DSP原理及應(yīng)用：第三章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

1、三、TMS320C54X DSP 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)C54x尋址方式及特殊尋址方式說(shuō)明C54x指令集軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)1、立即數(shù)尋址： 指令中嵌有一個(gè)固定的數(shù)2、絕對(duì)地址尋址： 指令中有一個(gè)固定的地址3、累加器尋址： 以累加器中的數(shù)據(jù)為地址去訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器中的一個(gè)單元4、直接尋址： 指令中的7bits是一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)內(nèi)的偏移地址，而所在的數(shù)據(jù)頁(yè)由數(shù)據(jù)頁(yè)指針DP或SP決定。該偏移加上DP和SP的值決定了在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的實(shí)際地址。5、間接尋址： 按照輔助寄存器中的地址訪問(wèn)存儲(chǔ)器。6、存儲(chǔ)器映射寄存器尋址： 修改存儲(chǔ)器映射寄存器中的值，而不受當(dāng)前DP或SP值的影響。7、堆棧尋址： 把數(shù)據(jù)壓入和彈

2、出系統(tǒng)堆棧。3.1 TMS320C54x 尋址方式 在立即數(shù)尋址中，指令里包括了立即操作數(shù)。在一條指令中可對(duì)兩種立即數(shù)編碼。一種是短立即數(shù)（3、5、8或9bits），另一種是16bits的長(zhǎng)立即數(shù)。立即數(shù)可包含在單字或雙字指令中。3-，5-，8-或9-bit值在單字指令中，16-bit值在雙字指令中。1 . 立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址的其他例子： LD #0，ARP ；ARP=2（#k3） LD #3，ASM ；ASM=3（#k5） LD #50，DP ；DP=50（#k9） LD #1234，A ；A=1234（#k） STM #0FFFFh，IMR ；IMR=FFFFh（#lk）短立即數(shù)RPT長(zhǎng)

3、立即數(shù)RPT2. 直接尋址 在直接尋址中，指令代碼包含了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址的低七位。這7-bit dma作為偏移地址與數(shù)據(jù)頁(yè)指針（DP）或堆棧指針（SP）相結(jié)合共同形成16-bit的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器實(shí)際地址。如右圖所示。CPL=0：dma與9-bit的DP相結(jié)合形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。以DP為基準(zhǔn)的直接尋址DP9-bit9-bit的DP指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的512個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)中的一頁(yè)012510511編程舉例：直接尋址編程：.mmregs.bss x, 4, 1a0.word 012ha1.word 3211ha2.word 0fe11ha3.word 0ff03h.sect “program”RSBX CPL L

4、D #0, ALD #X, DPLD a0, TMAC x，ALD a1，TMAC x+1，ALD a2，TMAC x+2，A.以SP為基準(zhǔn)的直接尋址CPL=1：dma加上SP基地址形成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。(st1中） 以SP為基址的直接尋址： SSBX CPL; STM #STACK+10H,SP; AND 1, A LD 2, A ADD 5， B 3. 間接尋址 在間接尋址中，64K數(shù)據(jù)空間任意單元都可通過(guò)一個(gè)輔助寄存器中的16-bit地址進(jìn)行訪問(wèn)。C54x有8個(gè)16-bit輔助寄存器（AR0-AR7）。兩個(gè)輔助寄存器算術(shù)單元（ARAU0和ARAU1），根據(jù)輔助寄存器的內(nèi)容進(jìn)行操作，完成無(wú)符

5、號(hào)的16-bit算術(shù)運(yùn)算。間接尋址很靈活，不僅能從存儲(chǔ)器中讀或?qū)懸粋€(gè)單16-bit數(shù)據(jù)操作數(shù)，而且能在一條指令中訪問(wèn)兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元（即從兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器單元讀數(shù)據(jù)，或讀一個(gè)存儲(chǔ)器單元同時(shí)寫(xiě)另一個(gè)存儲(chǔ)器單元，或讀寫(xiě)兩個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)器單元）。單操作數(shù)尋址單操作數(shù)間接尋址方框圖 單操作數(shù)間接尋址類型：*ARx： ARx包含了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址*ARx(lk)： ARx和16-bit的長(zhǎng)偏移(lk) 的和用來(lái) 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。ARx本身不 被修改*ARx-/ *ARx+ ： 訪問(wèn)后， ARx中地址減1/加1*ARx-0/ *ARx+0 ： 訪問(wèn)后，從ARx中減去/加上AR0*ARx-0B/ *ARx

6、+0B ：訪問(wèn)后，從ARx中以位倒序進(jìn)位的 方式減去/加上AR0*ARx-%/ *ARx+% ： 訪問(wèn)后，ARx中的地址以循環(huán)尋址 的方式減1/加1*ARx-0%/ *ARx+0% ：訪問(wèn)后，從ARx中以循環(huán)尋址的方 式減去/加上AR0*+ARx： 尋址前，ARx中地址加1（僅寫(xiě)操作)*+ARx(lk)： 在尋址之前，把一個(gè)帶符號(hào)的16-bit的長(zhǎng)偏移 （lk）加到ARx中，然后用新的ARx的值作為 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址*+ARx(lk)%：在尋址之前，把一個(gè)帶符號(hào)的16-bit的長(zhǎng)偏移 以循環(huán)尋址的方式加到ARx中，然后再用新 的ARx的值作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址編程舉例：間接尋址編程：.mmreg

