C54x 【DSP原理及应用】复习资料【202105】

填空：

（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10） （11）

OVLY=（0），片内RAM仅配置到到数据存储空间。 DROM=（1），片内ROM配置程序和数据存储空间。 ST1的CPL=（1）表示选用对战指针SP的直接寻址方式。 ST1的C16=（1）表示ALU工作在双精度算术运算式。 软件中断是由（INTR）（TRAD）（RESET）产生的。

时钟发生器包括一个（内部振荡电路）和一个（锁相环电路）。 状态寄存器ST1中CPL=0表示（使用DP），CPL=1表示（使用SP） 累加器寻址的两条指令分别是（READA Smem）（WRITA Smem）

链接器对段的处理主要通过（MEMORY）和（SECTIONS）两个命令完成。 所有的TMS320C54x芯片内部都包含（程序）存储器和（数据）存储器。 所有的COFF目标文件都包含以下三种形式的段：（.text文本段 .data数据段 .bss保留空间段）。

（12）

TMS320C54x有8组16位总线（1组程序总线，3组数据总线，4组地址总线）。

（13）

TMS320C54x DSP具有两个（40）位累加器。累加器A的（AG或32~39）位是保护位。

（14）

对于32位数寻址时，如果寻址的第一个字处在偶地址，那么第二个就处在（下一个高）地址；如果寻址的第一个字处在奇地址，那么第二个就处在（前一个低）地址。

●●●●●

（15）

DSP芯片特点：有（改进的哈佛结构）、（低功耗设计）和（高度并行性）（多处理单元）（特殊DSP指令）等特点。

（16）

DSP片内寄存器在C语言中一般采用（指针）方式来访问，常常采用的方法是将DSP寄存器地址的列表定义在（头文件）。

（17）

TMS320C54x有3个16位寄存器作为状态和控制寄存器（ST0）（ST1）（PMST）。

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（18） TMS320C54x的三类串行口：（标准同步串行口）（缓冲串行口）（时分多路串行口）。

（19） TMS320C54x的工作方式状态寄存器PMST提供了三个控制位，包括（MP/非MC)、(OVLY)、(DROM）。

（20） MEMORY的作用（是用于描述系统实际的硬件资源，用来定义用户设计的系统中所包含的各种形式的存储器，以及他们占据的地址范围）。

（21） SECTIONS的作用（是用于描述段如何定位到家当的硬件资源上。将输出段定位到所定义的存储器中）。

（22） 直接寻址就是在指令中包含有数据存储器地址的（低7位）用作偏移地址，并与（基地地址）组成16位的数据存储器地址。

（23） 时钟发生器为TMS320C54x提供时钟信号，时钟发生器可以由（内部振荡电路）或（外部时钟电路）驱动。

（24） （25）

桶型移位寄存器能把输入的数据进行（0-31）位的左移和（0-15）位右移。 即寻址方式中的立即数有两种数值形式，数值的位数为（3、5、8、9）位时为短立即数，数值的位数为（16）位时为长立即数。

（26） （27） （28） （29）

MP/非MC=（1），允许片内ROM配置到程序存储空间。 MP/非MC=（0），禁止片内ROM配置到程序存储空间。 OVLY=（1），片内RAM配置程序和数据存储空间。 DROM=（0），禁止ROM配置到到数据存储空间。

