第3章TMS320C54XDSP尋址方式10

《DSP技術與應用》學時：32（含8學時實驗）1第3章

TMS320C54XDSP尋址方式

2本章內(nèi)容1、尋址與尋址方式2、立即尋址3、絕對尋址4、累加器尋址5、直接尋址6、間接尋址

7、MMR尋址

8、堆棧尋址

9、程序存儲器尋址3

尋址與尋址方式

指令執(zhí)行過程中涉及兩次尋址操作，一次是預取指階段的指令代碼尋址，另一次是訪問階段的操作數(shù)尋址

指令代碼尋址主要在程序存儲空間進行，稱作程序存儲器尋址；操作數(shù)尋址主要在數(shù)據(jù)存儲空間進行,稱作數(shù)據(jù)存儲器尋址,簡稱尋址。尋找指令代碼和尋找參與運算的操作數(shù)的方法稱作尋址方式。同一功能指令因尋址方式不同而有多種表示形式。4符號含義Smem16位單數(shù)據(jù)尋址操作數(shù)Xmem16位雙數(shù)據(jù)尋址操作數(shù)，從DB總線讀出Ymem16位雙數(shù)據(jù)尋址操作數(shù)，從CB總線讀出dmad16位立即數(shù)，數(shù)據(jù)存儲器地址pmad16位立即數(shù)，程序存儲器地址PA16位立即數(shù)，I/O口地址src源累加器(A或B)dst目的累加器(A或B)lk16位長立即數(shù)尋址指令中的縮寫符號及其含義5立即數(shù)尋址：指令中包含有一個立即數(shù)(＃）操作數(shù)絕對地址尋址：指令中包含有一個操作數(shù)的16位物理地址累加器尋址：用累加器的低16位值作為地址去訪問程序存儲器直接尋址：指令中包含的7位偏移地址與當前數(shù)據(jù)頁指針DP或堆棧指針SP共同決定了操作數(shù)在數(shù)據(jù)存儲器中的物理地址間接尋址：

8個輔助寄存器中包含有操作數(shù)所在的數(shù)據(jù)存儲器地址存儲器映射寄存器尋址：修改存儲器映射寄存器中的值，而不影響當前DP或SP的值堆棧尋址：把數(shù)據(jù)壓入和彈出系統(tǒng)堆棧尋址方式操作數(shù)尋址方式’C54x共有7種操作數(shù)尋址方式:6

1．立即尋址在立即尋址方式中，指令里包含了立即操作數(shù)。立即尋址方式中的立即數(shù)有兩種數(shù)值形式，1、5、8、9位短立即數(shù)和16位的長立即數(shù)，它們在指令中分別編碼為單字指令和雙字指令。

例如：

LD#0AH，ASM；5-bit(EDOA) RPT#99H ；8-bit(EC99) LD#020H，DP；9-bit(EA20) LD#0FE00H，A；16-bit(F020FE00)需要注意的是，立即數(shù)前面加需“#”以區(qū)別于地址表示方法，不得遺漏。例如，LD#0FE00H，A，表示將立即數(shù)FE00H送入累加器A，遺漏#，則變成把地址為0FE00H單元的內(nèi)容送入累加器A(1000FE00)。7有四種絕對尋址指令：

數(shù)據(jù)存儲器地址（dmad）尋址：

MVDKSmem,dmadMVDMdmad,MMRMVKDdmad,SmemMVMDMMR,dmad程序存儲器地址（pmad）尋址：

FIRSXmem,Ymem,pmadMVDPSmem,pmadMACPSmem,pmad,srcMVPDpmad,SmemI/O端口地址(PA)尋址：

PORTRPA,SmemPORTWSmem,PA長立即數(shù)*(lk)尋址：

LD*(BUFFER)，A2．絕對尋址絕對尋址方式的指令中包含有所尋操作數(shù)的16位單元地址。由于尋址16位絕對地址,故絕對尋址指令長度至少為2個字。8例如：

MVKDDATA，*AR1； 數(shù)據(jù)存儲器尋址

MVPDTABLE, *AR2； 程序存儲器尋址

PORTR0F2F0H, *AR5； 端口尋址第一條指令表示將數(shù)據(jù)存儲器中以DATA符號為地址單元中的數(shù)據(jù)傳送到由輔助寄存器ARl所指向的數(shù)據(jù)存儲單元中去。DATA代表數(shù)據(jù)存儲單元的地址dmad。第二條指令表示將程序存儲器中以TABLE符號為地址單元中的數(shù)據(jù)傳送到由輔助寄存器AR2所指向的數(shù)據(jù)存儲單元中去。TABLE代表程序存儲單元的地址pmad。第三條指令表示將地址為0F2F0H的端口中的數(shù)據(jù)傳送到由輔助寄存器AR5所指向的數(shù)據(jù)存儲單元中去。93．累加器尋址

