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TMS320C55xDSP应用系统设计(第三版)课后答案
第一章
1-1数字信号处理与模拟信号处理相比有哪些优点?
答:数字信号处理是采用计算机或数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)等专用处理设备,具有灵活、高速与高精度的特点,数字信号处理具有抗干扰强、设备尺寸小、造价低、效率高、能耗低等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。
1-2简述DSP系统的组成
一个典型的数字信号处理系统(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。
1-3DSP芯片与普通单片机相比有什么特点?
与单片机相比,DSP器件一般具有更高的集成度、更快的CPU、更大容量的存储器,内置有波特率发生器和FIF0缓冲器,同时提供高速同步串口和标准异步串口,有的片内还集成了A/D采样电路,用于控制领域的DSP还提供多路PWM输出,用于电机控制,可减少开发人员的工作量。DSP器件一般采用改进的哈佛结构,具有独立的数据和程序空间,允许同时存取程序和数据。内置高速的硬件乘法器和增强的多级流水线,使DSP器件具有高速的数据运算能力。
1-5DSP芯片有哪些主要特点?
1)采用哈佛结构
2)采用多总线结构
3)采用流水线结构
4)配有专用的硬件乘法-累加器
5)具有特殊的寻址方式和指令
6)支持并行指令操作
7)硬件配置强,具有较强的接口功能
8)支持多处理器结构
1-6什么是定点DSP芯片,什么是浮点DSP芯片,各有什么优缺点?
按数据的定点格式工作的DSP芯片称为定点DSP
按数据的浮点格式工作的DSP芯片称为浮点DSP
浮点DSP能直接进行浮点运算,一次完成,是直接用硬件完成的。而定点DSP无法直接完成浮点运算,需要用程序来辅助完成浮点运算。
定点DSP价格便宜,功耗低,但计算精度低
浮点DSP价格较高,C语言编程调试方便,运算精度高
1-7在进行DSP系统设计时,如何选择DSP芯片?
①考虑DSP芯片的运算速度(包括MAC时间、FFT执行时间、MIPS/GIPS、MOPS/GOPS、MFLOPS/GFLOPS等)
②考虑DSP芯片的价格
③考虑DSP芯片的硬件资源
④考虑DSP芯片的运算精度
⑤考虑DSP芯片的开发工具
⑥考虑DSP芯片的功耗等
1-8TI公司的DSP芯片主要有哪几大类?
主要分三类:TMS320C2000系列主要用于数字化控制领域;TMS320C5000系列主要用于通信和便携式应用领域;TMS320C6000系列主要用于数字通信和音视频技术领域。
1-9TMS320C5000系列DSP芯片有什么特点?
TMS320C5000是16位整数DSP处理器,目前有三代产品(TMS320C5x、TMS320C54x和TMS320C55x)。同代产品使用相似的CPU结构,但拥有不同的片上存储器和外围电路,以满足各种不同用途的要求。C5000把存储器、外围电路和CPU集成在一个芯片上,构成了一个单片计算机系统,大大降低了整个DSP应用系统的成本和体积,提高了可靠性。
1-10简述C55x和C54x芯片的主要特点。
C54x:
采用改进Harvard结构,有1组程序读总线;1组程序地址总线;2组数据读总线;1组数据写总线;3组数据地址总线
CPU结构包括1个40位的算术逻辑单元(ALU);一个40位的筒形移位寄存器;2个独立的40位累加器;1个乘加器(MAC)单元(由1个17位×17位的乘法器和1个专用的40位加法器组成);1个用于Viterbi计算的比较、选择、存储(CSSU)单元;1个指数编码器;2个地址发生器单元
拥有192K字存储空间,包括64K字程序存储空间,某些芯片有扩展程序存储空间
64K字的数据存储空间;64K字I/O接口空间
片上外围电路有软件可编程等待状态发生器;可编程分区转换逻辑电路;带内部振荡器或外部时钟源的片内锁相环发生器;全双工操作的串行口;带4位预定标器的16位可编程定时器;主机并行接口(HPI);外部总线控制等
典型周期指令:25ns、12.5ns、10ns,对应的速度分别达到40MIPS、80MIPS、100MIPS
C55x:
为C5000系列的必威体育精装版一代产品,与C54x的源代码兼容。
与C54x相比,C55x处理速度明显提高、功耗明显降低;在结构上复杂的多,采用近似“双CPU结构”。C55x具有2个乘加器(MAC)单元,,4个40位累加器;能够在单周期内做2个17位×17位的乘法运算。C55x有12组总线,即1组程序读总线;1组程序地址总线;3组数据读总线;2组数据写总线;5组数据地址总线.其指令单元每次可从存储器中读取32位程序代码(C54x只能读取16位),某些C55x芯片含有指令高速缓冲器(Cache)
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