青島科技大學(xué)信息工程復(fù)習(xí)提綱-信息13級

1、復(fù)習(xí)提綱 考試時間：18周周二（12.29日）9:00-12:00 考試地點：弘B201，弘B202 考試內(nèi)容：DSP技術(shù)，DSP技術(shù)實驗A2.1 C55x 的CPU體系結(jié)構(gòu) TMS320C55x CPU結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖 地址總線與數(shù)據(jù)總線lC55x的CPU總線u1組32位程序總線：PBu5組16位數(shù)據(jù)總線： BB、CB、DB、EB、FBu6組24位地址總線：PAB、BAB、CAB、DAB、EAB、FABl特點： 這種總線并行機(jī)構(gòu)使CPU在一個機(jī)器周期內(nèi)，能夠讀1次32位程序代碼、讀3次16位數(shù)據(jù)、寫2次16位地址表2-4 地址總線和數(shù)據(jù)總線的功能指令緩沖單元（I單元）程序讀數(shù)據(jù)總線PB（4字節(jié)代

2、碼)M單元指令緩沖隊列（64字節(jié))指令解碼器P 單元A 單元D 單元I單元圖圖2-4 I單元結(jié)構(gòu)框圖單元結(jié)構(gòu)框圖每個機(jī)器周期，PB從程序空間傳送32位的程序代碼至I單元的指令緩沖隊列；最大可以存放64個字節(jié)的待譯碼指令，可以執(zhí)行塊循環(huán)指令，具有對于分支、調(diào)用和返回指令的隨機(jī)處理能力當(dāng)CPU準(zhǔn)備譯碼時，6個字節(jié)的代碼從隊列發(fā)送到I單元的指令譯碼器；能夠識別指令邊界, 譯碼8、16、24、32、40和48位的指令，決定2條指令是否并行執(zhí)行，將譯碼結(jié)果和立即數(shù)送至P單元、A單元、D單元程序流單元（P單元）圖2-5 P單元結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)總線CB,DB (每組16位數(shù)據(jù))M單元程序地址產(chǎn)生器和程序控

3、制邏輯P單元寄存器I單元A單元D單元數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)總線EB,FB (每組16位數(shù)據(jù))程序讀地址總線PAB (24位地址)P單元程序地址產(chǎn)生邏輯：產(chǎn)生24位的程序空間取指的地址；可產(chǎn)生順序地址;也可以I單元的立即數(shù)或D單元的寄存器值作為地址程序控制邏輯： 接收來自I單元的立即數(shù)，并測試來自A單元或D單元的結(jié)果從而執(zhí)行如下動作： 測試條件執(zhí)行指令的條件是否成立，把測試結(jié)果送程序地址發(fā)生器； 當(dāng)中斷被請求或使能時，初始化中斷服務(wù)程序； 控制單一指令重復(fù)或塊指令重復(fù)；管理并行執(zhí)行的指令P單元的作用：產(chǎn)生程序空間地址，并加載地址到PAB；控制指令流順序地址數(shù)據(jù)流單元（A單元）圖2-6 A單元結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)讀數(shù)

4、據(jù)總線 CB，DB（每組16位數(shù)據(jù))M單元數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器單元（DAGEN）A單元寄存器A單元ALU D單元P單元數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)總線 EB，F(xiàn)B（每組16位數(shù)據(jù))I單元數(shù)據(jù)寫地址總線 EAB,FAB（每組24位地址)數(shù)據(jù)讀地址總線 BAB,CAB，DAB（每組24位地址)A單元 DAGEN產(chǎn)生所有讀寫數(shù)據(jù)空間的地址。 可接收來自I單元的立即數(shù)或來自A單元的寄存器值； 根據(jù)P單元指示，對間接尋址方式時選擇使用線性尋址還是循環(huán)尋址。 ALU可接收來自I單元的立即數(shù)或與存儲器、I/O空間、A單元寄存器、D單元寄存器和P單元寄存器進(jìn)行雙向通信。可完成如下動作： 加法、減法、比較、布爾邏輯、符號移位、邏輯移位

