DSP原理课练习题通信参考答案.docx

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1、DSP原理与应用练习题参考答案24学时版本用于2010级通信工程1.在16位定点DSP中，一个16位二进制数在Q15表示法下的含义是第15位为符号位，第140位为小数位；在Q12表示法下的含义是第15位为符号位，第1412位为整数位，第110位为小数位：在Qll表示法下的含义是第15位为符号位，第1413位为整数位，第100位为小数位。由此类推。试写出下面问题的答案：根据教材P7的公式（1）16位二进制数IOAAH在Q15表示法下的十进制数值是多少？在Qll表示法下的十进制数值是多少？Q15表示法下的十进制数值是4266/32768=0.13018798828125Qll表示法下的十进制数值是

2、4266/2048=2.083007812516位二进制数C650H在Q15表示法下的十进制数值是多少？在Q12表示法下的十进制数值是多少？QI5表示法下的十进制数值是-14768/32768=-0.45068359375Q12表示法下的十进制数值是-14768/4096=-3.60546875十进制正数0.625在Q15表示法下的二进制数是多少？在QIl表示方法下的二进制数是多少？Q15表示法下的二进制数是0.625x32768=500OHQll表示法下的二进制数是0.625x2048=050OH（4）十进制负数-6.375在Q12表示法下的二进制数是多少？在QIl表示方法下的二进制数是多少

3、？-6.375x4096=-6600H=9A00H6375x2048=-3300H=CDooH2.在C54xDSP的C语言开发环境中，数据类型与通常的C语言开发环境的数据类型不同，主要数据类型如下表所示：数据类型位长char,unsignedchar16short,unsignedshort,signedshort16int,unsignedint,signedint16long,unsignedlong,signedlong32float32double32现在利用一个15阶Hamming低通滤波器对16位音频信号进行FlR滤波。在C54xDSP和CCS2.2上的C语言程序如下：constd

4、oublecoef15=0,00482584,0.00804504,-0.00885584,-0.04291741,-0.02903702,0.09725365,0.28342322,0.37452503,0.28342322,0.09725365,-0.02903702,-0.04291741,-0.00885584,0.00804504,0.00482584);voidfir(int*x,int*y)(inti,j;for(i=0;i1024;i+)(doubleaccumulator=0.0;for(j=OJ15;j+)(accumulator+=xi-j*coefj;)yi=(int)

5、accumulator;)以上表达式中，x,y分别是低通滤波输入、输出的16位整型数组变量。现在要求把以上过程优化为在C54x平台上运行的精度最高、执行效率最高的16位定点运算形式。试写出在C54xDSP和CCS2.2环境下完成16位相乘和32位累加的定点运算的C程序。第一步：把滤波器系数转化为Q15定点数第二步：把乘累加转化为整数乘法，Q15乘以整数的小数点位置在第14位和第15位之间，累加结果为32位整数，其中最高两位为符号位，接着15位为整数，低15位为小数第三步：舍去低15位小数，取一位符号位和15位整数位作为滤波输出结果constintcoef15=158,264,-290,-140

6、6,-951,3187,9287,12272,9287,3187,-951,-1406,-290,264158;voidfir(int*x,int*y)(inti,j;for(i=0;i1024;i+)(longaccumulator=0;ford=0J15);)3.解决图像编码中常见的8x8离散余弦变换在VC5402DSP上定点运算问题。JT用C语言编写VC5402上用定点运算实现153xcos-+221xcos的程序，并且把最后结果存放48到16位整型变量i中。数据类型见前面题3的表格。COSq的Q15定点数是23170,5A82HCOS(的QI5定点数是30274,7642Hconsti

7、ntx2=153,221);constinty2=23170,30274);longa;intr;a=x0*y0+xl*y1;r=(int)(a15);或者C程序也可写成：longa;intr;a=153*23170221*30274;r=(int)(a15);用C54x汇编指令写出用定点运算实现153XCoSX+221XCoSX的代码，并且把最后结果转换为4816位整数存放到1102H的地址中。IoOOH存放153,IoolH存放2211002H存放23170,1003H存放30274SSBXFRCTSTM#1000H,AR2STM#1002H,AR3STM#11O2H,AR1RPTZA,#

8、1MAC*AR2+,*AR3+,ASTHA,*AR1现有一个8位无符号字符数216,对其执行浮点运算216XCOSXCOS。在VC5402上的汇编指48令代码段如下：SSBXFRCTMPY*(1000H),#216,AMPYA*(1001H)STHB,*(1002H)运算前数据页IOooH和IOolH的地址存放的数据是多少？运算后数据页1002H的地址存放的结果是多少？用CCS可以算出140,与笔算一致笔算方法：216*23170=5004720,取1位符号和15位得152,乘以30274后再取1位符号和15位得140运算前数据页IoOoH的地址存放的数据是CoSXX32768=23170=5