指令：

（1） （2） （3） （4） （5）

ADD #4568H,8,A,B //将4568H左移8位与A相加，赋给B。 ADD A,-8,B

//将A右移8位加上B，保存于B。

//将AR3左移4加上A→A。

//B存到长字单元→AR1中，且AR减1。 //存储器映像寄存器寻址方式，将映像寄存器加载

ADD *AR3+,14,A DST B,*AR1- LDM AR1,A

累加器AR1→A的低位，其余位置0。

（6）

LD #10H,4,A

//将10H左移4位加载到累加器A中。

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（7） （8） （9） （10）

LDM MMR,A// MAC *AR3+,*AR4+,A,B MVKD SAMPLE,*AR5

//AR3.AR44+A→B，AR3与AR3都加1。 //SAMPLE→AR5中。

MVDD *AR3+,*AR5+ //数据存储器内部传送数据AR3→AR5，且指令结束后AR3与AR5加1。

（11） （12） （13） （14） （15） （16）

MPYA TEMP2 PPT #99 NOP

//B<=A.Temp2,T=Temp2。

//重复NOP100次。

//将累加器A的低16位字存放在quot的存储单元中。 //将累加器的低位移位后加载到AR3所指地址。

//将A的内容写入SMEM中。

STL A,@quot

STL B,*AR3+

WRITA SMEM

●●●●●●●●

（17） （18） （19）

LD #0032H,4,A //立即数0032H先左移4位后,再加载累加器A.

//立即数1000H存储到AR2指向的地址单元 //立即数345与T寄存器内值相乘后与累加器A值

STM #1000H,*AR2 MAC #345,A,B

相加,结果加载累加器B.

（20）

MVDD *AR3-,100H 元, AR3中地址减一。

（21）

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//AR3指向的地址单元的值传送给地址100H单

LDM *AR1,A //AR1指向的地址单元的值加载到累加器A.

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简答：

■CPU响应中断有哪些条件？中断处理一般过程是什么？

对于软件中断和非可屏蔽中断，CPU立即响应。如果是可屏蔽中断，只有满足以下条件才能响应： 1 优先权利最高；

2 ST1中的INTM=0即允许可屏蔽中断； 3 IMR中相位为1，允许可屏蔽中断。 中断流程： 1 接受中断请求； 2 响应中断；

3 执行中断服务程序。

■简述链接器命令文件中的MEMORY和SECTIONS。

MEMORY命令用于描述系统实际的硬件资源，用来定义用户设计的系统中所包含的各种形式的存储器，以及他们占据的地址范围。

SECTIONS命令用于描述段如何定位到家当的硬件资源上。将输出段定位到所定义的存储器中。

■简述TMS320C54x芯片的主要特点。

1. CPU(处理单元)利用其专用的硬件逻辑和高度并行性提高芯片的处

理性能。

2. 存储器具有192k字可寻址存储空间 (包括 K字程序存储空间、 K

字数据存储空间和 K字I/O空间)。。

3. 高度专业化的指令集能够快速地实现算法冰用于高级语言编程优化。 4. 片内外设和专用电路采用模块化的结构设计，可以快速的推出新的系列

产品。

5. TMS320C54x执行单周期定点指令时间为25/20/15/12.5/10ns，每秒指令

数位40/66/100MIPS。

6. TMS320C54x电源由IDLE1、IDLE2、IDLE3功耗下降指令控制功能，

以便DSP工作在节电模式下，使之更适合于手机。

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7. 在片仿真接口，片上的JTAG接口符合IEEE1149.1边界扫描逻辑接口标

准，可与主机连接，用于芯片的仿真和测试。

■简述TMS320C54x芯片存储器的分配方法。

TMS320C54x采用改进的哈佛结构。存储空间由三个可选的存储空间组成：k字的程序存储空间、k的数据存储空间、k的I/O存储空间。

TMS320C54x的工作方式状态寄存器PMST提供了三个控制位：MP/非MC、OVLY、DROM，用于在存储空间中配置片内存储器。

MP/非MC：微处理器/微型计算机工作方式位。 OVLY：RAM重叠位。 DROM：数据ROM位。

■简述直接寻址及其两种方式：

直接寻址就是在指令中包含有数据存储器地址的低7位，用着7位作为偏移地址，并与基地址值组成一个16位的数据存储器地址。直接寻址分为数据页指针直接寻址、堆栈指针直接寻址两种。