5、和絕對值計算； 測試、設(shè)置、清空、求補(bǔ)A單元寄存器位或存儲器位域； 改變或轉(zhuǎn)移寄存器值，循環(huán)移位寄存器值，從移位器向一個A單元寄存器送特定值。數(shù)據(jù)計算單元（D單元）圖2-7 D單元結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)總線BB,CB,DB（每組16位數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)總線 EB,FB（每組16位數(shù)據(jù))M單元I單元D單元寄存器D單元ALU 移位器兩個MACA單元P單元D單元 接收來自I單元的立即數(shù)， 與存儲器、I/O空間、D單元寄存器、P單元寄存器、A單元寄存器進(jìn)行雙向通信； 把移位結(jié)果送至D單元的ALU或A單元的ALU； 實現(xiàn)40位累加器值最大左移31位或最大右移32位； 實現(xiàn)16位寄存器、存儲器或I/O空間數(shù)據(jù)最

6、大左移31位或最大右移32位； 實現(xiàn)16位立即數(shù)最大左移15位； 提取或擴(kuò)張位域，執(zhí)行位計數(shù)； 對寄存器值進(jìn)行循環(huán)移位; 在累加器的值存入數(shù)據(jù)空間之前，對它們進(jìn)行取整/飽和處理。 可從I單元接收立即數(shù)，或與存儲器、I/O空間、D單元寄存器、P單元寄存器、A單元寄存器進(jìn)行雙向通信,還可接收移位器的結(jié)果； 加法、減法、比較、取整、飽和、布爾邏輯以及絕對值運(yùn)算； 在執(zhí)行一條雙16位算術(shù)指令時，同時進(jìn)行兩個算術(shù)操作； 測試、設(shè)置、清除以及求D單元寄存器的補(bǔ)碼； 對寄存器的值進(jìn)行移動。 可支持乘法和加/減法。在單個機(jī)器周期內(nèi)，每個MAC可以進(jìn)行一次1717位小數(shù)或整數(shù)乘法運(yùn)算和一次帶有可選的32或40位

7、飽和處理的40位加/減法運(yùn)算。MAC的結(jié)果送累加器； MAC接收來自I單元的立即數(shù)，或來自存儲器、I/O空間、A單元寄存器的數(shù)據(jù)，和D單元寄存器、P單元寄存器進(jìn)行雙向通信； MAC的操作會影響P單元狀態(tài)寄存器的某些位。TMS320C55x的CPU寄存器 一、累加器AC0AC3 二、變換寄存器 三、T寄存器 四、用于尋址數(shù)據(jù)地址空間和I/O空間的寄存器 五、程序流寄存器 六、中斷管理寄存器 七、循環(huán)控制寄存器 八、狀態(tài)寄存器 表2-8 寄存器總表（1）縮 寫名 稱大小AC0AC3累加器0340位AR0AR7輔助寄存器0716位BK03,BK47,BKC循環(huán)緩沖區(qū)大小寄存器16位BRC0,BRC1

8、塊循環(huán)計數(shù)器0和116位BRS1BRC1保存寄存器16位BSA01,BSA23,BSA45,BSA67,BSAC循環(huán)緩沖區(qū)起始地址寄存器16位CDP系數(shù)數(shù)據(jù)指針（XCDP的低位部分）16位CDPHXCDP的高位部分7位CFCT控制流關(guān)系寄存器8位CSR計算單循環(huán)寄存器16位DBIER0,DBIER1調(diào)試中斷使能寄存器0和116位DP數(shù)據(jù)頁寄存器（XDP的低位部分）16位DPHXDP的高位部分7位IER0,IER1中斷使能寄存器0和116位IFR0,IFR1中斷標(biāo)志寄存器0和116位IVPD,IVPH中斷向量指針16位表2-8 寄存器總表（2）PC程序計數(shù)器24位PDP外設(shè)數(shù)據(jù)頁寄存器9位REA

