DSP课后习题答案【精选文档】.doc
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《DSP课后习题答案精选文档》涉及到的是数字信号处理(DSP)的相关知识,主要包括实时数字信号处理系统的组成、X86处理器在此领域的优缺点、数字信号处理器(DSP)的主要特性、存储器的结构及其差异、选择DSP时的考虑因素以及DSP的运算速度指标等内容。以下是对这些知识点的详细阐述: 1. 实时数字信号处理系统通常包含以下几个部分:抗混叠滤波器用于防止高频信号被错误地归入低频区;模数转换器(ADC)将模拟信号转化为数字信号;数字信号处理器执行算法;数模转换器(DAC)将处理后的数字信号还原为模拟信号;抗镜像滤波器防止反向干扰。 2. X86处理器在实时数字信号处理中的优势在于其广泛的选择范围、丰富的主板和外设资源、多种操作系统支持,开发和调试较为便捷。然而,其不足在于数字信号处理能力相对较弱,硬件结构复杂,体积和重量大,功耗高,对外部环境的抗干扰能力较弱。 3. 数字信号处理器的特点包括:哈佛或改良哈佛结构,提高数据和指令的并行处理能力;多级流水线设计,加快执行速度;内置硬件乘法累加单元,提升计算效率;零开销循环优化,减少控制开销;特殊寻址方式加速访问;高效专用指令集;以及丰富的片上和片外设备,以满足不同应用需求。 4. 存储器的两种主要结构是冯·诺依曼结构和哈佛结构。冯·诺依曼结构将指令和数据存储在同一地址空间,共享数据总线,适合通用计算,但可能造成瓶颈。而哈佛结构将程序和数据分开存储,有独立的地址和数据总线,能实现更高的并行性,更适合高速的数字信号处理。 5. 选择DSP时需要考虑的因素包括:处理器的运算速度,是否能满足算法需求;数据格式和宽度,与算法匹配程度;存储器类型,如静态RAM或动态RAM,影响速度和功耗;功耗,对于便携式设备尤其重要;以及开发工具的易用性和完备性。 6. DSP的运算速度指标有多种表示方式,如指令周期(主频的倒数),MIPS(每秒百万条指令数),MOPS(每秒百万次操作数),MFLOPS(每秒百万次浮点操作数),BOPS(每秒十亿次操作数),MAC时间(乘法累加操作时间),以及FFT执行时间(完成特定点数快速傅里叶变换所需时间)。这些指标反映了处理器的运算能力和实时处理性能。 第二章针对TMS320C55x DSP芯片进行了介绍: 1. TMS320C55x DSP具有独特的特点和优点,如32位指令缓冲队列以优化变长指令处理,双乘法累加器提高运算速度,高精度ALU和桶形移位寄存器增强计算能力,4个累加器减少存储访问,以及12条独立总线实现并行处理。此外,还具有用户可配置的IDLE域以优化低功耗管理。 2. C55x DSP的内部结构包括32位程序数据总线、多条16位数据总线、程序和数据地址总线,以及CPU、存储器接口单元、指令缓冲单元、程序流程单元、地址流程单元和数据计算单元等组件,它们协同工作以实现高效的指令处理和数据计算。 3. 指令缓冲单元负责缓冲和解码指令,程序流程单元管理程序流程,地址流程单元生成和处理地址,数据计算单元则执行实际的算术和逻辑运算。这些单元共同构成了C55x DSP的核心运算能力。 总结来说,DSP技术涉及硬件设计、系统架构和优化计算等多个方面,理解和掌握这些知识点对于进行高效数字信号处理至关重要。无论是选择合适的处理器、理解其内部结构,还是评估其性能指标,都需要深入理解这些基本概念。
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