数据页指针直接寻址：当状态寄存器ST1中的CPL位等于0时，ST0中的DP值与指令中的7位地址一起形成16位数据存储器地址；

堆栈指针直接寻址：当ST1中的CPL位等于1时，将指令中的7位地址与16位堆栈指针SP相加，形成16位的数据存储器地址。

■简述位码倒寻址的主要用途及实现方法。

位码倒寻址的主要用于FFT算法中。

实现方法：ARO存放的整数N是FFT点数的一半，一个辅助寄存器只想一个数据存放的物理单元，当使用位码倒寻址把ARO加到辅助寄存器中时，地址以位倒序的方式产生，即进位是从左向右，而不是通常的从右向左。

■堆栈寻址的作用是什么？压栈和弹出堆栈是如何实现的？

系统堆栈用来在中断或调用子程序期间自动存放程序计数器，也能用来存放用户当前的程序环境或传递数据值。处理器使用一个16位存储器映像寄存器的一个堆栈指针来寻址堆栈，SP始终指向存放在对战中的最后一个单元。当调用一个子程序或一个中断响应发生时，PC会被自动压栈，堆栈指针SP指向存放最

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后一个数据的堆栈单元；返回时，返回地址从堆栈中弹出并装入PC。

堆栈存放数据是从高地址向低地址进行的，压入堆栈时，先减小SP，再将数据压入堆栈；弹出对战士，先从堆栈弹出数据，在增加SP值。

■简述TMS320C54x宏命令及其功能。

宏命令是源程序中具有功能的一段程序代码，它可以根据用户的需要，由用户创建自己的指令。宏命令一经定义，便可在以后的程序中多次调用，从而可以简化和缩短源程序。

功能：定义自己的宏，重新定义已存在的宏、简化长的或复杂的汇编代码、访问由归档器创建的宏库、处理一个宏中的字符串、控制展开列表。 使用过程：宏定义，宏调用，宏展开。

■画出汇编程序的编辑、汇编和链接过程图，并说明各部分的作用？

3．答：

编辑：程序代码的编写，生成 .asm文件。

汇编：利用TMS320C54x的汇编器对已经编好的一个或者多个源文件分别进行汇编，并生成 .lst(列表)文件和 .obj(目标)文件。

链接：利用TMS320C54x的链接器LNK500，根据链接器命令文件(.cmd)对已经汇编过的一个或是多个目标文件(.obj)进行链接，生成 .map文件和 .out文件。

.cmd-o编辑编辑.asm汇编汇编－l.lst.obj链链接接－m.map固化程序.out调试调试■简述流水线的6个阶段并介绍其功能。

1. 程序预取指：将所要取指的地址放在程序地址总线上； 2. 取指：从程序总线上取指令字，并装入指令寄存器；

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3. 指令译码：对IR中的内容译码，产生执行指令所需要的一系列控制信号； 4. 寻址：数据地址产生单元在数据地址总线上输出读操作数的地址。； 5. 读：从数据总线和控制总线上读操作数； 6. 执行指令：从数据总线上写数据。

■简述TMS320C54x芯片的中断系统。

中断系统是计算机发展史上的一个里程碑。也是衡量微处理器性能好坏的一项主要指标。中断系统既支持硬件中断，又支持软件中断。无论是哪种中断都可以分为可屏蔽中断和非可屏蔽中断。中断系统包括：中断结构、中断流程、中断编程。

■简述串行通信，并描述TMS320C54x的三个串口。

串行通信是发送器将并行数据逐位移出成为串行数据流，接收器将串行数据流以一定的时序和一定的格式呈显在连接收/发器的数据线上。 三类串行口：

标准同步串行口(SPI)：有两个的缓冲器用于传送数据，接收缓冲器和发送缓冲器，每个缓冲器有一条可屏蔽的中断线。串行数据可以按8位字或16位字转换。

缓冲串行口(BSP)：在标准同步串行口的基础上增加了一个自动缓冲单元，BSP是一种增强型标准串行口，它是全双工的，并有两个可设置大小的缓冲区。 时分多路串行口(TDM)：允许同一个串口以分时方式传送多路数据，TDM为多处理器通信提供了一种简单而有效的方式。