9、0,REA1塊循環(huán)結(jié)束地址寄存器0和124位RETA返回地址寄存器24位RPTC單循環(huán)計數(shù)器16位RSA0,RSA1塊循環(huán)起始地址寄存器0和124位SP數(shù)據(jù)堆棧指針16位SPHXSP和XSSP的高位7位SSP系統(tǒng)堆棧指針16位ST0_55ST3_55狀態(tài)寄存器0316位T0T3暫時寄存器16位TRN0TRN1變換寄存器0和116位XAR0XAR7擴(kuò)展輔助寄存器0723位XCDP擴(kuò)展系數(shù)數(shù)據(jù)指針23位XDP擴(kuò)展數(shù)據(jù)頁寄存器23位XSP擴(kuò)展數(shù)據(jù)堆棧指針23位XSSP擴(kuò)展系統(tǒng)堆棧指針23位2.2 TMS320VC5509A的主要特性 CPU 兩個乘法累加單元（MAC） 40位的算術(shù)邏輯單元（ALU）

10、和一個16位的算術(shù)邏輯單元 采用先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu) 存儲器存儲器 128K x 16位的片上RAM【64KB的DARAM和192KB的SARAM】 8M x 16位的最大可訪問外部尋址空間（同步DRAM） 外部存儲器接口（EMIF）與通用輸入/輸出（GPIO）共用引腳 片上外設(shè)片上外設(shè) 兩個20位的定時器 一個看門狗定時器 6通道直接存儲器存取控制器（DMA） 三個串口支持最多三個多通道緩沖串口（McBSP） 增強(qiáng)型主機(jī)接口（EHPI） 可編程鎖相環(huán)（DPLL）時鐘發(fā)生器 USB全速（12Mbps）從端口 I2C主從接口 一個實時時鐘 第三章 TMS320C55x的指令系統(tǒng) 3.1 尋址方式 C

11、55x DSP支持三種尋址模式 ： 絕對尋址模式: 指令里有一個地址的全部或者部分,指示目的地址; 直接尋址模式: 使用偏移地址指示目的地址; 間接尋址模式: 使用指針指示目的地址。 3.2 TMS320C55x的指令系統(tǒng) 3.1.1 絕對尋址模式 k16絕對尋址絕對尋址程序執(zhí)行的結(jié)果是: T2= 。 例3-1：匯編語言k16絕對尋址程序閱讀與分析 .def start .mmregs .text start: MOV #03H , DPH MOV #24 , *abs16(#2002h) MOV *abs16(#2002h) , T2here: b here操作數(shù)*abs16(#2002h)

12、的尋址地址 : 。 032002H0018H3.1.2 直接尋址模式 直接尋址直接尋址 的分類見下表 ： DP 直接尋址直接尋址偏移量（Doffset）的計算 Doffset數(shù)據(jù)存儲器Doffset =（Daddr-.dp) & 7FhDaddr是讀/寫操作的16bit地址，.dp是利用匯編偽指令分配的數(shù)值（一般DP的匹配），&表示按位“與”Doffset = Daddr & 7FhDaddr是讀/寫操作的16bit地址，&表示按位“與”，mmap( )迫使CPU把數(shù)據(jù)頁視為0來操作。Doffset的計算有兩種情況：表2-1 DP 直接尋址直接尋址Doffset的計算一、 DP 直接尋址 DP

13、 直接尋址偏移量（直接尋址偏移量（Doffset）的計算）的計算 DP 直接尋址直接尋址 Doffset 的計算代碼示例：的計算代碼示例：The assembler calculates Doffset: Doffset =(1) 尋址數(shù)據(jù)存儲器尋址數(shù)據(jù)存儲器 At run time, the 23-bit data-space address is generated: 23-bit address =(Daddr .dp) & 7Fh = (FFF4h FFF0h) & 7Fh = 04hDPH:(DP + Doffset) = 03:(FFF0h + 0004h) = 03 FFF4hA

14、MOV #03FFF0h, XDP.dp #0FFF0hMOV 0FFF4h, T2指令實例：指令實例：； Main data page is 03. For run-time, ；DP is FFF0h.； For assembly time, .dp is FFF0h.；Load T2 with the value at local ；address FFF4h.分析：分析：一、 DP 直接尋址 DP 直接尋址偏移量（直接尋址偏移量（Doffset）的計算）的計算 DP 直接尋址直接尋址 Doffset 的計算代碼示例：的計算代碼示例：匯編器計算偏移量: Doffset =(2) 尋址尋址

