*p4,*p5,*p6,*p7,*p8,i9,i10）中传送参数所使用的寄存器。
答：
输入参数通过0、1、2、0、1、2、3、4、T0、T1传递，输出参数通过T0传送参数。
6．在数据段中定义一个16点的正弦表，其数值采用Q15方式存放。
（Q15即小数点在第15位）
答：
0,12539,23170,30273
32767,30273,23170,12539
30273
-327673539
7．在段中为分别预留10、20、5个字的空间。
答：
:
10*16；
:
20*16；
:
5*16；
8．请给出调用图像和视频处理库所需要的文件和文件。
答：
调用图像和视频处理库需要需要包含文件，如过采用小模式编程需要55，而采用大模式编程需要55库。
第五章
1．C55x的片内外设可以分为哪几类？
这些片上外设可以通过什么工具完成片上外设的操作？
答：
可以分为时钟及定时器类、外部设备连接接口、信号采集和通信接口类以及其他外设。
用户可以通过片上外设支持库完成外设的操作，片上外设支持库为用户提供了控制片上外设的函数、宏等工具，用户可以通过程序或者完成这些函数和宏的调用。
2．片上外设支持库具有什么特点？
答：
1）采用标准协议对外设进行编程。
片上外设支持库采用标准协议实现片上外设的编程，这些协议包括数据类型、定义外设配置的宏定义，以及实现各种外设操作的函数等；
2）基本资源管理。
可以通过程序实现多通道外设的资源管理；
3）设备的符号描述。
片上外设支持库通过对外设寄存器和寄存器域的符号定义，使得程序在不同之间的移植变得容易，而当的版本发生升级时，可以最大程度减少程序的修改。
3．如何测试时钟发生器是否正常工作？
答：
（1）检查的时钟输入引脚、时钟输出引脚和时钟模式引脚连接是否正确，正常情况下应接时钟源，而应拉高或拉低，应是信号输出引脚；
（2）系统加电后测量引脚时钟输入是否正常，信号的高低电平及占空比是否满足需要；
（3）在没有进行软件设置的情况下，在复位后的输出直接受控制，当为高，的输出频率将等于的频率，为低则输出将等于的频率的1/2；
（4）如果以上步骤运行正常，则利用软件设置寄存器，使时钟产生器工作于锁相环模式下，此时再检测信号，查看锁相环是否正常工作。
4．设数字信号处理器定时器输入时钟频率为100，如果要求定时器发送中断信号或同步事件信号的频率为1000次每秒，需要如何对定时器进行设置？
答：
根据公式
输入时钟频率为100，由于为4位，这里我们把设为9，则为9999。
5．为了完成串口的测试，需要其在回环模式下工作，试画出回环模式工作框图。
答：
6．系统需要通过接口完成引导，在该引导模式下需要如何对通用引脚进行设置？
答：
在引导模式下，[3:
0]的值为1101B,下面给出通过设置上电方式示意图。
7．如何对通用输入输出引脚进行测试？
答：
（1）输入口测试
输入口测试步骤如下：
1）通过方向寄存器设置某一个引脚为输入方向；
2）在已设置为输入方向的引脚上外加信号；
3）访问数据寄存器查看引脚上的逻辑电平，及外加电平比较来测试输入口是否工作正常。
（2）输出口测试
输入口测试步骤如下：
1）通过方向寄存器设置某一个引脚为输出方向；
2）在数据寄存器上设置这个引脚的逻辑电平；
3）测量引脚的电平，及设置的逻辑电平相比较来检测输出口是否正常工作。
8．寄存器中的位设置为0或1时有何区别？
答：
当0，和通道共享、和；当1，独占和，通道只能访问和外设。
第六章
1．集成开发环境有哪些功能？
答：
的功能十分强大，它集成了代码的编辑、编译、链接和调试等功能，而且支持C和汇编混合编程，其主要功能如下。
集成可视化代码编辑界面：
可直接编写C、汇编、C和汇编混合、文件、文件等；集成代码生成工具：
包括汇编器、优化C编译器、链接器等，将代码的编辑、编译、链接和调试等功能集成到一个开发环境中；基本调试工具：
可以装入执行代码（文件），查看寄存器窗口、存储器窗口、反汇编窗口和变量窗口，并且支持C源代码级调试；断点工具：
能在调试程序的过程中，设置软件断点、硬件断点、数据空间读/写断点、条件断点（使用编写表达式）等；探针调试工具（）：
可用于算法仿真，数据监视等；性能分析工具（）：
可用于评估代码执行的时钟数；实时分析和数据可视化工具：
例如：
数据的图形显示工具，可绘制时域/频域波形、眼图、星座图、图像等，并具有自动刷新功能（使用命令运行）；工具：
用户利用扩展语言可以编写自己的控制面板/菜单，设置菜单选项，可方便直观地修改变量，配置参数等；支持实时数据交换（）技术：
该技术可在不中断目标系统运行的情况下，实现及其他应用程序（）的数据交换；提供工具：
增强对代码的实时分析能力，如分析代码执行的效率、调度程序执行的优先级、方便管理或使用系统资源（代码/数据占用空间，中断服务程序的调用，定时器使用等），从而减少了开发人员对硬件资源熟悉程度的依赖性；支持多的调试。
2．在集成开发环境中可以使用的仿真设备包括哪些？
答：
仿真设备包括软仿真器（）、各种硬仿真器（）、或第三方公司提供的初学者套件（）和评估板（）等。
3．的所有窗口都含有一个关联菜单，如何打开一个窗口的关联菜单？
答：
只要在该窗口中单击右键，就可以打开关联菜单。
4．为用户提供了哪几种常用的工具条？
答：
常用工具条包括：
标准工具条、编辑工具条、项目工具条和调试工具条。