7、s.bss x, 4, 1a.word 1, 2, 3, 4.sect “program”STM #a, AR1STM #x, AR2LD #0, ALD *AR1+，TMAC *AR2+，ALD *AR1+，TMAC *AR2+，ALD *AR1+，TMAC *AR2+，ALD *AR1，TMAC *AR2，A.雙操作數(shù)尋址方式雙數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器操作數(shù)間接尋址類型*ARx： ARx是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址*ARx-/ *ARx+： 訪問(wèn)后，ARx中的地址減1/加1*ARx+0%： 訪問(wèn)后，AR0以循環(huán)尋址的方式加 到ARx中。例如：MPY *AR2，*AR3，AFIRS *AR2，*AR3，coef雙數(shù)據(jù)

8、存儲(chǔ)器操作數(shù)間接尋址方框圖4. 絕對(duì)地址尋址有部分指令可以使用16bits的絕對(duì)地址尋址： 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址（dmad）尋址： MVDK Smem, dmad MVDM dmad, MMR MVKD dmad, Smem MVMD pmad, Smem程序存儲(chǔ)器地址（pmad）尋址： FIRS Xmem, Ymem, pmad MACD Smem, pmad, src MACP Smem, pmad, src MVPD pmad, Smem端口地址(PA)尋址 PORTR PA, Smem PORTW Smem, PA*(lk)尋址適用于支持單數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器操作數(shù)的指令 5. 累加器尋址 累加器尋址

9、是用累加器中的數(shù)作為一個(gè)地址。這種尋址方式可用來(lái)對(duì)存放數(shù)據(jù)的程序存儲(chǔ)器尋址。共有兩條指令可以采用累加器尋址：READA Smem （無(wú)READB）WRITA Smem （ 無(wú)WRITB ） READA是把累加器A所確定的程序存儲(chǔ)器單元中的一個(gè)字，傳送到單數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（Smem）單元中。WRITA是把Smem操作數(shù)所確定的數(shù)據(jù)單元中的一個(gè)字，傳送到累加器A確定的程序存儲(chǔ)器單元中去。只有8條指令能使用存儲(chǔ)器映射寄存器尋址：LDM MMR， dstMVDM dmad, MMR MVMD MMR, dmad MVMM MMRx, MMRy POPM MMRPSHM MMRSTLM src, MMRSTM

10、 #lk, MMR6. 存儲(chǔ)器映射寄存器尋址 存儲(chǔ)器映射寄存器尋址用來(lái)修改存儲(chǔ)器映射寄存器而不影響當(dāng)前數(shù)據(jù)頁(yè)指針（DP）或堆棧指針（SP）的值。存儲(chǔ)器映射寄存器尋址既可以在直接尋址中使用，又可以在間接尋址中使用。 7. 堆棧尋址 系統(tǒng)堆棧用來(lái)在中斷和子程序期間自動(dòng)存放程序計(jì)數(shù)器。它也能用來(lái)存放額外的數(shù)據(jù)項(xiàng)或傳遞數(shù)據(jù)值。處理器使用一個(gè)16-bit的存儲(chǔ)器映射寄存器堆棧指針來(lái)對(duì)堆棧尋址，它總是指向存放在堆棧中的最后一個(gè)元素。 共有四條使用堆棧尋址方式訪問(wèn)堆棧的指令：PSHD 把一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的值壓入堆棧。PSHM 把一個(gè)存儲(chǔ)器映射寄存器的值壓入堆棧。POPD 把一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的值彈出堆棧。POPM

11、 把一個(gè)存儲(chǔ)器映射寄存器的值彈出堆棧。 特殊尋址方式說(shuō)明 位倒序?qū)ぶ贰⒀h(huán)尋址 位倒序?qū)ぶ烽g接尋址：*ARn+0B/-0B，表示位倒序?qū)ぶ贰Rn指向存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元。 AR0存放的整數(shù)N是FFT點(diǎn)數(shù)的一半。位倒序?qū)ぶ罚喊袮R0加到ARn中時(shí)，地址以位倒序的方式產(chǎn)生，即進(jìn)位是從左向右，即高位向低位進(jìn)位。位倒序?qū)ぶ诽岣吡藞?zhí)行速度和在FFT算法的程序中使用存儲(chǔ)器的效率。8點(diǎn)的FFT蝶型結(jié)運(yùn)算00000100001001100001010100110111倒序00000001001000110100010101100111整序8081828384858687存儲(chǔ)器FFT中混序就是位倒序FFT運(yùn)算時(shí)

12、輸出/輸入序列中必有其一要混序。位倒序?qū)ぶ返膱?zhí)行 設(shè)FFT長(zhǎng)度N=16，則AR0賦值為8，位倒序方式讀入數(shù)據(jù)情況如下：循環(huán)尋址： 許多算法，如卷積，相關(guān)和FIR濾波等，都需要在存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)緩沖器。在這些算法中，一個(gè)循環(huán)緩沖器就是一個(gè)包含了最近的數(shù)據(jù)的滑動(dòng)窗口。當(dāng)新的數(shù)據(jù)來(lái)到時(shí)，緩沖器就會(huì)覆蓋最早的數(shù)據(jù)。循環(huán)緩沖器實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是循環(huán)尋址的實(shí)現(xiàn)。C54x間接尋址中提供了循環(huán)尋址的方式，以%表示。循環(huán)尋址圖示000001010011100101110111循環(huán)尋址的有效基地址計(jì)算 定義循環(huán)緩沖器大小寄存器（BK）來(lái)確定了循環(huán)緩沖器的大小。大小為R的循環(huán)緩沖器必須從一個(gè)N-bit邊界開(kāi)始。循環(huán)緩