15、 程序運(yùn)行時： ( CPU ： DPH = DP = 0) 23-bit 地址產(chǎn)生如下: 23-bit address =Daddr & 7Fh = 0010h & 7Fh = 10hDPH:(DP + Doffset) = 00:(0000h + 0010h) = 00 0010hMOV mmap(AR0), T2 ; Load T2 with the value in AR0. ; mmap( ) qualifier indicates access to MMR. ; AR0 is mapped to address 000010h in data space指令實例：指令實例：分析：分

16、析：一、 DP 直接尋址3.1.3 間接尋址模式間接尋址模式CPU支持的間接尋址模式見下表： 221) 1) 循環(huán)尋址循環(huán)尋址 循環(huán)緩沖區(qū)的長度值存放在循環(huán)緩沖循環(huán)緩沖區(qū)的長度值存放在循環(huán)緩沖區(qū)長度寄存器區(qū)長度寄存器BKBK中，中，BKBK中的數(shù)值由指令設(shè)定。長度為中的數(shù)值由指令設(shè)定。長度為R R的循環(huán)緩沖器必須從一個的循環(huán)緩沖器必須從一個N N位地址的邊界開始，即循環(huán)位地址的邊界開始，即循環(huán)緩沖器基地址的最低緩沖器基地址的最低N N位必須為位必須為0 0。N N是滿足是滿足2 2N NR R的最的最小整數(shù)。小整數(shù)。R R的值必須裝入的值必須裝入BKBK。例如，含有例如，含有3131個字的循環(huán)

17、緩沖器必須從最低個字的循環(huán)緩沖器必須從最低5 5位為位為0 0的的地址開始，即地址開始，即xxxx xxxx xxx0 0000 xxxx xxxx xxx0 00002 2，N=5N=5，2 2N N=2=25 5R=31R=31，且，且3131必須裝入必須裝入BKBK。如：。如：MOV #1FMOV #1F，BKBK如果如果R=32R=32，則最小的，則最小的N N值為值為6 6，循環(huán)緩沖區(qū)的起始地址，循環(huán)緩沖區(qū)的起始地址必須有必須有6 6個最低有效位為個最低有效位為0 0，即，即 00 000000 00002 2。補(bǔ)充232) 2) 位倒序?qū)ぶ肺坏剐驅(qū)ぶ?在這種尋址方式中，用在這種尋址

18、方式中，用AR0AR0存放存放FFTFFT點數(shù)的一半整數(shù)點數(shù)的一半整數(shù)N N，用另一輔助寄存器指向一數(shù)據(jù)，用另一輔助寄存器指向一數(shù)據(jù)存放的物理單元。當(dāng)使用位倒序?qū)ぶ钒汛娣诺奈锢韱卧?。?dāng)使用位倒序?qū)ぶ钒袮R0AR0加到輔助寄加到輔助寄存器中時，地址以位倒序的方式產(chǎn)生，即進(jìn)位是從左存器中時，地址以位倒序的方式產(chǎn)生，即進(jìn)位是從左向右，而不是從右向左進(jìn)位。向右，而不是從右向左進(jìn)位。 例如：例如： 0110 10000110 1000 + 0000 1000 + 0000 1000 0110 01000110 0100以以8 8位輔助寄存器為例，位輔助寄存器為例，AR1AR1表示了在存儲器中數(shù)表示了在存

19、儲器中數(shù)據(jù)的基地址（據(jù)的基地址（0110 00000110 0000）2 2，AR0AR0的值為（的值為（0000 10000000 1000）2 2。利用以下兩條語句可以向外設(shè)口（口地址為。利用以下兩條語句可以向外設(shè)口（口地址為PAPA）輸）輸出整序后的出整序后的FFTFFT變換結(jié)果：變換結(jié)果：RPT #15 RPT #15 重復(fù)執(zhí)行下條指令重復(fù)執(zhí)行下條指令15+115+1次次MOV MOV * *AR1+AR0BAR1+AR0B，PA PA 向外設(shè)口向外設(shè)口PAPA輸出整結(jié)果輸出整結(jié)果24AR1修改修改循環(huán)值循環(huán)值存儲單存儲單元地址元地址整序前整序前FFT 變變換結(jié)果換結(jié)果位倒序位倒序AR