5．怎样创建一个新的工程项目？
答：
工程项目的创建过程包括：
（1）在主菜单“”中选择“”选项，弹出下图所示的对话框。
（2）在“”域中输入要创建的项目名，在“”域输入或选择将要创建的工程项目所处的目录，对于每个新建的工程项目，最好建立不同的目录。
（3）从“”下拉列表中选择要创建的工程项目的配置（可执行程序或目标库函数）。
（4）在“”下拉列表中选择将要创建的工程项目所对应的目标器件系列（320C54、320C55、320C62等）。
（5）单击“”按钮就完成了一个工程项目的创建。
6．如果工程文件是基于C语言编写的，怎样向工程项目中添加运行时支持库？
答：
在主菜单中选择“”中的“”选项，或在工程项目浏览窗口单击项目名，在弹出的对话框中选择“”选项。
在弹出的对话框中选择要添加文件的目录，在的安装目录“\c5500\\”下，在添加文件对话框的“文件类型”下拉列表中要选择“（**,**）”，向工程里添加“55”或“55”文件。
7．在调试程序时，经常使用断点，它的作用是什么？
怎样设置和删除断点？
答：
程序运行过程中如果遇到断点，就会暂时停止运行，回到调试状态。
用户可以通过查看变量、图形等方式，发现程序中的错误。
断点可以设置在源代码行上，也设置在反汇编窗口中的指令行上。
有三种方法可以快速地设置断点。
1在反汇编窗口或含有的源代码窗口中，将光标移动到需要设置断点的指令行上，单击右键，在弹出的菜单中选择“”命令，在本行左边会出现红色标记，表示此处有断点。
2在反汇编窗口，双击要设置断点的指令行，在源代码窗口，双击指令行左边的页边，即可完成断点的设置。
3可以单击工具条上的按钮
来添加断点。
可以以下使用任何一种方法删除断点。
●在反汇编窗口或含有的源代码窗口中，将光标移动到需要已经设有断点的指令行上，单击右键，在弹出的菜单中选择“”命令来取消断点。
●在反汇编窗口，双击已经设有断点的指令行，在源代码窗口，双击设有断点的指令行左边的页边，即可取消断点。
●可以单击工具条上的按钮
来删除断点。
●选择“”菜单中“”命令，出现如图6-38所示的“”对话框，在断点列表中选择要删除的断点，单击“”按钮，单击“”按钮即可。
8．什么是探针点？
它的作用是什么？
怎样设置和删除探针点？
答：
探针点（）是中比较有特色的工具，程序运行到探针点会执行特定的操作，如刷新图形、文件输入/输出等。
有两种方法可以很方便地设置探针点：
将光标移动到需要设置探针点的位置，单击右键，在弹出的菜单中选择“”命令，该行最左边将出现一个蓝色菱形探针点标志；或单击项目工具条上的按钮
完成探针点的设置。
探针点的删除：
在反汇编窗口或含有的源文件中，将光标移动到已设置探针点的位置，单击右键，在弹出的菜单中选择“”命令即可删除探针点；或单击项目工具条上的按钮
删除探针点。
单击项目工具条上的按钮
可以删除所有探针点。
第七章
1．如果电源芯片54110的输出电压为1.4V，应如何设置R1、R2的电阻阻值？
答：
根据公式
如果R2为3.92KΩ,将值带入公式，最后得到R1为6.86KΩ。
2．请给出3205510的上电加载方式。
答：
3205510的上电加载方式有口加载方式，口加载方式、口加载方式和口加载方式。
3．C55x系列处理器在使用5510完成并行采样时可以采用哪几种方式读取采样数据？
答：
处理器读取采样数据可以通过两种方式进行，即中断方式或者方式。
4．简述采用方式完成5510数据采集的特点和优点。
答：
方式是把3引脚的低电平信号作为同步事件，由它引发传送，从而将采样数据导入处理器存储器，该方式的优点是不需处理器干预，并且在数据区存满后还可向发出中断通知数据区满。
5．如果选取5101进行数模转换，如果供电电压为3.3V，输出数值NB为143，这时5101的输出电压为多少？
答：
根据公式=（·）/256计算得到1.843V。
6．如果32023的输入时钟为18.432，而使用的采样率为48，需要对输入时钟进行多少分频才能得到所要的采样率？
答：
分频数＝18.432/0.048=384
所有需要对输入时钟进行384倍分频能够得到48采样率。
第八章
1．请利用的软件仿真器计算x（n）=[3，11，7，0，-1，4，2]和h（n）=[2，3，0，-5，2，1]卷积的结果y（n）。
2．简述有限冲激响应滤波器（）的优缺点。
答：
有限冲激响应滤波器有如下优点。
容易实现线性相位：
只要保证系数的偶对称，就可很容易实现线性相位。
可以实现任意形状滤波器：
通过窗函数法可以方便的实现多通带、多阻带滤波器。
稳定性好：
因为滤波器没有反馈，是自然稳定的。
但滤波器也有一些缺点：
设计滤波器无法直接设定阻带衰减指标：
为了达到阻带衰减指标往往要多次更改设计参数，直到通带、阻带性能达到要求；
阶数较大：
要满足理想的滤波器性能需要比无限冲激响应滤波器更长的阶数；
过渡带性能和实时性之间存在矛盾：
要使滤波器的过渡带尽量小就需要较长的阶数，这就需要在过渡带性能和实时性之间寻求平衡。
3．利用设计一个低通Ｉ型滤波器，通带范围0～100，通带波纹3，阻带衰减－30，数据采样频率为1000，并利用最小的阶数来实现。
4．选取一段语音数据进行A率压缩，之后再解压缩，通过试听来验证A率压缩解压缩的效果。
5．对一幅图像进行锐化处理，并比较两幅图像的区别。
升级会员 