13、沖器的有效基地址（EFB）就是用戶選定的輔助寄存器（ARx）的低N位置 0后所得到的值。 滿足條件： 循環(huán)緩沖器的尾地址（EOB）是通過(guò)用BK的低N位代替ARx的低N位得到。循環(huán)緩沖器的INDEX就是ARx的低N位，step就是加到輔助寄存器，或從輔助寄存器中減去的值。循環(huán)尋址的算法如下：if 0 index+step BK: index = index + stepelse if index + step BK: index = index + step - BKelse if index + step 二進(jìn)制 100000 N=6R(BK)=31 二進(jìn)制 011111 N=5應(yīng)用舉例: 計(jì)

14、算16階的FIR濾波器輸出256個(gè)點(diǎn).sect “fir-prog”STM #255, BRC ; Repeat 256 timesRPTBD fir_filter_loop-1STM #16, BK ; FIR circular buffer sizeLD *AR7+, A ; load the input valueSTL A, *AR4+% ; replace oldest sample with; newest sampleRPTZ A, #16MAC *AR4+0%, *AR3+0%, A ; filteringSTH A, *AR5+ ; replace the oldest bu

15、ffer valuefir_filter_loop TMS320C54x的指令集有近兩百條指令，按功能分為如下幾類： 算術(shù)運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令程序控制指令裝入和存儲(chǔ)指令 3.2 TMS320C54x的指令集 一、算術(shù)運(yùn)算指令算術(shù)運(yùn)算指令可分為如下幾類： 加法指令 減法指令 乘法指令 乘加指令 乘減指令 雙數(shù)/雙精度指令 特殊操作指令1、加法指令定點(diǎn)DSP中數(shù)據(jù)表示方法當(dāng)它表示一個(gè)整數(shù)時(shí)，其最低位（D0）表示1，D1位表示2的1次方，次高位（D14）表示2的14方。如果表示一個(gè)有符號(hào)數(shù)時(shí)，最高位（D15）為符號(hào)位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)。例如，07FFFH表示最大的正數(shù)32767（十進(jìn)制），而0

16、FFFFH表示最大的負(fù)數(shù)-1（負(fù)數(shù)用2的補(bǔ)碼方式顯示）。當(dāng)需要表示小數(shù)時(shí)，小數(shù)點(diǎn)的位置始終在最高位后，而最高位（D15）表示符號(hào)位。這樣次高位（D14）表示0.5，然后是0.25，最低位（D0）表示。所以04000H表示小數(shù)0.5，01000H表示小數(shù)0.25，而0001H表示16位定點(diǎn)DSP表示的最小的小數(shù)（有符號(hào)）0.000030517578125。實(shí)現(xiàn)16位定點(diǎn)加法C54X中提供了多條用于加法的指令，如ADD，ADDC，ADDM和ADDS。其中ADDS用于無(wú)符號(hào)數(shù)的加法運(yùn)算，ADDC用于帶進(jìn)位的加法運(yùn)算（如32位擴(kuò)展精度加法），而ADDM專用于立即數(shù)的加法。使用ADD完成加法 ld te

17、mp1,a；將變量temp1裝入寄存器A add temp2,a；將變量temp2與寄存器A相加 ；結(jié)果放入A中 stla,temp3；將結(jié)果（低16位）存入變量 ；temp3中。 注意，這里完成計(jì)算temp3=temp1+temp2，我們沒(méi)有特意考慮temp1和temp2是整數(shù)還是小數(shù)，在加法和下面的減法中整數(shù)運(yùn)算和定點(diǎn)的小數(shù)運(yùn)算都是一樣的。利用ADDS實(shí)現(xiàn)32位數(shù)據(jù)裝入 ld #0,dp ; 設(shè)置數(shù)據(jù)頁(yè)指針 ld 60h,16,a; 將60H的內(nèi)容裝如A的高16位 adds 61h,a; 將61H的內(nèi)容加到A的低16位 dld 60h,b; 直接裝入32位到B寄存器ADD中尋址方式ADD

18、Smem ,SHIFT,src ,dst 例如： ADD *AR0，1，A，A ADD 60H，-1，A，A ADD *AR5，1，A，B ADD Xmem, SHFT, src 例如： ADD *AR5，1，AADD Xmem,Ymem, dst 例如： ADD *AR2，*AR3，A2、減法指令實(shí)現(xiàn)16位定點(diǎn)減法C54X中提供了多條用于減法的指令，如SUB，SUBB，SUBC和SUBS。其中SUBS用于無(wú)符號(hào)數(shù)的減法運(yùn)算，SUBB用于帶進(jìn)位的減法運(yùn)算（如32位擴(kuò)展精度的減法），而SUBC為移位減，DSP中的除法就是用該指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。SUB指令與ADD指令一樣，有許多的尋址方式，其詳細(xì)使用說(shuō)

