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1、08级DSP控制技术复习题及参考答案（初稿）1考试内容以教材及其解答为主，并参考授课PPT和PMSM3-3程序2考题题型判断题、填空题、选择题、计算与编程题、软件设计题、简述题。重点掌握片内外设寄存器的功能和设置及其初始化。掌握系统控制初始化（包括PLL设置、系统时钟设置、屏蔽看门狗，高速和低速外设时钟设置）；掌握GPIO的使用和ADC的使用；掌握事件管理器的使用尤其是对称与非对称PWM波形的产生步骤；掌握PIE中断机制及常用外设中断的设置。了解SCI和SPI及XINTF。了解DSPC语言的特点和关键字，了解寄存器和存储器的空间分配及CMD文件的编写。掌握C/C+生成软件模块的方法。掌握Q格式
2、和标幺化方法，掌握DSP硬件设计中电平转换、PWM驱动隔离等方法，了解无刷直流电动机和永磁同步电动机的原理和控制方法，掌握直流电机的DSP实现。掌握应用系统软硬件调试的增量式方法。掌握根据控制框图分解软件模块的方法和用软件模块构建系统的方法。一 DSP概述1-1 DSP芯片有什么特点？DSP按数据格式分为哪两类？计算机控制技术要求处理器的速度越来越高,体积越来越小,DSP的发展正好能满足这一发展的要求。因为,传统的其它处理器都有不同的缺陷。MCU的速度较慢;CPU体积较大,功耗较高;嵌入式CPU的成本较高。 DSP的发展,使得在许多速度要求较高,算法较复杂的场合,取代MCU或其它处理器,而成本
3、有可能更低。 与MCU相比：速度比MCU快,主频较高；适合于数据处理,数据处理的指令效率较高；DSP均为16位以上的处理器,不适合于低档的场合，适用于复杂控制算法的实现；DSP可以同时处理的事件较多,系统级成本有可能较低。 DSP的灵活性较好,大多数算法都可以软件实现。 DSP的集成度较高,可靠性较好。 与嵌入CPU相比：DSP是单片机,构成系统简单；DSP的速度快；DSP的成本较低；DSP的性能高,可以处理较多的任务。 DSP按数据格式分为定点和浮点DSP。定点与浮点DSP的基本差异在于它们对数据的数字表示法不同。定点DSP严格执行整数运算，而浮点DSP既支持整数运算又支持实数运算，后者以科
4、学计数法进行了标准化。浮点DSP将数据路径分为两部分：一是可用作整数值或实数基数的尾数，二是指数。业界标准单一精确运算的32位浮点DSP中，尾数是24位，指数是8位。动态范围大大高于定点格式提供的精确度。但需要的内部电路多，32位数据路径经当时可用定点器件宽1倍。晶片面积越大，引脚数量也越多，封装也越大，成本也更高。但它支持C语言。浮点格式中，实数运算可直接通过代码加入硬件运算中，而定点器件则须通过软件才能间接运行实数运算。增加了算法指令与延长了开发时间。浮点最初用于开发工作强度较大的情况。所以一般定点DSP功耗低，成本低，而浮点DSP成本高，功耗大。1-2 TI公司的TMS320有几大系列？
5、分别有什么特点？ TMS320系列DSP主要分为两种类型：定点DSP芯片，浮点DSP芯片 ；相比之下，定点DSP系列齐全，时钟频率略高些；浮点DSP适于需要大量高精度运算的场合。C2000称之为最佳控制平台，集成有事件管理器等多种电机控制系统需要的外设，适合电机的数字控制；C5000称之为最低功耗平台，具有处理速度快、功耗低、相对成本低等特点，适合便携、消费类电子设备；C6000称之为最佳处理能力平台，处理速度更快、精度高，更适合图像处理及通信设备等高端市场。A C2000高性能的数字控制针对数字运动控制系统设计的定点DSP，具有强大的运算和控制能力；LF24x为低成本、低功耗系列，速度可达4