累加器尋址是利用累加器A的低16位(AL內(nèi)容)作為地址對程序存儲器中的數(shù)據(jù)進行訪問，這種尋址方式常用來尋址存放數(shù)據(jù)的程序存儲空間。

只有兩條指令可用于累加器尋址方式。

READASmem

WRITASmem第一條指令意為將累加器A(AL)的內(nèi)容作為地址尋找程序存儲器中的數(shù)據(jù)，傳送到Smem指定的數(shù)據(jù)存儲單元中。第二條指令意為將Smem指定的數(shù)據(jù)存儲單元中的數(shù)據(jù)（1個字），寫到累加器A(AL)指定地址的程序存儲器中去。10累加器尋址舉例：DM的地址：0206h1514131211109876543210000000100000011011

4．直接尋址

直接尋址指令中包含有數(shù)據(jù)存儲器地址的低7位(dma)。

以dma為偏移地址，與基地址(數(shù)據(jù)頁指針DP或堆棧指針SP)共同構成16位數(shù)據(jù)存儲器的物理地址。數(shù)據(jù)指針（DP），當ST1中的CPL位=0堆棧指針（SP），當ST1中的CPL位=1

位于狀態(tài)寄存器ST1中的CPL的值決定了這種尋址方式的指針選擇CPL=0，選擇數(shù)據(jù)頁指針DP，用DP中的9位作為高位與指令中指定的7位作為低位，共同構成16位數(shù)據(jù)存儲單元的地址。CPL=1，選擇堆棧指針SP，用SP的值與指令中指定的7位正偏移量相加，構成16位數(shù)據(jù)存儲單元的地址。利用這種尋址方式，可以在不改變數(shù)據(jù)頁指針DP和堆棧指針SP內(nèi)容的情況下，隨機地尋址128個存儲單元中的任何一個單元。

直接尋址的優(yōu)點是尋址速度快且為單字指令。129-bit的DP與7-bit的dma結合形成數(shù)據(jù)存儲器物理地址以DP為基準的直接尋址DP9-bit9-bit的DP指向數(shù)據(jù)存儲空間的512個數(shù)據(jù)頁中的某一頁012510511

CPL=0DP直接尋址注意：用DP直接尋址時操作對象需處于同一頁當偏移地址為變量時，變量前加@符號例：x.set20LD#20hDPLD@x,A13

觀察如下程序，計算累加器A中數(shù)據(jù)。

RSBXCPLLD#3，DPLD＠x，ALD#4，DPADD＠y，A

直接尋址方式書寫時需在變量前加@，或者用一個數(shù)dma設定偏移地址值。

DP的值可由LD指令裝入，用RESET指令復位清零；

CPL的值可由SSBX置位，由RSBX復位。

采用DP數(shù)據(jù)頁指針直接尋址編程舉例地址數(shù)據(jù)00010180????????01FF100002000500????????數(shù)據(jù)存儲器xy14地址計算公式：例如:SSBXCPL;CPL置位LD@1,AADD@2,A；A的結果：1500024010000503404SP（SP則始終指向棧頂）

CPL=1SP直接尋址15

5．間接尋址

間接尋址根據(jù)8個輔助寄存器AR0—AR7中定義的任一寄存器給出的16位地址尋址。每一個寄存器都可以用來尋址64K字數(shù)數(shù)據(jù)存儲空間中的任何一個單元。

間接尋址很靈活，不僅能從存儲器中讀或寫一個單16-bit數(shù)據(jù)操作數(shù)，而且能在一條指令中訪問兩個數(shù)據(jù)存儲器單元（即從兩個獨立的存儲器單元讀數(shù)據(jù)，或讀一個存儲器單元同時寫另一個存儲器單元，或讀寫兩個連續(xù)的存儲器單元）。

VC5402有兩個輔助寄存器算術運算單元ARAU0和ARAU1，它們與8個輔肋輔助寄存器一起，可以進行無符號數(shù)算術運算，實現(xiàn)16種單操作數(shù)間接尋址或4種雙操作數(shù)間接尋址方式。16