19、明請(qǐng)參考TMS320C54X使用教程減法指令使用舉例 stm#60h,ar3；將變量temp2的地址裝入ar3寄存器 stm#61h,ar2；將變量temp3的地址裝入ar2寄存器 sub*ar2+, *ar3,b；temp3 、temp2左移16位，然后相減， ；結(jié)果放入寄存器BH，同時(shí)ar2加1。 sthb,63h；將相減的結(jié)果（高16位）存入變量63h 利用SUBC實(shí)現(xiàn)除法在C54X中沒(méi)有提供專門的除法指令，一般有兩種方法來(lái)完成除法。一種是用乘法來(lái)代替，除以某個(gè)數(shù)相當(dāng)于乘以其倒數(shù)，所以先求出其倒數(shù)，然后相乘。這種方法對(duì)于除以常數(shù)特別適用。另一種方法是使用SUBC指令，重復(fù)16次減法完成除

20、法運(yùn)算。利用SUBC完成整數(shù)除法Temp1/Temp2ldtemp1,b；將被除數(shù)temp1裝入B寄存 ；器的低16位rpt#15 ；重復(fù)SUBC指令16次subctemp2,b；使用SUBC指令完成除法stlB,temp3；將商（B寄存器的低16位） ；存入變量temp3sthB,temp4；將余數(shù)（B寄存器的高16位） ；存入變量temp4 注： 實(shí)際上是完成整數(shù)除法實(shí)現(xiàn)小數(shù)除法在C54X中實(shí)現(xiàn)16位的小數(shù)除法與前面的整數(shù)除法基本一致，也是使用SUBC指令來(lái)完成。需要注意：第一，小數(shù)除法的結(jié)果一定是小數(shù)（小于1），所以被除數(shù)一定小于除數(shù)。在執(zhí)行SUBC指令前，應(yīng)將被除數(shù)裝入A或B寄存器的高

21、16位，而不是低16位。其結(jié)果的格式與整數(shù)除法一樣。第二，應(yīng)考慮符號(hào)位對(duì)結(jié)果小數(shù)點(diǎn)的影響。所以應(yīng)對(duì)商右移一位，得到正確的有符號(hào)數(shù)。3、乘法指令實(shí)現(xiàn)16定點(diǎn)整數(shù)乘法 在C54X中提供了大量的乘法運(yùn)算指令，其結(jié)果都是32位，放在A或B寄存器中。乘數(shù)在C54X的乘法指令很靈活，可以是T寄存器、立即數(shù)、存貯單元和A或B寄存器的高16位。如果是無(wú)符號(hào)數(shù)乘時(shí)，請(qǐng)使用MPYU指令。這是一條專用于無(wú)符號(hào)數(shù)乘法運(yùn)算的指令，而其它指令都是有符號(hào)數(shù)的乘法。整數(shù)乘法舉例rsbxFRCT；清FRCT標(biāo)志，準(zhǔn)備整數(shù)乘ldtemp1,T；將變量temp1裝入T寄存器mpytemp2,a；完成temp2*temp1，結(jié)果放

22、；入A寄存器（32位）實(shí)現(xiàn)小數(shù)乘法在C54X中，小數(shù)的乘法與整數(shù)乘法基本一致，只是由于兩個(gè)有符號(hào)的小數(shù)相乘，其結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)的位置在次高的后面，所以必須左移一位，才能得到正確的結(jié)果。C54X中提供了一個(gè)狀態(tài)位FRCT，將其設(shè)置為1時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將乘積結(jié)果左移移位。兩個(gè)小數(shù)（16位）相乘后結(jié)果為32位，如果精度允許的話，可以只存高16位，將低16位丟棄，這樣仍可得到16位的結(jié)果。小數(shù)乘法舉例 ssbx FRCT ；FRCT=1，準(zhǔn)備小數(shù)乘法 ld temp1,16,a ；將變量temp1裝入寄存器A的高16位 mpya temp2 ；完成temp2乘寄存器A的高16位，結(jié) ；果在B中，同時(shí)將temp

23、2裝入T寄存器 sth b,temp3 ；將乘積結(jié)果的高16位存入變量temp3如：0.1(0 x0ccd) x 0.7(0 x599a) = 0.06997680664063(0 x08f5)注：可以使用MPYR完成四舍五入。 比較如下結(jié)果 mpyr temp1,b ; T * temp1 - b4、乘加和乘減指令5雙精度/雙數(shù)操作指令6、特殊指令二、邏輯運(yùn)算指令邏輯指令包括與、或、異或、移位和測(cè)試指令1、與指令（AND）2、或、異或指令3、移位和測(cè)試指令三、程序控制指令程序控制指令包括：分支指令調(diào)用指令中斷指令返回指令重復(fù)指令堆棧操作指令混合程序控制指令1、分支指令2、調(diào)用與中斷指令3、返

24、回指令4、重復(fù)指令和堆棧操作指令5、混合程序控制指令四、裝入和存儲(chǔ)指令裝入和存儲(chǔ)指令包括：一般的裝入和存儲(chǔ)指令條件存儲(chǔ)指令并行裝入和存儲(chǔ)指令并行裝入和乘法指令并行存儲(chǔ)和加/乘指令混合裝入和存儲(chǔ)指令1、一般的裝入指令2、存儲(chǔ)指令3 并行裝入和存儲(chǔ)指令4、條件存儲(chǔ)指令5、并行存儲(chǔ)和加、減、乘法指令6、并行裝入和乘法指令7、混合裝入和存儲(chǔ)指令注意：同一條指令在不同存儲(chǔ)器中可能有不同執(zhí)行時(shí)間操作數(shù)在雙尋址空間、單尋址空間和外部程序代碼在雙尋址、單尋址和外部空間操作數(shù)和代碼在相同存儲(chǔ)器塊中數(shù)據(jù)空間插入了等待周期程序空間插入了等待周期FIRS指令使用方法：FIRS *AR2+， *AR3+， COEF 特