20、1更新的地址值更新的地址值A(chǔ)R0=0000 10002整序后整序后PA輸出的輸出的FFT變換結(jié)果變換結(jié)果00000X（0）00000110 0000X（0）10001X（8）10000110 1000X（1）20010X（4）01000110 0100X（2）30011X（12）11000110 1100X（3）40100X（2）00100110 0010X（4）50101X（10）10100110 1010X（5）60110X（6）01100110 0110X（6）70111X（14）11100110 1110X（7）81000X（1）00010110 0001X（8）91001X（9）10

21、010110 1001X（9）101010X（5）01010110 0101X（10）111011X（13）11010110 1101X（11）121100X（3）00110110 0011X（12）131101X（11）10110110 1011X（13）141110X（7）01110110 0111X（14）151111X（15）11110110 1111X（15）位倒序?qū)ξ坏剐驅(qū)FTFFT變換結(jié)果的序號調(diào)整變換結(jié)果的序號調(diào)整 32位操作數(shù)尋址 在32位數(shù)尋址時，先處理高有效字，再處理低有效字。 如果尋址的第一個字處于偶地址，那么第二個字就處于下一個（較高的）地址；如果第一個字處在奇地址

22、，那么第二個字就處在前一個（較低的）地址。（1）偶地址排列法 指令中給出的地址為偶地址，存儲器中低地址存放高16位操作數(shù)。如： MOV dbl(*AR3+) ,AC0執(zhí)行前：AC0=00 0000 0000 執(zhí)行后：ACO=00 6CAC BD90 AR3=0100 AR3=0102 （0100h）=6CAC（高字） （0100h）=6CAC （0101h）=BD90（低字） （0101h）=BD90 算術(shù)運(yùn)算指令 位操作指令 擴(kuò)展輔助寄存器操作指令 邏輯運(yùn)算指令 移動指令 程序控制指令 3.2 TMS320C55X的指令系統(tǒng)二、TMS320C55XDSP的匯編指令第4章 TMS320C55x

23、匯編語言編程內(nèi)容提要：TMS320C55x軟件開發(fā)流程TMS320C55x目標(biāo)文件格式TMS320C55x匯編器TMS320C55x匯編偽指令TMS320C55x匯編語言源文件的書寫格式TMS320C55x鏈接器4.2.2 匯編器對段的處理l匯編器通過段偽指令自動識別各個段，并將段名相同的語句匯編在一起l匯編器有5條偽指令可以識別匯編語言程序的各個不同段u.text、.data、.sect創(chuàng)建初始化段u.bss和.usect創(chuàng)建未初始化段u.sect與.usect創(chuàng)建自定義段和子段4.6.3 鏈接器命令文件的編寫與使用鏈接命令文件的作用和主要指令1、鏈接命令文件用來為鏈接器提供鏈接信息，可將鏈

24、接操作所需的信息放在一個文件中，這在多次使用同樣的鏈接信息時，可以方便地調(diào)用2、在鏈接命令文件中，可使用MEMORY和SECTIONS偽指令，為實際應(yīng)用指定存儲器結(jié)構(gòu)和地址的映射uMEMORY：用來指定目標(biāo)存儲器結(jié)構(gòu)uSECTIONS：用來控制段的構(gòu)成與地址分配 第五章、TMS320C55X的片內(nèi)集成外設(shè)開發(fā)及測試 C55x片內(nèi)外設(shè)與芯片支持庫簡介 時鐘發(fā)生器 通用定時器 外部存儲器接口 主機(jī)接口（EHPI） 多通道緩沖串口McBSP 通用輸入/輸出端口GPIO DMA控制器 I2C總線 多媒體卡控制器 通用串行總線（USB） 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC） 實時時鐘（RTC） 看門狗定時器（Watc