■■■■■■

■段的作用是什么？COFF目标文件包含哪些段？

所谓段，是指连续地占有存储空间的一个代码块或数据块，是COFF文件中最重要的概念。一个目标文件中的每一个段都是分开的和各不相同的。所有的COFF目标文件都包含一下三种形式的段：.text文本段 .data数据段 .bss保留空间段

■TMS320C54x有哪几种基本的寻址方式？

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立即寻址、绝对寻址、累加器寻址、直接寻址、间接寻址、存储器映像寄存器寻址、堆栈寻址。

■一个典型的DSP系统通常由哪些部分组成？画出原理框图。

A/D、DSF、D/A。 1001010011

1001010111010100101 100100011101000010110 100101011 1010100101 1000

■简述存储器映像寄存器寻址地址产生及其地址产生的两种方式。

存储器映像寄存器是用来修改存储器映像寄存器的，但不影响当前数据页指针DP或堆栈指针SP的值。

1. 在直接寻址方式下，不管当前DP或SP为何值，是数据寄存器地址的高9

位强制置0，数据存储器地址的低7位则来自于指令字；

2. 间接寻址方式，只使用当前辅助寄存器的低7位作为数据存储器地址的低7

位，地址的高9位为0，指定的辅助寄存器的高9位在寻址后被强制置0。

■简述链接器的作用和功能。

链接器的作用就是根据链接命令或链接命令文件（.cmd），将一个或多个COFF目标文件链接起来，生成存储器映像文件（.map）和可执行文件的输出文件（.out）。

功能：

1. 将各个段配置到目标系统的存储器中；

2. 对各个符号和段进行重新定位，并给他们制定一个最终的地址；3 结

局输入文件之间未定义的外部引用问题。

■HPI接口有几个寄存器？他们的作用是什么？

1. HPI存储器：用于TMS320C54x与主机间传送数据。地址从1000H到

17FFH，空间容量为2K字。

2. HPI地址寄存器：由主机对其直接访问，存放当前寻址HPI存储单元的

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地址。

3. HPI数据锁存器：有主机对其直接访问，存放当前进行读/写的数据。 4. HPI控制寄存器：TMS320C54x和主机都能对其直接访问，用于主处理

与DSP相互握手，实现相互中断请求。

5. HPI控制逻辑：用于处理HPI与主机之间的接口信号。

程序：

●设计一存储空间为100个单元的堆栈。将栈底地址指针送SP,对其初始化。

Size .set 100;设置堆栈空间的大小为100

Stack .usect \"STK\设置堆栈段的首地址和堆栈空间 STM #stack+size,SP

●利用SUBC完成整除法,41H/7H=9H,余数是2H。

LD #0041H, B STM #0100H, AR2 STM #0110H, AR3 ST #0007H, *AR2 RPT #15 SUBC *AR2，B STL B,*AR3+ STH B,*AR3

●编写求解加、减法的程序,计算z=x+y-w。

.title \"ex41.asm\" .mmregs

STACK .usect “STACK”,10H .bss x,1 .bss y,1

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.bss w,1 .bss z,1 .def start

Table: .word 6, 7,9 .text

Start: STM #0,SWWSR STM #STACK+10H,SP STM #x,AR1 RPT #2

MVPD table,*AR1+ LD @x,A ADD @y,A SUB @w,A STL A,@z End: B end .end

●假设目标存储器的配置如下：

1. 程序存储器：EPROM E000h～FFFFH(片外)

2. 数据存储器：SPRAM 0060H～007FH (片内);DARAM 0080H～017FH

(片内)

3. 要求编写链接命令文件ex421.cmd。此命令用来链接ex421.obj和

vector.obj两个目标文件(输入文件),并生成一个映像文件ex421.map,以及一个可执行的输出文件ex421.out。标号\"start\"是程序的入口。

答：

ex421.obj vectors.obj -o ex421.out -m ex421.map -e start

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MEMORY {

PAGE 0: EPROM : org=0E000H,len=100H vecs : org=0FF80H,len=04H vecs1 : org=0FFC8H,len=04H PAGE 1:

SPRAM : org=0060H,len=20H DARAM : org=0080H,len=100H }

SECTIONS {

.text : >EPROM PAGE 0 .bss : >SPRAM PAGE 1 .data : >EPROM PAGE 0 STACK : >DARAM PAGE 1 .vectors: >vecs PAGE 0 INT_2 : >vecs1 PAGE 0 }

●阅读下列汇编源程序,在每条语句后写出注释,并叙述程序的功能。

.title \"cjy4.asm\" .mmregs

STACK .usect \"STACK\.bss a,4 ;为a分配4个存储单元 .bss x,4 ;为x分配4个存储单元 .bss y,1 ;为结果y分配1个存储单元 .def start

.data ;定义数据代码段

table: .word 1*32768/10 ;在table开始的8个 .word 2*32768/10 ;地址放数据

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.word -3*32768/10 .word 4*32768/10 .word 8*32768/10 .word 6*32768/10 .word -4*32768/10 .word -2*32768/10

.text ;定义可执行程序代码段

start:SSBX FRCT ;设置FRCT位,表示进行小数乘 STM #x,AR1 ;将x的首地址传给AR1 RPT #7 ;重复8次下条指令

MVPD table,*AR1+ ;将程序空间8个数传给数据存储器 STM #x,AR2 ;将数据存储器第一个数x1的地址传给AR2 STM #a,AR3 ;将数据存储器第五个数a1的地址传给AR3 RPTZ A,#3 ;将A清零,重复4次下条指令

MAC *AR2+,*AR3+,A ;执行乘法累加和,结果放在A中 STH A,@y ;将A的高端字存入结果y,低端字省去 end: B end ;原处循环等待 .end

●编写一段程序,将PM中的10个数据首先传送到DM中（以地址0016H开始）,再将该数据传送到地址以0058H开始的DM中。（PM：程序存储器;DM：数据存储器）。

●●●●●●

●编程实现小数乘法，要求将变量temp1装入累加器高16位与temp2相乘，结果存入temp3。

SSBX FRCT

；置FRCT标志位，准备小数乘法

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LD temp1，16，A MPYA temp2

；将变量temp1装入累加器A的高16位

；完成temp2与累加器A的高16位相乘，结果放入

B累加器，并将temp2装入T寄存器 STH temp3

；将乘积结果的高16位存入变量temp3

●将数组x[5] 初始化为{1,2,3,4,5}。（共10分）

.data；定义初始化数据段起始地址 TBL:.word 1,2,3,4,5 ；为标号地址TBL ；开始的5个单元赋初值

.sect “.vectors” ；定义自定义段，并获得该段起始地址 B START ；无条件转移到标号为START的地址 .bss x,5 ；为数组x分配5个存储单元 .text ；定义代码段起始地址

START:STM #x,AR5 ；将x的首地址存入AR5 RPT #4 ；设置重复执行5次下条指令 MVPD TBL,*AR5+ end: B end .end

●阅读下列汇编源程序，在每条语句后写出注释，并叙述程序的功能。

.title “cjy1.asm” ；为汇编源程序取名 .mmregs ；定义存储器映象寄存器 STACK .usect “STACK”,30H；设置堆栈 .bss x,10 ；为数组x分配10个存储单元 .bss y,10 ；为数组y分配10个存储单元 .data

table:.word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 .def start ；定义标号start .text

start:STM #0,SWWSR ；复位SWWSR STM #STACK+30H,SP；初始化堆指针

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STM #x,AR1 ；将目的地首地址赋给AR1 RPT #19 ；设定重复传送的次数为20次

MVPD table,*AR1+ ；程序存储器传送到数据存储器 STM #x,AR2 ；将x的首地址存入AR2 STM #y,AR3 ；将y的首地址存入AR3 RPT #19 ；设置重复执行20次下条指令

MVDD *AR2+,*AR3+；将地址x开始的20个值复制到地址y开始的20个单元 end: B end .end

程序功能：将数据存储器中的数组x[10]复制到数组y[10]。

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