25、殊指令使用說(shuō)明FIRS指令 FIRS指令用于線性相位濾波器的處理。一個(gè)如下圖的8階線性相位濾波器的輸出表達(dá)式：FIR濾波的兩指令MAC、FIRSRPTZ A,#(N-1) ;重復(fù)MAC指令N次,先將A清零MAC *FIR_DATA_P+0%,*FIR_COFF_P+0%,A ; 完成濾波計(jì)算。注意FIR濾波 ；系數(shù)存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) RPTZ B, #(N/2-1) ； 重復(fù)FIRS指令N/2次,先將B清零 FIRS *ar2+0%, *ar3+0%,filter_coff+N/2 ；完成濾波計(jì)算。注意FIR濾波系數(shù) ；存放在程序存貯filter_coff為 ；系數(shù)起始地址Viterbi譯碼指令

26、DADST、DSADT、CMPS在信道均衡和解碼中經(jīng)常會(huì)使用到Viterbi算法，C54x為此提供了專門的硬件和指令。根據(jù)輸入信號(hào)確定分支似然概率增加量D1/D2，放在T寄存器中，TRN存儲(chǔ)可能信號(hào)譯碼輸出。相關(guān)指令應(yīng)用最小均方運(yùn)算LMS 在進(jìn)行自適應(yīng)濾波等操作中經(jīng)常會(huì)使用LMS算法，C54x提供的LMS指令方便了編程。如下圖所示的自適應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)中，濾波器系數(shù)修正公式為：其中，e(i) = d(i) - y(i)。濾波器輸出：基于LMS的自適應(yīng)濾波編程數(shù)據(jù)歸一化相關(guān)指令EXP、NORM 歸一化一個(gè)數(shù)是先求其指數(shù)，然后把它調(diào)整到最大精度格式。實(shí)現(xiàn)方法如下：數(shù)據(jù)塊移動(dòng)MVDD、MVDP、MVPD

27、 在C54x系列DSP，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)與程序存儲(chǔ)器之間可以方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合單指令循環(huán)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊移動(dòng)。如16個(gè)系數(shù)的移動(dòng)：指令效率的提高 C54x中有一些指令功能差不多，但編寫(xiě)出的程序效率不同，應(yīng)靈活使用，如：MPYR Smem， dst；T*（Smen）dstMACR Smem， dst；（Smen）*T+src（ MPYR +ADD）； srcMACD Smen，pmen，src；pmend PAR （MAC+DELY+LD）；（Smem）*（pmed）； +（src） src；（Smem）T；（Smem） Smem+13.3 C54x DSP程序開(kāi)發(fā)過(guò)程3.4 C54x

28、DSP匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3.4.1 程序的控制與轉(zhuǎn)移C54X具有豐富的程序控制與轉(zhuǎn)移指令，利用這些指令可以執(zhí)行分支轉(zhuǎn)移、循環(huán)控制以及子程序操作。分支轉(zhuǎn)移指令子程序調(diào)用子程序返回B nextBACC srcBC next,condCALL subCALL srcCC sub,condRETRC cond（1）條件算符條件算符分成兩組；每組又分為兩類或三類：選用條件算符時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一組：組內(nèi)兩類條件可以與/或，但不能在組內(nèi)同一類中選擇兩個(gè)條件算符與/或。當(dāng)選擇兩個(gè)條件時(shí)，累加器必須是同一個(gè)。例如：可以同時(shí)選擇AGT和AOV，但不能AGT和BOV。第二組：可以組內(nèi)3類算符中個(gè)選一個(gè)條件算符與/

29、或，但不能在組內(nèi)同一類中選擇2個(gè)條件算符與/或。如：可以TC、C、BIO，不可NTC、TC組與組之間的條件只能“或”。如：條件返回：RC TC；若TC=1，則返回。條件調(diào)用：CC sub ，BNEQ；B=1調(diào)。條件“與”：BC new，AGT，AOV；A0且溢出轉(zhuǎn)若要“或”，則：BC new，AGTBC new，AOV計(jì)算五項(xiàng)累加.bssx,5.bssy,1STM#x,AR1STM#4,AR2；AR2循環(huán)計(jì)數(shù)器LD#0,ALoop:ADD*AR1+,ABANZ loop,*AR2-STLA,y（2）循環(huán)操作BANZ；當(dāng)輔助寄存器不為0時(shí)轉(zhuǎn)移；如：（3）比較操作CMPR經(jīng)常用到數(shù)據(jù)之間的比較，利

30、用CMPR：3.4.2 堆棧的使用C54X提供了一個(gè)用16位堆棧指針SP尋址的軟件堆棧。當(dāng)向堆棧中壓入數(shù)據(jù)時(shí)，堆棧從高地址向低地址增長(zhǎng)。堆棧指針是減在前，加在后，即先SP-1，再壓入數(shù)據(jù)，先彈出數(shù)據(jù)，后SP+1。1、若程序中要用到堆棧，必須先進(jìn)行設(shè)置：size .set 100stack .usect “STACK”,sizeSTM #stack+size , SP2、設(shè)置堆棧后，就可以使用堆棧了：CALL pmad ;(sp)-1-sp, (pc)+2-TOS ;pmad-pcRET;(TOS)-PC, (SP)+1-SP3.4.3 加、減法與乘法運(yùn)算計(jì)算： z=x+y-w.title“ex