25、hdog） 異步串口（UART） l飽和方式位SATD和SATAuSATD控制D單元的操作，SATA控制A單元的操作。u如果SATD=1，當(dāng)D單元發(fā)生溢出時，對D單元的結(jié)果進(jìn)行飽和處理。不管飽和方式位的值是什么，當(dāng)累加器發(fā)生溢出時，相應(yīng)的溢出標(biāo)志位都會被置位uA單元沒有溢出標(biāo)志位，但如果SATA=1，發(fā)生溢出時，結(jié)果也會進(jìn)行飽和處理 飽和處理是用最近的邊界值代替溢出結(jié)果。飽和處理是用最近的邊界值代替溢出結(jié)果。例如，例如，1616位寄存器的范圍是位寄存器的范圍是8000h8000h（最小負(fù)數(shù)）（最小負(fù)數(shù)）7FFFh7FFFh（最大正數(shù)），飽和處理就是用（最大正數(shù)），飽和處理就是用7FFFh7FF

26、Fh代替比代替比7FFFh7FFFh大的大的結(jié)果；用結(jié)果；用8000h8000h代替比代替比8000h8000h小的結(jié)果。小的結(jié)果。堆棧配置中快返回與慢返回過程的區(qū)別l快返回與慢返回過程的區(qū)別在于CPU怎樣保存和恢復(fù)兩個內(nèi)部存儲器（即程序計數(shù)器PC和一個循環(huán)現(xiàn)場寄存器）的值。l在快返回過程里l返回地址保存在寄存器RETA中l(wèi)循環(huán)現(xiàn)場保存在寄存器CFCT中l(wèi)用專門的32位裝入和存儲指令可同時讀/寫RETA 和CFCTl在慢返回過程里，返回地址和循環(huán)現(xiàn)場保存在堆棧里（在存儲器里），當(dāng)CPU從子程序返回時，這些數(shù)據(jù)的恢復(fù)速度取決于訪問存儲器的速度 DSP處理中斷的步驟1）接收中斷請求。軟件和硬件都要

27、求DSP將當(dāng)前程序掛起。2）響應(yīng)中斷請求。CPU必須響應(yīng)中斷。如果是可屏蔽中斷，響應(yīng)必須滿足某些條件。如果是不可屏蔽中斷，則CPU立即響應(yīng)。3）準(zhǔn)備進(jìn)入中斷服務(wù)子程序。保護(hù)現(xiàn)場，保存寄存器中的值。4）執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。CPU執(zhí)行用戶編寫的ISR。ISR以一條中斷返回指令結(jié)束，自動恢復(fù)步驟（3）中自動保存的寄存器值。4.7 一個完整的TMS320C55x匯編程序 例4-20，這是一個完整的C55x 匯編程序，其功能計算：y = x0 + x3 + x1 + x2。通過該例程可以加深對C55x 匯編程序的了解，熟悉C55x 的尋址方式和開發(fā)調(diào)試方法。（1）匯編源程序(test.asm)* Ste

28、p 1: 定義有關(guān)代碼段和數(shù)據(jù)段 .title “test.asm”.def x,y,initx .bss x,4 ; 為變量x保留4個未初始化16位存儲單元y .bss y,1 ; 為變量y保留1個未初始化16位存儲單元.data; 創(chuàng)建初始化段”.data”，存儲x的初始化值init .word 1,2,3,4 .text ; 創(chuàng)建代碼段(.text).global start ; 定義代碼段的起始標(biāo)號start* Step 2: 處理器模式初始化BCLR C54CM ; 設(shè)置處理器為55x模式BCLR AR0LC ;設(shè)置AR0為線性模式BCLR AR6LC ;設(shè)置AR6為線性模式* Step 3a: 采用間接尋址方法復(fù)制x的初始化值到xcopyAMOV #x,XAR0 ; XAR0 指向變量xAMOV #init,AR6 ; XAR6指向初始化表table RPT #3 ; 復(fù)制開始MOV *AR6+,*AR0+* Step 3b: 采用直接尋址方法將x的值相加addAMOV #x,XDP ;