序號間址類型功能說明0*ARxAddr=ARxARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址1*ARx-Addr=ARxARx=ARx-1ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx中地址減12*ARx+Addr=ARxARx=ARx+1ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx中地址加13*+ARxAddr=ARx+1ARx=ARx+1尋址前，ARx中地址加14*ARx-0BAddr=ARxARx=B（ARx-AR0）ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx以位倒序方式減去AR05*ARx-0Addr=ARxARx=ARx-AR0ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx中減去AR06*ARx+0Addr=ARxARx=ARx+AR0ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx中加上AR07*ARx+0BAddr=ARxARx=B（ARx+AR0）ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx以位倒序方式加上AR0*號表示間址

32位雙字時+/-增減為2尋址前變址只用于寫操作指令178*ARx-%Addr=ARxARx=circ（ARx-1）ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx以循環(huán)尋址方式減19*ARx-0%Addr=ARxARx=circ（ARx-AR0）ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx以循環(huán)尋址方式減去AR010*ARx+%Addr=ARxARx=circ（ARx+1）ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx以循環(huán)尋址方式加111*ARx+0%Addr=ARxARx=circ（ARx+AR0）ARx包含了數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx以循環(huán)尋址方式加上AR012*ARx（lk）Addr=ARx+lkARx=ARxARx加上16位長偏移量作為數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx中內(nèi)容不變13*+ARx（lk）Addr=ARx+lkARx=ARx+lkARx加上16位長偏移量作為數(shù)據(jù)存儲器地址訪問后，ARx中內(nèi)容加上16位長偏移量14*+ARx(lk)%Addr=circ（ARx+lk）ARx=circ（ARx+lk）ARx以循環(huán)尋址方式加上16位長偏移量作為數(shù)據(jù)存儲器地址，同時修改ARx中內(nèi)容15*（lk）Addr=lk以無符號16位長偏移量作為數(shù)據(jù)存儲器地址（絕對地址）(lk)不允許MMR尋址18間接尋址時：間址寄存器前加*號有B符號，位倒序尋址有％符號，循環(huán)尋址有0符號，與AR0有關“+”號在前，修改生成新值后再尋址“+”號在后，尋址后再修改生成新值19單操作數(shù)間接尋址編程舉例：

.mmregs .bssx,4a .word1,2,3,4 STM#a,AR1 STM#x,AR2 LD#0,A LD*AR1+，T MAC*AR2+，A LD*AR1+，T

MAC*AR2+，A LD*AR1+，T MAC*AR2+，A LD*AR1，T MAC*AR2，A …..采用雙操作數(shù)間接尋址可使程序簡化20雙操作數(shù)間接尋址方式雙操作數(shù)間接尋址類型為:*ARx、*ARx-、*ARx+、*ARx+0%雙操作數(shù)間接尋址寄存器只能使用:AR2、AR3、AR4、AR5雙操作數(shù)間接尋址特點:速度快，使用DB、CB兩條總線

RPTZA,#3 MAC*AR2+,*AR3+,A LD#a,DP STLA，@y STHA，@y+1 …..

.mmregs .bssx,4a.word1,2,3,4 STM#a,AR2 STM#x,AR3

雙操作數(shù)間接尋址編程舉例：21

間接尋址除可以完成增量、減量、變址等常規(guī)尋址要求外，還可以完成數(shù)字信號處理算法中常用的位倒序和循環(huán)尋址功能。

FFT算法中常用到位碼倒序尋址。

FFT運算時輸出/輸入序列中必有其一要倒序。以8點蝶形FFT運算為例:

FFT變換前按順序排列的輸入序列數(shù)據(jù)經(jīng)蝶形變換后，輸出序列按倒序排列;

FFT變換前按倒序排列的輸入序列數(shù)據(jù)經(jīng)蝶形變換后，輸出序列按順序排列;

(1)

位碼倒序尋址222324倒序及其進位（有B符號）位倒序表示：1010，0101；0011，1100

位倒序進位：進位不是加到左邊而是加到右邊。例如：進位加到左邊(正序)

進位加到右邊(倒序)

11001100

＋1000＋1000101000010

16點蝶形FFT運算中，將FFT序列長度的一半(8)存放AR0中，如果AR2指向x(0)首址2000H，則執(zhí)行下面2條程序后將以倒序地址:2000H，2008H，2004H，200CH，2002H，…，2007H，200FH存放讀自PA口采樣數(shù)據(jù)。

RPT#15PORTR*AR2+0B,PA2526(2)

循環(huán)尋址在卷積、相關、FIR濾波算法中，要求在存儲器中設置一個緩沖區(qū)作為滑動窗，保存最新一批數(shù)據(jù)。循環(huán)尋址過程中，不斷有新的數(shù)據(jù)覆蓋舊的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)循環(huán)緩沖區(qū)尋址。循環(huán)緩沖區(qū)長度BK決定緩沖區(qū)的大小，循環(huán)尋址時首先應將緩沖區(qū)的長度值R加載至循環(huán)緩沖區(qū)長度寄存器BK。