31、ample.asm”.mmregsSTACK:.usect “STACK”, 10H.bss x , 1;add =0060H.bssy, 1.bssw, 1.bssz , 1.def _c_int00.dataTable:.word10 , 26 , 23.text_c_int00:STM #0,SWWSRSTM #STACK+10H,SPSTM#X,AR1RPT#2MVPDtable,*AR1+CALLSUMend:BendSUM: LDX,AADDY,ASUB W,ASTLA,ZRET.end例：在4項(xiàng)乘積aixi中找出最大值。.title“example.asm”.mmregsSTAC

32、K:.usect “STACK”, 10H.bss a , 4;add =0060H.bssx, 4.bssy, 1.def _c_int00.dataTable:.word1 , 5 , 3, 4.word 8 , 6 , 7, 2.text_c_int00 :STM #0,SWWSRSTM #STACK+10H,SPSTM#a,AR1RPT#7MVPDtable,*AR1+CALLMAXend:BendMAX:STM#a, AR1STM#x, AR2STM#2, AR3LD*AR1+, TMPY*AR2+ , ALoop:LD*AR1+ , TMPY*AR2+, BMAX A；A=max（

33、A,B）BANZloop, *AR3-RET.end舍入直接尋址重復(fù)操作指令：PRT（重復(fù)下條指令）；RPTZ（累加器清零并重復(fù)下條指令）；RPTB（塊重復(fù)指令）。(1) 重復(fù)執(zhí)行單條指令由于只需取指一次，比循環(huán)效率高。特別是對(duì)那些乘法累加和數(shù)據(jù)傳送的多周期指令（如：MAC、MVDK、MVDP、MVPD等指令），在執(zhí)行一次后就變成了單周期指令，大大提高了運(yùn)行速度。3.4.3 重復(fù)操作重復(fù)計(jì)數(shù)器例：對(duì)一個(gè)數(shù)組進(jìn)行初始化：X5=0，0，0，0，0.bssx,5STM#x,AR1LD#0,ARPT#4STLA,*AR1+或： .bssx,5STM#X,AR1RPTZA,#4STLA,*AR1+注意：

34、在執(zhí)行重復(fù)操作期間，CPU是不響應(yīng)中斷的（RS除外）； 當(dāng)響應(yīng)HOLD信號(hào)時(shí)，若HM=0，CPU繼續(xù)執(zhí)行重復(fù)操作；若HM=1，則暫停重復(fù)操作。(2) 塊程序重復(fù)操作 RPTB指令的特點(diǎn)：其本身是一條2字4周期指令； 重復(fù)次數(shù)：用STM指令將所規(guī)定的重復(fù)次數(shù)加載到塊重復(fù)計(jì)數(shù)器（BRC）中。 循環(huán)塊開(kāi)始地址（RSA）：是RPTB指令的下一行； 循環(huán)塊結(jié)束地址（REA）：由RPTB指令的操作數(shù)規(guī)定。 例、對(duì)數(shù)組x5中的每個(gè)元素加1。.bssx,5Start:LD#1,16,BSTM#4,BRC；重復(fù)計(jì)數(shù)器 STM #x,AR4RPTBnext-1ADD*AR4,16,B,ASTHA,*AR4+nex

35、t:LD#0,B.注意：1、循環(huán)的結(jié)束地址；2、RPTB指令是可以響應(yīng)中斷的，與RPT，RPTZ不同。ST1中的塊循環(huán)有效標(biāo)志(3) 循環(huán)的嵌套 執(zhí)行RPT指令時(shí)用到RPTC寄存器（重復(fù)計(jì)數(shù)器）；執(zhí)行RPTB指令時(shí)用到BRC，RSA和REA寄存器。由于兩者使用了不同的寄存器，因此二者可以嵌套。當(dāng)然，只要保存好有關(guān)寄存器，RPTB和RPTB也可嵌套，但效率不高。Lst:STM#L-1, AR7;2T外部；開(kāi)銷為4L+2TSTM#M-1， BRC；2TRPTBabc-1;4T中間；開(kāi)銷為6T中間RPT#N-1;1T開(kāi)銷為1T內(nèi)部中間中間Abc:外部外部BANZ lst , *AR7-; 4T3.4

36、.5 數(shù)據(jù)塊傳送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:MVDKsmem, dmadMVKDdmad, smemMVDDxmem, ymem程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:MVPDpmad, smemMVDPsmem, pmad數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器MMR:MVDMdmad, MMRMVMDMMR, dmadMVMMmmr, mmr程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:READAsmemWRITAsmem這些指令的特點(diǎn)：傳送速度比加載和存儲(chǔ)指令要快；傳送數(shù)據(jù)不需要通過(guò)累加器；可以尋址程序存儲(chǔ)器；與RPT指令相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊傳送。一、程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例、數(shù)組X5=1，2，3，4，5初始化。.title “example.asm”.mmreg

37、sSTACK .usect “.STACK”,10H.bssx, 5.dataTable.word 1,2,3,4,5.def start.textStart:STM#x, AR1RPT#4MVPDtable,*AR1+end:B end.end二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器例、將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)組x20復(fù)制到數(shù)組y20。.title“example.asm”.mmregsSTACK.usect“STACK”,30H.bssx,20.bssy,20.dataTable.word1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14.word 15,16,17,18,19,20.defsta