6、0MIPS；C28x系列的内核和指令与LF24x完全兼容。主频高达150MHz，主要用于大存储设备管理，高性能的控制场合。 TMS320C2000 DSP特点：1）唯一内含Flash的DSP系列；2）唯一内含SCI的DSP系列，易实现和PC机的RS232串口通信 。B C5000低功耗的手持设备C5000（定点、低功耗）系列是目前TI DSP的主流DSP，它涵盖了从低档到中高档的应用领域，目前也是用户最多的系列。 C55x系列是TI的第三代DSP，与54X兼容，功耗为C54xx的1/6，性能为C54xx的5倍 ;应用领域：3G无线通信、语音处理、GPS、无线网络、数码产品。C C6000高性能
7、的DSP应用；是TI的超高性能DSP系列，功耗较大；C62xx系列是定点的DSP，系列芯片种类较丰富，是主要的应用系列；C64xx系列是新产品，性能是C62xx的10倍;C67xx系列是浮点的DSP，用于需要高速浮点处理的领域；应用领域：宽带网络、无线基站、3D图象、语音识别、多媒体系统。 D C3X系列是高性能的32位浮点DSP具有较高的性价比， 适于那些数据动态范围大、精度高的应用；推荐使用VC33 ；C3x系列是TI浮点DSP的基础。应用领域：工业自动化和机器人、视频会议、语音处理、汽车电子、计算机外设。1-3 DSP芯片主要有哪些特点？(1) 采用哈佛结构，程序和数据存储空间分开，可以
8、同时访问指令和数据。(2) 具有专用硬件乘法器，可在一个指令周期内完成一次乘法和一次加法。(3) 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。(4) 可以并行执行多个操作, 具有特殊的DSP指令。(5) 片内具有快速 RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问，具有片内多总线结构。(6) 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器，单周期指令。(7) 快速的中断处理和硬件I/O支持。1-4 常用的DSP芯片有哪些？TI公司：TMS320系列DSP已经成为当今世界最有影响的DSP芯片，其DSP市场占有量占全世界份额的近50%，为世界上最大的DSP芯片供应商；Motorola公司：MC
9、96002；ADI (Analog Device)公司：AD2100；MicroChip: dSC；AT&T：DSP16/32二 DSP28122-1简述2812 DSP的内部结构主要部分的功能。CPU、片内存储器、片内外设 (片内接口电路) F28x DSP的硬件资源2-2 指出下列符号的物理意义ACC（AH、AL） 累加器XT（T、TL） 乘法寄存器P（PH、PL） 乘积寄存器DP 数据页指针SP 堆栈指针XAR0XAR7 辅助寄存器07AR0AR7 辅助寄存器07的低16位PC 程序计数器RPC 程序返回计数器ST0 状态寄存器0ST1 状态寄存器1IFR 中断标志寄存器IER 中断使能
10、寄存器DBGIER 调试中断使能寄存器。2-3 状态寄存器STO和STl有什么作用？ DSP控制器含有两个状态寄存器ST0和ST1，它们含有各种状态和控制位。状态寄存器的内容可以被保存到数据存储器，也可以从数据存储器中进行加载。在子程序调用或者进入中断子程序时，实现CPU状态态的保存；在退出子程序或从中断子程序返回前，将CPU的状态回返。ST0累加器具有相关状态位信息保存在状态寄存器ST0中。ST0主要用于算术逻辑运算，并且只能在流水线的E 阶段进行修改，其中，OVM 、OVCOVCU、V 主要用于控制算术逻辑运算中的溢出保护功能，N，Z，C用于对运算结果做出指示，PM 用于位移操作。表中的保