9、A82H4运算前数据页100IH的地址存放的数据是CoSxX32768=30274=7642H8运算后数据页1002H的地址存放的结果是8CH=140(4)上面的运算精度偏低。如何在中插入移位指令提高运算精度？写出完整的指令代码。在第一次乘法后果把A左移8位，接着在第二次乘法后右移8位SSBXFRCTMPY*(1000H),#216,ASFTAA,#8MPYA*(1001H)SFTAB,#-8STHB,*(1002H)这样可得141在以上的基础上简述如何在VC5402上使用MAC指令通过双重循环嵌套的16位定点乘累加运算求出一个图像数据的8x8离散余弦变换系数？忽略常数项的8x8离散余弦变换为

10、：F(u,v)=ZZf(x,y)cos2：；*COS：*u,vixty/0,7,K=O)=O1616用COS号产X32768后取整的方法，求出8个余弦常数的Q15数，存放到内存。把FRCT置1在内循环用MAC指令计算f(x,y)与Q15余弦常数的乘累加，32位结果存放A累加器在外循环用MAC指令计算A的高16位与Q15余弦常数的乘累加，高16位为最后结果。4.在VC5402汇编语言程序中需要连续读取散布于数据页地址0A06H,0A27H,0A3AH,0A53H,0A65H,0A92H,OACAH,OAEoH中的8个数据。要求以最少指令和最快速度读入这8个地址的数据。写出执行指令。注意读入8个地

11、址数据的次序不能改变。如全写成绝对寻址，得一半分1.D*(0A06H),A1.D*(0A27H),A1.D*(0A3AH),A1.D*(0A53H),A1.D*(0A65H),A1.D*(0A92H),A1.D*(OACAH),A1.D*(OAEOH),A满分答案：RSBXCPL或者CPL=O时1.D#14H,DP1.D06H,A1.D27H,A1.D3AH,A1.D53H,A1.D65H,A1.D#15H,DP1.D12H,A1.D4AH,A1.D60H,A5.当VC5402内部STI状态寄存器第14位CPL=I同时数据页指针寄存器DP=100OH,堆栈指针寄存器SP=0275H时,指令LD

12、2AH,A和LD82H,A所读取的数据页地址是多少？当CPL=I同时DP=0480H,SP=1C22H时，指令LD40H,A和LD2A6H,A所读取的数据页地址又是多少？CPL=I,指令LD2AH,A和LD82H,A所读取的数据页地址分别是029FH和0277HCPL=I,指令LD40H,A和LD2A6H,A所读取的数据页地址分别是1C62H和1C48H注意，DP有效位数9位，直接寻址位数7位6.现在需要对16位整型音频信号数据执行512点FFT,待处理数据放在数据页首地址为OAOOH,长度为512的缓冲区内。在按时间抽取基2FFT碟形运算中输入数据倒序，输出数据顺序。写出在一个512次循环中

13、以降序ARx-OB读入数据页OBFFFH0A00H的256个输入数据的汇编指令代码。STM#0BFFH,ARlSTM#256,AROSTM#511,AR2loop:1.D*AR1-OB.ABANZIOoD,*AR2-或者STM#OBFFH,ARlSTM#256,AROSTM#511,BRCRPTBend_loop-1LD*AR1-OB,Aend_loop:或者STM#OBFFH,ARlSTM#256,ARORPT#5111.D*AR1-OB,A在中已经读取0A65H地址的数据后，随后连续8次读取的输入数据的地址是多少？要求写出详细计算过程，光写对答案不能得满分。第1次：0(X)0,1010,0

14、110,0101-1,0000,(X)OOB=OOOO,IOllJOlO,0101=0BA5H第2次：0000,1011,1010,0101-1,0000,0000B=0000,1010,1010,0101=0AA5H第3次：0000,1010,1010,0101-1,OOOO.OOOOB=(X)OO,101l,0010,0101=0B25H第4次：0000,1011,0010,0101-1,0000,0000B=0000,1010,0010,0101=0A25H第5次：OooO,1010,0010,0101-1,0000,0000B=0000,1011,1100,0101=0BC5H第6次：

15、0000,1011,1100,0101-1,0000,0000B=0000,1010J100,0101=OAC5H第7次：0000,1010,1100,0101-1,0000,OOOOB=0000,1011,0100,0101=0B45H第8次：0000,1011,0100,0101-1,0000,OOOOB=0000,1010,0100,0101=0A45H7.现在需要对16位整型音频信号数据执行128点FFT,待处理数据放在数据页首地址为1200H,长度为128的缓冲区内。在按时间抽取基2FFT碟形运算中输入数据倒序，输出数据顺序。(1)写出在一个128次循环中以升序ARx0B读入数据页1200H12