38、rt.textStart:STM#X,AR1RPT19MVPDtable,*AR1+STM#X,AR2STM#Y,AR3RPT19MVDD*AR2+,*AR3+end:B end.endvectors.objshiyan1.obj-o shiyan1.out-m shiyan1.map-e startMEMORY PAGE0: EPROM: org=0E000H, len=0100h VECS: org=0FF80H, len=0004H PAGE1: SPRAM: org=0060h, len = 0010H DARAM:org=0080H, len=0100HSECTIONS: .text

39、 : EPROM PAGE0.data :EPROM PAGE0.bss :SPRAM PAGE1STACK:DARAM PAGE1.vectors:VECS PAGE03.4.6 雙操作數(shù)乘法 TMS320C54X片內(nèi)的多總線結(jié)構(gòu)，允許在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)通過(guò)兩個(gè)16位數(shù)據(jù)總線尋址兩個(gè)數(shù)據(jù)和系數(shù)。例、求y=mx+b（利用單操作數(shù)和雙操作數(shù)兩種方法）。LDm, T MPY *AR2,*AR3,AMPYx, A ADDb, AADDb, A STLA, ySTLA, y用雙操作數(shù)指令編程的特點(diǎn)：用間接尋址方式獲得操作數(shù)，且輔助寄存器為AR2AR5；占用的程序空間小；運(yùn)行速度快。注：雙操作數(shù)指令有四種

40、MPYXmem , Ymem ,dst;dst=Xmem*YmemMACXmem, Ymem ,src,dstMASXmem, Ymem, src,dstMACPSmem, pmad ,src,dst Smem數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)； Xmem , Ymem雙操作數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)； pmad為16位立即數(shù)程序存儲(chǔ)器地址。對(duì)Xmem , Ymem，只能用以下輔助存儲(chǔ)器及尋址方式：輔助寄存器：AR2 尋址方式：*ARn AR3 *ARn+ AR4 *ARn- AR5 *ARn+0%求：.mmregs STACK:.usect“STACK”, 30H.bssa, 20.bss x, 20.bss y, 2.

41、defstart.dataTable:.word1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16.word 1,17 ,18,19,20,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.word 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20.textStart:STM #0, SWWSRSTM #STACK+10H，SPSTM #a，AR1RPT #39MVPD table，*AR1+LD#0, BSTM#a , AR2STM#x , AR3STM#19,BRCRPTBdone-1MPY*AR2+ , *AR3+ , AADDA, Bdone：STH B ,

42、 ySTLB , y+1End:Bend .end優(yōu)化：.title“example.asm”.mmregs STACK:.usect“STACK”, 30H.bssa, 20.bss x, 20.bss y, 2.defstart.dataTable:.word1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16.word 1,17 ,18,19,20,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.word 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20.textStart:STM #0, SWWSRSTM #STACK+30H，SPSTM #a，AR1RPT

43、 #39MVPD table，*AR1+CALL SUMend：B endSUM：STM #a，AR3STM #x，AR4RPTZ A，#19MAC *AR3+，*AR4+，ASTH B , ySTLB , y+1.end3.4.7 長(zhǎng)字運(yùn)算DLDLmem, dstDSTsrc , LmemDADDLmem, src,dstDSUBLmem, src,dstDRSUBLmem, src,dst 除了DST指令外，都是單字單周期指令，也就是在單周期內(nèi)同時(shí)利用C和D總線，得到32位操作數(shù)。C160：雙精度運(yùn)算；C161：雙16位運(yùn)算偶地址排列法高16位在前（偶地址），低16位在后（寄地址）Tabl

44、e:.word 06CACH,0BD90H,3668HSTM#80H, AR1RPT#2MVPDtable, *AR1+STM#80H, AR3DLD *AR3+, A；程序運(yùn)行完A=00 6CAC BD90H6cach(H)Bd90h(L)3668h奇地址排列法：類似小端接高16位在后（奇地址），低16位在前（偶地址）STM#81H, AR3DLD *AR3+, A；程序運(yùn)行完，A=00 BD90 6CAC H6cach(L)Bd90h(H)3668h80h81h82h注意：一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，僅使用一種地址排列方法；特殊情況下，可以同時(shí)利用兩種方法，解決特殊的數(shù)據(jù)尋址問(wèn)題；奇偶地址法的確定： 由

45、指令中地址的奇偶性決定。3.4.8 并行運(yùn)算D總線執(zhí)行加載或算術(shù)運(yùn)算；E總線存放先前的結(jié)果。并行指令有四種： 并行加載和乘法指令， 并行加載和存儲(chǔ)指令， 并行存儲(chǔ)和乘法指令， 并行存儲(chǔ)和加/減指令。所有并行指令都是單字單周期指令，并行運(yùn)算時(shí)存儲(chǔ)的是前面的結(jié)果，這些指令都工作在累加器的高位，且大多數(shù)并行運(yùn)算都受ASM（累加器移位方式位）影響。 LD：自動(dòng)左移16位； ST：自動(dòng)移位（ASM16）位，ASM0較合適雙操作數(shù)：AR2AR51.并行裝載和存儲(chǔ)指令序號(hào)指 令功 能說(shuō) 明1ST src,Ymem| LD Xmem,dstYmem = src(ASM-16)|dst = Xmem 16累加器