11、留位读出时为1。ST1ST1主要用于寻址逻辑控制，其中，XF、MOMIMAP、OBJMODE 于兼容模式的选择，AMODE、PAGE0、ELLOW 和SPA 用于指示和控制CPU 的寻址方式。IDI ESTAT、LOOP用于指示CPU 的工作状态，INTM 实现中断使能的设置。位6 EALLOW 仿真读取使能位。复位时，该位允许对仿真和其它寄存器进行读取。EALLOW可由AEALLOW置位，由EDIS指令清0。当CPU服务于某一中断时，EALLOW清0。然而，在中断服务子程序ISR的开始就去读到仿真寄存器是不允许的。如果ISR必须读取仿真寄存器，它必须包含一个EALLOW指令，在ISR的结束，
12、可用IRET指令进行恢复。位0 INTM 中断全局屏蔽位。该位可全局使能和禁止所有的CPU可屏蔽中断。0 可屏蔽中断被全局使能。为被CPU确认，必须由中断使能寄存器IER产生局部使能的可屏蔽中断。1 可屏蔽中断被全局禁止。即使可屏蔽中断由IER局部使能，也不能被CPU确认。但对非屏蔽中断、硬件复位和硬件中断NMI没有影响。另外当CPU在实时仿真模式下暂停时，即使INTM已置为屏蔽，仍可由IER和DBTIER激活一个可屏蔽中断。2-4 哪些片内外设的寄存器是受EALLOW保护的？受EALLOW保护即CPU不能写。在CPU状态寄存器ST1的EALLOW指明了寄存器的保护状态。复位后，EALLOW清
13、0，使能EALLOW保护。只允许CPU读，JTAG读和写。执行EALLOW指令，即EALLOW位置1，CPU可写寄存器。修改完毕后，执行EDIS指令，EALLOW位清0，保护这些寄存器不被CPU写了。下列寄存器受EALLOW保护：DSP仿真寄存器；Flash寄存器；CSM寄存器；PIE矢量表；系统控制寄存器；GPIO MUX寄存器；特定的eCAN寄存器。外部存储器及I/O扩展 XINTF Zone0/1, Zone2, Zone6/7, 1M+32K。通过数据线 XD0-XD15、地址线 XA0-XA18及控制信号线 扩展。典型的DSP应用系统多采用最小系统，即系统由一个F2810 DSP芯片
14、加上相应的电源、时钟、复位、JTAG电路及应用电路构成，这种系统也称为单片系统方案（Single Chip Solution）。在程序调试过程中，可以先将程序放入到H0 SARAM、L0 SRAM和L1 SARAM中运行仿真调试，对于程序长度小于16K时比较方便。调试完成后，再将程序放入Flash存储器中运行。 2-5 DSP2812由哪此片内外设组成？片内外设有事件管理器A、B、ADC、WD、MCBSP、CAN、SCIA、B、SPI和GPIO。其中只有ADC输入，WD输出，其它外设都是可双向流动的。CPU内部有存储器总线挂有算术逻辑单元、乘法器和辅助寄存器。内部数据总线是32位，地址总线是2
15、2位。其中EV是控制器特有的部件而有别于C5000和C6000。主要就是用来完成速度和位置数字部件的信号输入和处理，提供速度反馈和位置反馈。MCBSP 是多通道缓冲串口； CAN、SCI、SPI是通信接口模块。2 F2812主频最高可达150MHZ，内部集成128KB的Flash存储器，4KB的Boot ROM。F系列与C系列的区别是F系列带Flash，而C系列不带。2810可以说是28XX系列的最小系统。与2812相比，2810不带外部扩展接口XINTF也无外部总线。三 DSP 软件开发基础3-1 DSPC语言有何特点？数据类型 C语言的每个数据类型都有与之对应的类型名保留字，由于281x中数据的最小长度为16位，因此所有的字符(char)型数据，包括有符号字符型(signed char)和无符号字符型(unsigned char)，长度均为16位，即用一个字的长度表示。 数据类型的其它特点有： 所有的整型（char,short,int,以及对应的无符号类型）都是等效的，用16位二进制值表示；长整型和无符号长整型用32位二进制值表示。有符号数用2s补码符号表示。
