《DSP原理及应用》电子教案

1四川大学教案【首页】课程名称DSP原理及应用授课专业电子信息科学与技术（无线电技术与信息系统、计算机应用技术等专业方向）年级4课程编号20509520课程类型必修课校级公共课（）；基础及专业基础课（）；专业课（√）选修课限选课（）；任选课（）授课方式课堂讲授（√）；实践课（√）考核方式考试（√）；考查（）课程教学总学时数51学分数3课时分配课堂讲授30学时；实践课21学时教材名称《TMS320C54XDSP结构、原理及应用»新编试用《DSP原理及其应用》上机实验指导书作者戴明桢周建江自编讲义出版社及出版时间北京航空航天大学出版社，2001指定参考书1、«数字信号处理单片机及其应用»2、«DSP芯片的原理与开发应用»作者李兰友等张伟雄等出版社及出版时间电子工业出版社，1997电子工业出版社，2000授课教师何培宇职称教授单位电子信息学院授课时间每一学年的第二学期注：表中（）选项请打“√”。2四川大学教案【理、工科】周次第1周备注章节名称第一章概述授课方式理论课（√）；实验课（）；实习教学时数3教学目的及要求DSP技术是当今电子类相关专业人才应该掌握的一门数字信号处理技术。本次课程的目的就是要让学生了解DSP的基本概念及DSP技术在各个领域的广泛应用。通过介绍DSP的发展状况及其在各个领域的应用，使学生对DSP技术的重要性有一个较好的认识，从而增强其学习兴趣。教学内容提要时间分配简介课程特色及基本要求§1.1DSP的定义一、概念：单片机；通用单片机；数字信号处理单片机。二、数字信号处理技术包括的主要内容三、数字信号处理系统的基本构成§1.2DSP发展概述§1.3TMS320系列发展概述一、浮点DSP系列二、定点DSP系列§1.4DSP的性能评价一、DSP技术对器件的特殊要求二、评价DSP性能的主要指标§1.5DSP应用举例一、广泛应用举例二、课题组的科研实例30152025453教学重点与难点重点：1)DSP的基本概念;2)DSP系统的基本构成。难点：对实时DSP系统的理解讨论、练习、作业复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。4四川大学教案【理、工科】周次第2周备注章节名称第二章TMS320系列DSP结构及功能特点授课方式理论课（√）；实验课（）；实习教学时数3教学目的及要求要求学生了解第一代TMS320系列的DSP结构及功能特点，使之对DSP的特性有一个初步的认识，从而帮助他们由浅入深地了解复杂的DSP。教学内容提要时间分配§2.1TMS320系列DSP的结构特点一、改进型的哈佛结构二、流水线处理方式三、并行处理结构四、专用硬件乘法器§2.2功能特点一、具有扩充的运算能力；二、自动产生数据地址；三、指令定序不产生额外的开销；四、较宽的动态范围。§2.3TMS32010结构简介一、主要特性二、引脚分类介绍（上）4530605教学重点与难点重点介绍ＤＳＰ的功能特点及结构特点。难点在于对其功能特点的理解上。讨论、练习、作业复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。6四川大学教案【理、工科】周次第３周备注章节名称第二章TMS320系列DSP结构及功能特点授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求让学生对TMS320第一代DSP的结构、特性及引脚有一个较为详细的了解，为理解最新一代的DSP打好基础。DSP硬件基础是应用好DSP的关键。让学生对TMS320C542的结构、特性等有一个深入全面的了解。打好硬件基础，同时也为软件编程打下基础。教学内容提要时间分配§2.3TMS32010结构简介二、引脚分类介绍（下）三、功能方框图详细说明方框图中各部分的功能§2.4TMS320C542结构简介一、主要特性二、管脚分类介绍（上）80557教学重点与难点重点：DSP的性能特点。难点：DSP的众多引脚功能及中央处理单元的各个功能块。讨论、练习、作业复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。比较TMS32010与TMS320C542的异同。对比第一代DSP，重点理解TMS320C542新增的各种功能。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。8四川大学教案【理、工科】周次第4周备注章节名称第二章TMS320系列DSP结构及功能特点授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求让学生对TMS320C542的结构、特性及管脚等有一个深入全面的了解。特别是对CPU状态及控制寄存器有一个深入的理解。打好硬件基础，同时也为软件编程打下基础。教学内容提要时间分配§2.4TMS320C542结构简介二、管脚分类介绍（下）三、硬件框图详解1、总线结构介绍2、中央处理单元解析1）组成部分2）功能解析①硬件单元：ALU；累加器A和B；桶形移位器；乘加单元；比较选择存储单元。②CPU状态及控制寄存器:状态寄存器0（ST0）状态寄存器1（ST1）处理器工作方式状态寄存器（PMST）301059教学重点与难点主要强调第五代DSP较第一代DSP新增的各种功能。重点介绍各种状态及控制寄存器各位的具体内容。这也是本节的难点。强调各状态寄存器中位/字含义的理解，学会自行设计与修改。难点：状态位/字太多，含义复杂。讨论、练习、作业复习课堂讲授内容并扩展阅读相关参考资料。讨论溢于方式位的设置如何影响CPU的计算结果。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。10四川大学教案【理、工科】周次第5周备注章节名称第三章存储器授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求TMS320C542片内片外数据存储空间及程序存储空间的分配图，以及DSP不同工作模式下存储空间分布的差异，为软件编程存储空间资源利用打下基础。