46、移位存儲(chǔ)并行移位加載累加器2ST src,Ymem| LD Xmem,TYmem = src(ASM-16)|T= Xmem 累加器移位存儲(chǔ)并行加載T寄存器 并行裝載和存儲(chǔ)指令共2條。 2.并行存儲(chǔ)和加/減法指令 并行存儲(chǔ)和加/減法指令只有2條。 序號(hào)指 令功 能說(shuō) 明1ST src,Ymem| ADD Xmem,dstYmem = src(ASM-16)|dst = dst_+ Xmem 16累加器移位存儲(chǔ)并行移位加法運(yùn)算2ST src,Ymem| SUB Xmem,dstYmem = src(ASM-16)|dst = (Xmem 16)-dst_累加器移位存儲(chǔ)并行移位減法運(yùn)算3.并行裝載

47、和乘法指令 并行裝載和乘法指令共4條。 序號(hào)指 令功 能說(shuō) 明1LD Xmem,dst| MAC Ymem,dst_dst = Xmem 16|dst_ = dst_ +T*Ymem操作數(shù)移位加載累加器并行乘法累加運(yùn)算2LD Xmem,dst| MACR Ymem, dst_dst = Xmem 16|dst_ = rnd(dst_ +T*Ymem)操作數(shù)移位加載累加器并行帶舍入乘法累加運(yùn)算3LD Xmem,dst| MAS Ymem,dst_dst = Xmem 16|dst_ = dst_ -T*Ymem操作數(shù)移位加載累加器并行乘法減法運(yùn)算4LD Xmem,dst| MASR Ymem,

48、dst_dst = Xmem 16|dst_ = rnd(dst_ -T*Ymem)操作數(shù)移位加載累加器并行帶舍入乘法減法運(yùn)算4.并行存儲(chǔ)和乘法指令 并行存儲(chǔ)和乘法指令共5條。 序號(hào)指 令功 能說(shuō) 明1ST src,Ymem| MAC Xmem,dstYmem = src (ASM - 16)|dst = dst +T*Xmem累加器移位存儲(chǔ)并行乘法累加運(yùn)算2ST src,Ymem| MACR Xmem, dstYmem = src (ASM - 16)|dst = rnd(dst +T*Xmem)累加器移位存儲(chǔ)并行乘法累加運(yùn)算3ST src,Ymem| MAS Xmem,dstYmem =

49、src (ASM - 16)|dst = dst -T*Xmem累加器移位存儲(chǔ)并行乘法減法運(yùn)算4ST src,Ymem| MASR Xmem, dstYmem = src (ASM - 16)|dst = rnd(dst -T*Xmem)累加器移位存儲(chǔ)并行乘法減法運(yùn)算5ST src,Ymem| MAY Xmem,dstYmem = src z|LD*AR2+,B;e BHADD*AR2+,16,BSTHB,*AR2;BH f3.4.8 定點(diǎn)運(yùn)算一、數(shù)的定標(biāo) DSP芯片的數(shù)以2的補(bǔ)碼形式表示: 1位符號(hào)位，15位數(shù)字。在定點(diǎn)DSP中，都是采用定點(diǎn)數(shù)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，其操作數(shù)一般采用整型數(shù)來(lái)表示。而許

50、多算法的仿真往往是使用浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行的。對(duì)于定點(diǎn)DSP編程來(lái)說(shuō)，數(shù)的定標(biāo)是一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題對(duì)于16位的DSP而言，由程序員來(lái)確定一個(gè)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)將處于16位中的哪一位?？梢杂肣，S法來(lái)表示，不同的表示方法帶來(lái)的數(shù)的范圍和精度是不同的Q，S表示法及數(shù)的范圍定標(biāo)需注意的問(wèn)題運(yùn)算時(shí)，保證兩個(gè)操作數(shù)的定標(biāo)值一樣；變量的Q值的確定，直接影響到系統(tǒng)的性能指標(biāo)。若Q值定高了，提高了系統(tǒng)的精度，但可能會(huì)帶來(lái)中間結(jié)果的溢出。若Q值定低了就能保證不溢出，但是損失了精度。關(guān)鍵就在于用理論分析或統(tǒng)計(jì)的方法估計(jì)出每一中間變量的可能動(dòng)態(tài)范圍MAX，然后以2MAX的數(shù)據(jù)范圍來(lái)定標(biāo)。 浮點(diǎn)數(shù)與定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換：對(duì)Q15格式:0.9999

51、695 7FFFH0.5 4000H (16384)0 0000H-0.5 C000H; 絕對(duì)值乘以32768，取 反再加1-1 8000H 在匯編語(yǔ)言程序中，不能直接寫(xiě)入十進(jìn)制小數(shù)。0.1可寫(xiě)成： .word 1*32768/10 二、處理方法1、為了最大限度保持?jǐn)?shù)的精度，2、溢出及處理 FRACT0 FRACT1 1、小數(shù)乘小數(shù) Q15*Q15 Q3030 Q3131（AH/32768）2、小數(shù)乘整數(shù) Q15*Q0 Q1515 Q1616 （AH）3、整數(shù)乘整數(shù) Q0*Q0 Q0 Q11 三、定點(diǎn)乘法FRACT1：小數(shù)乘法方式， 乘法結(jié)果自動(dòng)左移一位乘法結(jié)果選取FRACT1 小數(shù)小數(shù)：結(jié)果為AH/32768 小數(shù)整數(shù)：結(jié)果為AHFRACT0 整數(shù)整數(shù)：結(jié)果為A例：計(jì)算a=0.1 0.2 -0.3 0.4, x=0.8 0.6 0.4 0.2.bss a,4.bss x,4.bss y,1.datatable: .word 1*32768/10.word