dsp選修課程作業(yè)題目

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1、一、除法、對(duì)數(shù)、指數(shù)有什么快速算法的設(shè)計(jì)想法？除法：利用Taylor展開(kāi)公式的近似，采用兩次乘法操作和一張較小的查找表。對(duì)數(shù)：計(jì)算精度大時(shí)選用橢圓e函數(shù)-算術(shù)幾何平均法，在計(jì)算精度小時(shí)選用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式指數(shù)：利用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式這個(gè)級(jí)數(shù)對(duì)全體實(shí)數(shù)x都收斂，并且在x接近零時(shí)收斂得比較快。二、DSP的乘法器是如何實(shí)現(xiàn)的？在通用微處理器中，乘法是由軟件實(shí)現(xiàn)的，它其實(shí)是由時(shí)鐘控制的一連串“移位一加法”操作。而對(duì)于DSP乘法器，則應(yīng)具有以下基本基本功能：要求在一個(gè)時(shí)鐘周期里對(duì)兩個(gè)字長(zhǎng)為b位的輸入由硬件作快速并行乘法；應(yīng)能通過(guò)格式控制來(lái)執(zhí)行無(wú)符號(hào)或帶符號(hào)或混合的乘法操作、小數(shù)或

2、整數(shù)乘法操作以及擴(kuò)展精度或雙精度運(yùn)算，并有合適的舍位方法；應(yīng)有輸入和輸出寄存器，這樣可以鎖存數(shù)據(jù)，配合流水線操作。也可不用寄存器，使乘法器在透明方式下工作，這樣可以有最小的等待時(shí)間。在數(shù)字信號(hào)處理的濾波器、FFT、卷積及各種矢量運(yùn)算中，由于要執(zhí)行Zb(n)*x(n-k)—類的運(yùn)算，這類運(yùn)算的乘法和加法總是同時(shí)出現(xiàn)，因此DSP中就希望將乘法器和加法器相結(jié)合，在一個(gè)時(shí)鐘周期完成一次乘、加運(yùn)算,并且累加乘法運(yùn)算的結(jié)果。這樣的運(yùn)算單元稱為乘法累加器。對(duì)于乘法累加器，除了要求能在一個(gè)時(shí)鐘周期完成一次乘、加運(yùn)算外，為了在累加時(shí)保證運(yùn)算精度，還應(yīng)在累加輸出寄存器中包括足夠的保護(hù)

3、位，因其在2b位的乘法輸出寬度之外,所以稱為擴(kuò)展位。擴(kuò)展位屮的邏輯應(yīng)該能用來(lái)預(yù)測(cè)累加器的溢出，并且能緊急通知作重新定標(biāo)度操作，即防溢出處理。三、DSP選型需要考慮哪些因素？1.DSP芯片的運(yùn)算速度MAC時(shí)間：一次乘法和一次加法的時(shí)間。大部分DSP芯片可在一個(gè)指令周期內(nèi)完成一次乘法和一次加法操作。FFT執(zhí)行時(shí)間：運(yùn)行一個(gè)N點(diǎn)程序所需時(shí)間。由于FFT運(yùn)算在數(shù)字信號(hào)處理中很有代表性，因此FFT運(yùn)算時(shí)間常作為衡量DSP芯片運(yùn)算能力的一個(gè)指標(biāo)。MIPS：每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令。MOPS：每秒執(zhí)行百萬(wàn)次操作。MFLOPS：每秒執(zhí)行百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作。BOPS：每秒執(zhí)行十億次操作。2.

4、DSP芯片的價(jià)格如果釆用價(jià)格昂貴的DSP芯片，即使性能再好，其應(yīng)用范圍也受到一定限制，尤其是民用產(chǎn)品。3.DSP芯片的硬件資源不同DSP芯片所提供的硬件資源不同，如片內(nèi)RAM、ROM的數(shù)量，外部可擴(kuò)展的程序和數(shù)據(jù)空間，總線接口、I/O接口等。4.DSP芯片的運(yùn)算精度一般的定點(diǎn)DSP芯片字長(zhǎng)為16位，少數(shù)24位。浮點(diǎn)芯片的字長(zhǎng)-般為32位，累加器為40位。5.DSP芯片的開(kāi)發(fā)工具在DSP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如果沒(méi)有開(kāi)發(fā)工具的支持，要想開(kāi)發(fā)一個(gè)復(fù)雜的DSP系統(tǒng)幾乎是不可能的。功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具，可使開(kāi)發(fā)時(shí)間大大縮短。1.DSP芯片的功耗便攜式的DSP設(shè)備、手持設(shè)備、野外

5、應(yīng)用的DSP設(shè)備等對(duì)功耗有特殊的耍求。2.其他因素除了上述因素外，還要考慮到封裝形式、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、供貨情況、生命周期等。四、PCB設(shè)計(jì)需要考慮哪些因素？1、“層(Layer)”的概念與字處理或其它許多軟件中為實(shí)現(xiàn)閣、文、色彩等的嵌套與合成而引入的“層”的概念有所同，Protel的“層”不是虛擬的，而是印刷電路板材料本身實(shí)實(shí)在在的各銅箔層?，F(xiàn)今，由于電子線路的元件密集安裝。防干擾和布線等特殊要求，一些較新的電子產(chǎn)品中所用的印刷電路板不僅冇上下兩面供走線，在板的屮間還設(shè)有能被特殊加工的夾層銅箔，例如，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)主板所用的印板材料多在4層以上。這些層因加工相對(duì)較難而大多

6、用于設(shè)置走線較為簡(jiǎn)單的電源布線層(如軟件中的GroundDever和PowerDever)，并常用大面職填充的辦法來(lái)布線(如軟件中的ExternalPlalle和Fill)。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂“過(guò)孔(Via)”來(lái)溝通。有了以上解釋，就不難理解“多層焊盤”和“布線層設(shè)置”的有關(guān)概念了。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，不少人布線完成，到打印出來(lái)時(shí)方冰發(fā)現(xiàn)很多連線的終端都沒(méi)有焊盤，其實(shí)這是自己添加器件庫(kù)時(shí)忽略了“層”的概念，沒(méi)把自己繪制封裝的焊盤特性定義為”多層(Mulii—Layer)的緣故。要提醒的是，一旦選定了所用印板的層數(shù)，務(wù)必關(guān)閉那些未

7、被使用的層，免得惹事生非走彎路。宏力捷PCB設(shè)計(jì)！2、過(guò)孔(Via)為連通各層之間的線路，在各層需要連通的導(dǎo)線的文匯處鉆上一個(gè)公共孔，這就是過(guò)孔。工藝上在過(guò)孔的孔壁圓柱面上用化學(xué)沉積的方法鍍上一層金屬，用以連通中間各層需要連通的銅箔，而過(guò)孔的上下兩面做成普通的焊盤形狀，可直接與上下兩面的線路相通，也可不連。一般而言，PCB設(shè)計(jì)線路吋對(duì)過(guò)孔的處理有以下原則：(1)盡量少用過(guò)孔，一旦選用丫過(guò)孔，務(wù)必處理好它與周邊各實(shí)體的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過(guò)孔不相連的線與過(guò)孔的間隙，如果是自動(dòng)布線，可在“過(guò)孔數(shù)量最小化”(ViaMinimizStion)子菜單里選擇“o

8、n”項(xiàng)來(lái)自