STM#lk,BK;設置循環(huán)緩沖區(qū)長度循環(huán)緩沖區(qū)從N位的地址邊界(N位0)開始，要求2N>緩沖區(qū)長度R。若R=32,則N=6,即開始地址為：

xxxxxxxxxx000000。循環(huán)尋址時用一個ARx指向緩沖區(qū)。27循環(huán)尋址算法：

if0≤index+step<BK：index=index+step；

elseifindex+step≥BK：index=index+step-BK；

elseifindex+step<0：index=index+step+BK；

其中，index是ARx的低N位（緩沖區(qū)偏移地址）。

28

256點16階FIR濾波器 .sect “fir-prog”

STM#255,BRC

;BlockRepeatCounter

……………

;Repeat256times

STM#1,AR0

RPTBDfir_filter_loop

STM#16,BK ;FIRcircularbuffersize LD*AR7+,A ;loadtheinputvalue STLA,*AR4+% ;replaceoldestsamplewith ;newestsample RPTZA,#16-1 MAC*AR4+0%,*AR3+0%,A ;filtering STHA,*AR5+ ;replacetheoldestbuffervaluefir_filter_loop循環(huán)尋址編程舉例：29

6．存儲器映像寄存器尋址

存儲器映像寄存器尋址主要用于不改變DP、SP的情況下，訪問MMR中的內(nèi)容。因此，這種尋址方式對MMR執(zhí)行寫操作開銷小。

存儲器映像寄存器MMR尋址有兩種方法。(1)采用直接尋址方式，高9位數(shù)據(jù)存儲器地址置0(無論DP、SP為何值)，利用指令中的低7位地址直接訪問MMR。(2)采用間接尋址方式，高9位數(shù)據(jù)存儲器地址置0(無論DP、SP為何值)，按照當前輔助寄存器的低7位地址訪問MMR。此種方式訪問MMR，尋址操作完成后，輔助寄存器的高9位被強迫置成0。30CPU存儲器映射寄存器31只有8條指令能使用存儲器映射寄存器尋址：LDM

MMR，dstSTLMsrc,MMRSTM#lk,MMR

MVMD

MMR,dmad

MVDMdmad,MMR

MVMM

MMRx,MMRyPSHM

MMR

POPM

MMR存儲器映射寄存器尋址用來訪問存儲器映射寄存器而不影響當前數(shù)據(jù)頁指針(DP)或堆棧指針(SP)的值。

直接尋址中利用操作數(shù)中的低7位訪問MMR；間接尋址中利用ARx訪問MMR時ARx高9位被置0。327．堆棧尋址

’C54x的堆棧是從高地址向低地址方向生長的，并用16位堆棧指針SP管理堆棧。

SP總是指向存放在堆棧中的最后一個元素，即棧頂。

堆棧尋址就是利用SP完成尋址操作。共有4條堆棧尋址指令：

PSHD；數(shù)據(jù)存儲器中的一個數(shù)壓棧

PSHM；MMR中的數(shù)壓棧

POPD；彈出一個數(shù)至數(shù)據(jù)存儲單元

POPM；彈出一個數(shù)至MMR33幾種尋址方式的特點(1)立即尋址的特點是操作數(shù)在指令中，運行速度快，但需要較多的程序存儲空間，而且數(shù)值不能改變，主要用于表示常數(shù)和初始化。

絕對尋址可以訪問任何的數(shù)據(jù)空間，但速度慢，且要求較多的存儲空間，可用于對速度沒有苛刻要求的場合。

累加器尋址是利用累加器中的數(shù)值尋址程序存儲器，故主要

用于程序空間和數(shù)據(jù)空間的數(shù)據(jù)傳送。

間接尋址是通過輔助寄存器和輔助寄存器指針尋址數(shù)據(jù)存儲空間任一單元的，較為靈活，可自動實現(xiàn)增量、減量、變址尋址、循環(huán)尋址等操作。2634幾種尋址方式的特點(2)直接尋址指令中包含有數(shù)據(jù)存儲器的低7位地址，與DP或SP內(nèi)容結合形成l6位地址，可以實現(xiàn)單指令周期尋址128個單元。速度較快，利用并行流水線操作，用于時間要求較高的場合。

MMR是基地址為零（不考慮SP、DP、CPL）的直接尋址方式，尋址速度較快，可以直接利用存儲器映像寄存器MMR快速訪