掌握中断矢量表的概念，掌握不可屏蔽中断及可屏蔽中断的优先级，知道各种中断在矢量表中的位置，以及矢量表可搬迁的概念。掌握96字存储器映射存储器的概念。教学内容提要时间分配§3.1存储器空间构成图一、微处理器模式二、微计算机模式§3.2程序存储器一、决定PM空间分配的控制位1、OVLY2、MP/MC二、中断矢量表§3.3数据存储器一、32字ScratchPad（60h－7Fh）二、0080h～27FFh（10k－128）字在片DARAM三、96字存储器映像寄存器（Memory－mappedregisters）（0000h－005Fh）1、CPU存储器映像寄存器2、外设存储器映像寄存器45454511教学重点与难点重点：中断矢量表解析及映像寄存器解析。难点：如何处理中断，如何理解映像寄存器。讨论、练习、作业1）理解记忆TMS320C542存储器分布图。2）讨论：当一个串口中断发生时，DSP如何运行？教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。12四川大学教案【理、工科】周次第6周备注章节名称第四章寻址方式授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求寻址方式是DSP编程的重要内容，是DSP的编程基础。本章要求掌握DSP的数据寻址方式以及程序存储器寻址方式。教学内容提要时间分配§4.1数据寻址方式一、立即寻址1、定义2、分类1）短立即数寻址2）长立即数寻址3、举例二、绝对寻址1、定义2、分类3、举例三、累加器寻址1、定义2、分类及举例四、直接寻址1、定义2、分类3、举例五、间接寻址1、定义2、单操作数间接寻址1）指令形式2）寻址类型3、双操作数间接寻址1）指令形式2）寻址类型151020207013教学重点与难点重点是强调寻址方式的定义，以及各寻址方式的区别，明确各数据地址装在何处。难点在类别众多的间接寻址中，特别是循环缓冲区寻址的概念上。讨论、练习、作业讨论：1）短立即数寻址的指令为单字指令还是双字指令？2）长立即数寻址的指令为几字指令？讨论：如何对一个N阶的FIR滤波器进行循环寻址？教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。14四川大学教案【理、工科】周次第7周备注章节名称第四章寻址方式授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求寻址方式中的程序存储器寻址方式是DSP寻址方式的一个重要内容。本部分介绍程序存储器寻址的基本概念及基本内容。要求掌握其基本的寻址方式。教学内容提要时间分配§4.1数据寻址方式（续）六、存储器映像寄存器寻址1、定义；2、分类；3、框图；4、举例七、堆栈寻址1、定义；2、分类八、双字数据寻址方式§4.2程序存储器寻址方式一、定义二、程存地址产生器三、程存寻址方式分类1、程序顺序执行2、分支：1）有条件分支；2）无条件分支3、调用：1）条件；2）无条件4、返回：1）条件；2）无条件5、条件执行指令6、条件存储指令7、重复一条单指令8、重复一段指令9、复位操作10、中断11、节电模式459015教学重点与难点只要程序不为顺次执行，就有分支、调用及返回等非顺序执行方式。重点在于执行指令的非延迟和延迟两种执行方式上，后者更节约指令执行时间。难点在对流水线的理解上。讨论、练习、作业试讨论非延迟和延迟两种方式的区别。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。16四川大学教案【理、工科】周次第8周备注章节名称第五章指令系统授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求理解指令的表示方法；掌握指令系统的分类及查找方法；建立编程基础。教学内容提要时间分配§5.1DSP语言工具简介§5.2指令分类及举例介绍一、指令的表示方法1、指令系统中的符号和略语2、操作码的符号及略语3、指令系统中所用的记号4、指令系统中所用的运算符二、指令分类及举例1、算术操作2、逻辑操作3、程序控制操作4、加载及存储操作5、常用的伪指令6、程序举例15309017教学重点与难点重点：指令的分类与指令的查找。难点：理解记忆助记忆符及伪指令。讨论、练习、作业试编一段汇编源程序。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。18四川大学教案【理、工科】周次第9周备注章节名称第六章DSP汇编语言程序开发工具授课方式理论课（√）；实验课（）；实习（）教学时数3教学目的及要求介绍DSP汇编语言程序的编写方法。理解汇编语言程序的编辑、汇编和链接过程并掌握汇编和链接的基本概念。理解COFF的一般概念并掌握段的概念。教学内容提要时间分配§6.1DSP软件开发过程§6.2汇编语言程序的编写方法§6.3汇编程序的编辑、汇编和链接过程§6.4COFF的一般概念一、COFF文件中的段二、汇编器对段的处理三、链接器对段的处理§6.5链接命令文件的编写§6.6多个文件的链接举例10252035202519教学重点与难点重点：汇编程序的编辑、汇编和链接过程及相关概念。难点：段的概念及链接命令文件的功能。讨论、练习、作业试编一段有段定义的汇编源程序及一个链接命令文件。教学手段常规+多媒体参考资料同首页注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。20四川大学教案【理、工科】周次第10周备注章节名称第七章CCS的使用授课方式理论课（√）；实验课（√）；实习教学时数3教学目的及要求学会CCS的一般使用方法。了解CCS的基本功能。教学内容提要时间分配§7.1CCS概述§7.2CCS的基本功能一、编辑汇编语言程序二、编辑链接命令文件三、创建工程四、建立工程五、调试13521教学重点与难点重点：CCS的功能难点：工程的概念讨论、练习、作业CCS的使用。教学手段常规+多媒体，上机实验。参考资料同首页注：教案按授课次数填